6.1.1 化学反应与热能（讲义）-【思维课堂】2022-2023学年高一化学同步精品备课系列（人教版2019必修第二册）

第六章 第一节 第1课时 化学反应与热能 学习目标： 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. 知道化学反应中的能量变化和物质具有的能量之间的关系。 3. 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。 吸热和放热反应 知识整理 1．概念 （1）放热反应：把释放热量的化学反应称为放热反应 （2）吸热反应：把吸收热量的化学反应称为吸热反应 2．常见的放热反应和吸热反应 （1）常见的放热反应 ①所有的燃烧反应，如：木炭、CH4等在空气或氧气中的燃烧，Na、H2在Cl2中燃烧，镁条在CO2中燃烧 ②所有的酸碱中和反应，如：HCl＋NaOH===NaCl＋H2O ③大多数的化合反应，如：CaO＋H2O===Ca(OH)2 H2＋F2===2HF ④活泼金属与水、与酸的反应，如：2Na＋2H2O===2NaOH+H2↑ Mg＋2H+===Mg2++H2↑ ⑤铝热反应，如：2Al＋Fe2O3 2Fe＋Al2O3 ⑥缓慢氧化 （2）常见的吸热反应 ①大多数分解反应，如：NH4ClNH3↑＋HCl↑ CaCO3CaO＋CO2↑ ②以碳、CO、H2为还原剂的氧化还原反应：如：H2＋CuOH2O＋Cu ③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应(固态铵盐与碱的反应) ④C和CO2发生的化合反应及C和H2O(g)的反应 ⑤NaHCO3与盐酸的反应 【要点诠释】 （1）吸热反应和放热反应的理解 ①“四个不一定” a．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 b．放热反应在常温下不一定容易发生，如：N2与H2合成NH3 c．高温条件下进行的反应不一定是吸热反应，如：铝热反应 d．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 ③反应前需要加热的化学反应，停止加热后若反应还能继续进行，则该反应为放热反应 ④一般情况下，持续加热或持续高温的化学反应，通常为吸热反应 （2）化学反应的能量变化，除转化为热能外，还转化为机械能、光、声、电等多种能量形式 （3）化学反应遵循的两条基本规律：质量守恒定律和能量守恒定律 （4）物质发生化学反应一定伴随着能量变化，但伴随能量变化的物质变化不一定都是化学变化 如：水蒸气变成液态水的过程放热，但该变化为物理变化 （5）能量越低越稳定。同一物质能量由高到低：气体(g)>液体(l)>固体(s)；稳定性：气体(g)<液体(l)<固体(s) （7）任何化学反应在发生物质变化的同时都伴随着能量的变化，通常表现为热量变化，即放出热量或吸收热量 （8）常见的热效应如浓硫酸溶于水、NaOH溶于水、Ca(OH)2溶于水，虽伴随着能量的放出，但并不是放热反应；铵盐溶于水虽需要吸收能量，也不是吸热反应。 （9）对于可逆反应，若正反应为放热反应，则逆反应必为吸热反应。 典型例题 1．[双选]下列关于化学反应与能量变化的说法中，不正确的是(　 ) A．化学反应必然伴随着能量变化 B．Na与H2O的反应属于吸热反应 C．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应属于放热反应 D．化学变化中的能量变化主要是由化学键变化引起的 2．已知2SO2＋O22SO3为放热反应，对该反应的下列说法正确的是(　 ) A．O2的能量一定高于SO2的能量 B．SO2和O2的总能量一定高于SO3的总能量 C．SO2的能量一定高于SO3的能量 D．因该反应为放热反应，故不必加热也可发生 化学反应存在能量变化的原因 知识整理 1．从化学键的变化理解——主要原因 （1）以H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)反应的能量变化为例说明 反应中能量变化 由图可知 1 mol H2分子中的化学键断裂吸收的能量是436 kJ 共吸收679 kJ 1 mol Cl2分子中的化学键断裂吸收的能量是243 kJ 1 mol HCl分子中的化学键形成释放的能量是431 kJ 共放出2×431＝862 kJ 结论 H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反应放出的热量为183 kJ （2）化学反应是旧键断裂，新键生成的反应，两者吸收和释放能量的差异表现为反应能量的变化。化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因 化学反应的过程 规律 新键生成释放的能量大于旧键断裂吸收的能量，则反应放热 新键生成释放的能量小于旧键断裂吸收的能量，则反应吸热 2．从物质储存化学能的角度理解——决定因素 宏观解释 放热反应示意图 吸热反应示意图 化学反应放出热量 化学反应吸收热量 （1）放