2.2.1 化学反应中能量变化的本质及转化形式-【帮课堂】2021-2022学年高一化学同步精品讲义（鲁科版2019必修第二册）

第2节 化学反应与能量转化 第1课时 化学反应中能量变化的本质及转化形式 1.通过生产、生活、实验中的实例，了解化学能与热能的转化，建立吸热反应、放热反应的概念，从能量变化的视角发展对化学反应的认识。 2.通过认识化学反应中能量变化的实质，进一步深化对化学反应的微观认识。 （一）认识化学能与热能的转化 1．实验探究化学反应中的能量变化 (1)铁粉和稀盐酸反应 (2)锌粉和柠檬酸的反应 (3)碳酸氢钠和柠檬酸反应 2．生产、生活中化学反应的能量变化 (1)木炭在空气中燃烧， 能量，能量的转化形式为化学能转化为 和光能。 (2)利用太阳能光解水制氢气时， 能量，能量的转化形式是光能转化为 。 (3)利用铝热反应(铝与氧化铁反应)焊接钢轨时， 能量，化学能转化为热能和光能。 3．吸热反应与放热反应 (1)化学反应都伴随着能量变化，有的反应 能量，有的反应 能量。 (2)吸热反应：最终表现为 的化学反应。 (3)放热反应：最终表现为释放热量的化学反应。 4.常见的放热反应和吸热反应 放热反应 吸热反应 ①所有燃烧反应 ②酸碱中和反应 ③大多数化合反应 ④活泼金属跟水或酸的反应 ⑤物质的缓慢氧化 ①大多数分解反应 ②铵盐与碱的反应，如Ba(OH)2·8H2O或Ca(OH)2与NH4Cl反应 ③以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应，如C与H2O(g)反应，C与CO2反应 ④NaHCO3与盐酸的反应 （二）化学反应中能量变化的本质 1．化学反应中能量变化的实质(微观探析) (1)以氢气燃烧生成水蒸气的能量变化为例，探究化学变化中能量变化的本质 在25 ℃和101 kPa的条件下， ①断裂1 mol H2和 mol O2中的化学键吸收的总能量：436 kJ＋249 kJ＝685 kJ，生成1 mol H2O，即形成2 mol“O—H”共价键释放的能量为930 kJ。 ②显然释放的总能量 吸收的总能量，则该反应为放热反应。 ③燃烧1 mol H2生成水蒸气时放出能量：245 kJ。 (2)用图示表示化学反应中的能量变化 E1＜E2，反应释放能量(放热反应)，释放能量： ； E1＞E2，反应吸收能量(吸热反应)，吸收能量： 。 (3)重新认识化学变化 化学变化过程中既有物质变化，又伴随能量变化，表示如下： 2．从物质本身所具有的能量角度理解(宏观角度) 只关注反应前后物质的总能量不分析反应过程，用图示表示： 反应物的总能量＞生成物的总能量，是 反应； 反应物的总能量＜生成物的总能量，是 反应。 3．研究化学反应中能量变化的意义 (1)有效利用化学反应将化学能转化为热能、电能及其他形式的能量，用于生产生活和科学研究。 (2)开发新能源，提高能量利用效率。 (3)利用热能、电能等促使很多化学反应的发生，获得所需物质。 题型一：化学键与化学反应中的能量关系 【例1】白磷与氧气在一定条件下可以发生如下反应：P4+3O2=P4O6。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：P—P   198kJ/mol，P—O     360kJ/mol，O=O     498kJ/mol。 根据上图所示的分子结构和有关数据，计算该反应的能量变化，正确的是（ ） A．释放1638kJ的能量 B．吸收1638kJ的能量 C．释放126kJ的能量 D．吸收126kJ的能量 【变1-1】有关化学反应中能量变化的说法正确的是（ ） A．任何反应都会吸收或放出热量 B．化学反应中一定会有化学键的断裂和生成 C．根据能量守恒定律，反应物的总能量与生成物的总能量一定相等 D．反应物的总键能大于生成物的总键能，该反应为放热反应 【变1-2】“科技创造价值，创新驱动发展”。下列对我国科技成就解读不合理的是（ ） 选项 科技成就 解读 A 成功研制吨级氢液化系统 液氢汽化时因断裂化学键而吸热 B 揭示硒化铟(InSe)光电子器件应用潜力 Se位于第ⅥA族 C 钛合金材料应用于“探索4500”水下机器人 钛合金属于金属材料 D 富集分离 的丰度 Li原子最外层只有1个电子 题型二：吸热反应与放热反应 【例2】下列反应中生成物总能量低于反应物总能量的是（ ） A．水蒸气通过灼热的焦炭 B．石灰石高温煅烧 C．盐酸与氢氧化钠溶液的中和反应 D．氢氧化钡晶体和氯化铵晶体混合反应 【变2-1】下列反应过程中吸收能量的是（ ） A． B． C． D． 【变2-2】下