6.1.1 化学反应与热能-【优质讲义】2022-2023学年高一化学同步精品讲义（人教版2019必修第二册）

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 宏观辨识与微观探析 1．理解化学键与化学反应中能量变化之间的关系； 2．了解吸热反应和放热反应； 3．从本质(微观结构角度)上理解化学反应中能量的变化。 科学态度与社会责任 了解化学能转化为热能在生产、生活中的应用及对人类文明发展的贡献。 预习导学 一、化学反应中的吸热与放热 化学上把 的化学反应称为放热反应；把 的化学反应称为吸热反应。 二、化学键与能量 1、物质中的原子之间是通过_____相结合的。 2、当物质发生化学反应时，断开反应物中的化学键要 能量，而形成生成物中的化学键要_____能量。化学键的断裂和形成是物质在化学反应中能量发生变化的主要原因。 重难突破 重点一、吸热反应和放热反应的判断 反应过程中放出热量的反应为放热反应，吸收热量的反应为吸热反应。 1．根据实例判断。 常见的放热反应有：①所有的燃烧反应，如C、H2、CH4等在氧气或空气中的燃烧，H2在氯气中的燃烧等；②酸碱中和反应；③大多数的化合反应；④金属与酸的反应，如镁条和盐酸的反应。 常见的吸热反应有：①大多数的分解反应；②氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应；③C和CO2、C和水的反应等。 2．根据生成物和反应物总能量的相对大小判断。若生成物的总能量大于反应物的总能量，则为吸热反应，反之为放热反应。实际上，反应放热就是因为反应物的总能量大于生成物的总能量；而反应吸热是因为反应物的总能量小于生成物的总能量。 3．根据生成物和反应物的相对稳定性判断。由稳定的物质生成不稳定的物质的反应为吸热反应，反之为放热反应。 4、一个反应是放热反应还是吸热反应与其是否需要加热无关，需要加热的反应不一定是吸热反应，不需要加热的反应也不一定是放热反应。如H2、CO等大多数气体需要点燃才能进行燃烧，Ba(OH)2·8H2O 和NH4Cl属吸热反应但在常温下就能进行。 【例1】下列叙述中正确的是(　　) A．需要加热的反应都是吸热反应 B．放热反应不要加热或点燃等条件即可发生 C．化学能只能以热能的形式释放 D．燃烧反应都是放热反应 重点2 决定吸收能量或放出能量的因素 一个反应在完成后是吸收能量还是放出能量，决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。其关系如下图所示： 图Ⅰ中反应物的总能量大于生成物的总能量，反应过程中反应物将比生成物多的那部分能量释放出来，这样的反应为放出能量的反应；图Ⅱ中反应物的总能量比生成物的总能量低，反应过程中需要从外界吸收能量，这部分能量便储存在生成物中，这样的反应为吸收能量的反应。 (1)反应物的总能量大于生成物的总能量，反应放出能量。 (2)反应物的总能量小于生成物的总能量，反应吸收能量。 【例2】下列图像分别表示反应过程中的能量变化，其中表示吸热反应的是(　　) 重点3 化学键与化学反应的能量关系 从微观分析看，化学反应是原子(或离子)重新组合的过程。即在一定条件下，分子(或其他形式的微粒)中的化学键吸收能量后被破坏，形成原子(或离子)，而后又相互结合成新的分子，在此过程中由于原子间(或离子间)的相互结合而放出能量。下图为N2(g)和O2(g)生成NO(g)过程的能量变化示意图，由图可知，当1molN2(g)与1molO2(g)在一定条件下反应生成 2 mol NO(g)时，1molN2分子中的化学键断裂需要吸收946kJ能量，1molO2分子中的化学键断裂需吸收498 kJ能量，形成2 molNO分子中的化学键要释放632kJ·mol－1×2mol＝1264 kJ能量。 反应N2(g)＋O2(g)===2NO(g)是吸收能量还是放出能量，要看断键时吸收的能量与成键时放出的能量的相对大小。由上可知，断裂反应物分子中的化学键吸收的总能量为946 kJ·mol－1＋498 kJ·mol－1＝1444 kJ·mol－1，形成生成物分子中的化学键放出的总能量为1264 kJ·mol－1，即反应吸收能量180 kJ·mol－1。 上述过程说明化学反应中，化学键的断裂与形成是反应过程中有能量变化的本质原因。 【例3】已知破坏1 mol H—H键、Cl—Cl键、H—Cl键分别需要吸收436 kJ、243 kJ、432 kJ能量，则由H2与Cl2生成1 mol HCl总的过程需要(　　) A．放热185 kJ　　　B．吸热185 kJ C．放热92.5 kJ D．吸热92.5 kJ 课堂演练 1.根据化学反应的实质是旧键断裂新键形成这一事实，下列变化不属于化学反应的是（ ） A．H2在O2里燃烧 B．石墨在高温下转化成金刚石 C．NaCl 熔化 D．五氧化二磷吸水