内容正文:
6.1.1化学反应与热能
核心素养发展目标
1.知道化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因。
2.知道反应物与生成物总能量的相对高低是反应过程中能量变化的决定因素。
3.了解化学能与热能的相互转化。
4.了解能量转化在生产、生活中的应用。
(
考点梳理
)
考点1 化学能与热能的相互转化
1.吸热反应和放热反应
(1)定义
吸热反应:吸收热量的化学反应;
放热反应:放出热量的化学反应。
(2)实验探究[实验6-1][实验6-2]
①镁和稀盐酸的反应
实验现象
有气泡产生;用温度计测量,水银柱上升
离子反应
Mg+2H+===Mg2++H2↑
实验结论
活泼金属与酸反应是放热反应
②Ba(OH)2·8H2O和氯化铵反应
实验现象
闻到刺激性气味,烧杯壁发凉;玻璃片和烧杯黏结在一起,混合物呈糊状
化学反应
Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl===BaCl2+2NH3↑+10H2O
实验结论
该反应是吸热反应
常见的吸热反应有:大多数的分解反应,C和CO2、C和H2O的反应,Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应等。常见的放热反应有:大多数的化合反应,酸碱中和反应,金属与酸或水的反应,燃烧反应,爆炸反应等。
注意:
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)
(6)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
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——主要原因
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)的反应为放热反应,反之为吸热反应
(4)根据反应条件判断
凡是持续加热才能进行的反应一般就是吸热反应
(
即学即练
)
1.下列反应属于非氧化还原反应,又属于吸热反应的是
A.氢氧化钡晶体与氯化铵反应 B.镁条与稀硫酸反应
C.氢氧化钠与醋酸反应 D.氧化铜与木炭反应
2.下列图示变化为吸热反应的是
A. B.C.D.
3.下列反应属于吸热反应的是
A.铝热反应 B.木炭燃烧 C.酸碱中和反应 D.煅烧石灰石
4.下列反应属于放热反应的是
A.煅烧石灰石制生石灰 B.煤的气化制水煤气
C.与反应 D.与NaOH的中和反应
5.下列说法中错误的是
A.燃烧一定有发光现象 B.燃烧一定是氧化还原反应
C.燃烧一定要有氧气参加 D.燃烧一定要放出热量
考点2 化学键与化学反应中能量变化的关系
如图是氢气与氯气反应的过程示意图,结合本图,完成下列知识点:
1.化学反应中能量变化的原因
可以用键能计算反应类型
E1>E2,反应吸收能量;E1<E2,反应释放能量。
2.决定化学反应中能量变化的因素
反应物总能量大于生成物总能量,反应放热;
反应物总能量小于生成物总能量,反应吸热。
3.化学反应中能量转化的形式
(1)化学反应的能量变化还可以看做是“储存”在物质内部的能量(化学能)转化为热能、电能或光能等释放出来的过程。
(2)化学反应的能量变化也可以看做是热能、电能或光能等物质外部的能量转化为物质内部的能量(化学能)被“储存”起来的过程。
归纳:
1.从化学键的角度理解化学反应过程中的能量变化
化学反应过程中的