第04课时 化学反应与能量变化-【寒假自学课】2023年高中化学寒假精品课（人教版2019必修第二册）

学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 第04课时 化学反应与能量变化 学习目标： 1．掌握化学反应伴随能量变化的概念 2．利用化学反应带来的能量变化进行 3．感受化学改变生活 重点： 1．化学变化带来的能量变化 难点： 1. 对比吸热、放热反应 开启新世界 现代社会中人们的一切活动（从衣食住行到文化娱乐，从社会生产到科学研究等）都离不开能量，而许多能量的利用与化学反应中的能量变化密切相关。从煤、石油和天然气等提供热能，到各种化学电池提供的电能都是通过化学反应获得的。 一、化学反应与热能 化石燃料燃烧会释放大量的热。除了燃烧，其他化学反应也伴随着放热或吸热现象。 【实验】1在一支试管中加入2 mL 2 mol/L盐酸，并用温度计测量其温度。再向试管中加入用砂纸打磨光亮的镁条，观察现象，并测量溶液温度的变化。 实验现象：试管内产生大量____________，温度计测得溶液温度____________。说明该实验为__________反应。 【实验2】将20 g Ba(OH)2·8H2O晶体研细后与10 g NH4Cl晶体仪器放入烧杯中，并将烧杯放在滴有几滴水的木片上。用玻璃棒快速搅拌，问到气味后迅速用玻璃片盖在烧杯上，用手触摸杯壁下部，试着用手拿起烧杯。观察现象。 实验现象：Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl混合后，有__________气味气体产生，手触摸杯壁下部，明显感觉温度__________，用手拿起烧杯发现__________________，说明有冰出现。说明该反应是______________反应。 上述两个实验中反应前后温度变化，说明反应过程中伴有能量的释放或吸收。化学上把释放热量的化学变化称为_________反应，如镁条、铝片与稀盐酸的反应，木炭，氢气，甲烷等在氧气中的燃烧，氢气与氯气的化合等都是放热反应。把吸收热量的化学变化称为__________反应，如氢氧化钡与氯化铵的反应，盐酸与碳酸氢钠的反应，灼热的碳与二氧化碳的反应等都是吸热反应。 我们知道物质中的原子之间是通过化学键相结合的，当化学反应发生时，反应物的化学键断裂要吸收能量，而生成物的化学键形成要放出能量。以氢气与氯气结合成氯化氢的反应为例： 在25℃和101kPa条件下，断开1 mol H2中化学键需要吸收436kJ的能量，断开1 mol氯气中的化学键需要吸收243kJ的能量，反应中1 mol氢气和1 mol Cl2中的化学键断裂需要共为679kJ的能量，而形成2 mol HCl中的化学键需要释放862kJ的能量，化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因，化学反应中物质变化总会伴随着能量的变化，通常表现为热恋的释放或吸收。一般情况下，如果一个化学反应过程中放出的能量多于吸收的能量，则有能量向环境释放，发生放热反应；反之，放出的能量小于吸收的能量，则需要从环境吸收能量，发生吸热反应。在Cl2与H2的反应过程中，放出的能量大于吸收的能量发生了放热反应。 【练习】1 意大利罗马大学的Fulvio Cacace等人获得极具理论研究意义的N4分子，N4分子结构如图所示，已知断裂1 mol N—N吸收167 kJ热量，生成1 mol N≡N放出942 kJ热量。根据以上信息和数据，下列说法正确的是 A．N4属于一种新型的化合物 B． N4的沸点比P4（白磷）的高 C．理论上可以将N4转化为N2的反应设计成原电池 D．1 mol N4所含有的能量比2 mol N2所含有的能量低 二、化学反应与电能 我们日常使用的电能主要来自于火力发电，火力发电是通过化石燃料燃烧时发生的氧化还原反应，使化学能转化为热能加热水使之汽化的水蒸气推动着蒸汽轮机，带动发电机发电。火力发电过程中，学能经一系列能量转化的过程，间接的转化为了电能，其中燃烧（氧化还原反应）是关键。 【实验】3 （1）将锌片和铜片盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象。 （2）用导线连接锌片和通盘，观察、比较导线连接前后的现象。 （3）如图所示，用导线在锌片和铜片之间串联一个电流表，观察电流表的指针是否偏转。 实验现象： （1）锌片表面出现气泡，铜片无明显变化； （2）用导线将锌片与铜片连接后，铜片表面出现气泡，锌片逐渐溶解； （3）串联一个电流表后，发现电流表指针偏转，说明导线中有电流出现。 上述实验说明，当插入稀硫酸的锌片与铜片用导线连接时，由于锌比铜活泼，与稀硫酸作用容易失去电子，被氧化成锌离子而进入溶液中： 锌片：Zn—2e—=Zn2＋（氧化反应） 电子由锌片通过导线流向铜片，溶液中的氢离子从铜片获得电子，被还原成氢原子，氢原子结合成氢分子，从铜片上放出： 铜片：2H＋＋2e—=H2↑（还原反应） 上述实验分析标明，通过特定的装置使氧化反应