内容正文:
第六章 化学反应与能量
第一节 化学反应与能量变化
第1课时 化学反应与热能
学习目标
核心素养
1.理解化学反应中能量变化的主要原因——化学键的断裂和形成。
2.了解吸热反应和放热反应的概念,熟知常见的吸热反应和放热反应。
1.宏观辨识与微观探析:能从宏观(反应物、生成物总能量)和微观(化学键的断裂和形成)相结合的视角分析化学反应中的能量变化。
2.变化观念:知道化学反应遵循一定的规律;认识化学变化的本质是有新物质生成,并伴有能量的变化。
[对应学生用书第33页]
一、化学反应与能量
1.实验探究
实验操作
实验现象
结论
化学方程式
①看到有气泡产生
②用温度计测得反应后温度升高
该反应放出热量
Mg+2HClMgCl2+H2↑
闻到刺激性气味,烧杯壁发凉,玻璃片和烧杯粘在一起,混合物呈糊状
该反应吸收热量
Ba(OH)2·8H2O+2NH4ClBaCl2+2NH3↑+10H2O
2.吸热反应与放热反应
类型
放热反应
吸热反应
概念
释放热量的化学反应
吸收热量的化学反应
意义
实现了化学能转化为热能
实现了热能转化为化学能
实例
(1)镁条、铝片与盐酸的反应
(2)木炭、氢气、甲烷在氧气中的燃烧反应
(3)氢气与氯气的化合反应
(1)氢氧化钡晶体与氯化铵的反应
(2)盐酸与碳酸氢钠的反应
(3)灼热的炭与二氧化碳的反应
1.判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”)。
(1)硝酸铵固体溶于水,溶液的温度降低,该变化为吸热反应。 (×)
(2)氢气燃烧,浓硫酸溶于水,都放出热量,这些变化都为放热反应。 (×)
(3)化学反应既有物质变化,又有能量变化。 (√)
(4)镁条在空气中燃烧是放热反应,反应过程中所释放的能量全部转化为热能。 (×)
(5)吸热反应需要加热才能进行,放热反应都不需要加热就可以进行。 (×)
(6)火药爆炸时所释放的能量包括热、光、声、机械能等多种能量形式。 (√)
二、化学反应中能量变化的原因及能源的利用
1.化学反应中能量变化的原因——微观角度
(1)化学反应的实质
原子之间重新组合,是反应物中旧化学键断裂和生成物中新化学键形成的过程。
(2)化学反应中能量变化的原因
①变化原因:
②实例:
H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)反应的能量变化如图:
化学键
反应中能量变化
吸收或放出的总能量
1 mol H—H
共吸收679 kJ
1 mol Cl—Cl
2 mol H—Cl
共放出862 kJ
结论
H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)反应过程放出的热量=862 kJ-679 kJ=183 kJ
③结论:
化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与形成。
2.化学反应中能量变化的决定因素——宏观角度
(1)宏观角度
结论:化学反应中的能量变化取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。
(2)图示
3.能源的利用
2.(2022·济南高一检测)下列变化过程符合如图所示能量变化的是 ( )
A.煅烧石灰石
B.水蒸气冷凝
C.烧碱固体溶于水
D.双氧水中加入少量二氧化锰
答案 A
[对应学生用书第35页]
要点一 放热反应与吸热反应
1.硝酸铵溶于水温度降低,该变化是吸热反应吗?
提示:硝酸铵溶于水温度降低是物理变化,不是化学变化,吸热反应必须是化学变化。
2.加热条件下进行的反应是否一定是吸热反应?常温下进行的反应是否一定是放热反应?
提示:都不一定;化学反应是吸热还是放热,与反应条件无关,常温下进行的反应有的是吸热反应(如氢氧化钡与NH4Cl的反应);有的是放热反应(如NaOH与盐酸的反应)。
加热条件下进行的反应有的是吸热反应(如灼热碳与CO2的反应);有的是放热反应(如碳与氧气加热条件下的反应)。
1.规避吸热反应和放热反应判断的2个易错点
(1)三个“不一定”
①需加热才能发生的反应不一定是吸热反应,如碳和氧气的反应;
②放热反应常温下不一定容易发生,如铝热反应;
③吸热反应也不一定需要加热,如Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体的反应。
(2)吸热反应和放热反应都是化学变化。如NaOH固体溶于水是放热过程,但不是放热反应;如升华、蒸发等过程是吸热过程,但不是吸热反应。
2.吸热反应和放热反应的判断方法
(1)根据反应物和生成物的总能量的相对大小判断——决定因素
若反应物的总能量大于生成物的总能量,属于放热反应,反之是吸热反应。
(2)根据化学键断裂或形成时的能量变化判断——用于计算
若断裂反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中的化学键所放出的能量,属于放热反应,反之是吸热反应。
(3)根据反应物和生成物的相对稳定性判断
由不稳定的物质(能量高)生成稳定的物质(能量低)