6.1 化学反应与能量变化（第1课时 化学反应与热能）-2022-2023学年高一化学同步素养目标精品讲义（人教版2019必修第二册）

第六章 第一节 化学反应与能量变化 第1课时 化学反应与热能 榆次一中 李金虎 【学习目标】 1．了解吸热反应和放热反应的概念，知道常见的吸热反应和放热反应。 2．从宏观角度(反应物和生成物总能量)和微观角度(化学键的断裂和形成)理解化学反应中能量变化原因。 【素养目标】 1．通过从宏观和微观相结合的视角分析化学反应中能量的变化。培养学生“宏观辨识与微观探析”的学科素养。 2．通过学习化学能与热能的化学知识在生产、生活实践中的应用，培养学生“科学精神和社会责任”的学科素养。 必备知识与关键能力 知识点一：化学反应与热能 1．实验探究放热反应和吸热反应 实验操作 在一支试管中加入2 mL 2 mol·L－1盐酸，并用温度计测量其温度。再向试管中放入砂纸打磨光亮的镁条，观察现象，并测量溶液温度的变化 将20 g Ba(OH)2·8H2O晶体研细后与10 g NH4Cl晶体一起放入烧杯中，并将烧杯放在滴有几滴水的木片上。用玻璃棒快速搅拌，闻到气味后迅速用玻璃片盖上烧杯，用手触摸杯壁下部，试着用手拿起烧杯，观察现象 实验装置 实验现象 镁条逐渐溶解，有气泡产生；温度计示数升高 有刺激性气味气体生成；用手触摸杯壁下部，有冰凉感觉；用手拿起烧杯，木片粘在烧杯上 实验结论 该反应放出热量 该反应吸收热量 化学反应过程中伴有热量的释放和吸收 2．放热反应与吸热反应 (1)放热反应：释放热量的化学反应，如活泼金属与酸的反应，燃烧反应，中和反应等。 (2)吸热反应：吸收热量的化学反应，如氢氧化钡与氯化铵的反应，盐酸与碳酸氢钠的反应，灼热的炭与二氧化碳的反应。 【点拨】化学反应放热还是吸热取决于反应物和生成物具有总能量的相对大小，与反应是否需要加热无关。 有些放热反应必须加热才能发生，如木炭的燃烧；而有些吸热反应常温下就能发生，如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应。 3．常见的放热反应和吸热反应 典例1．下列反应既属于氧化还原反应，又是吸热反应的是(　　) A．灼热的碳与CO2的反应 B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应 C．铝片与稀盐酸的反应 D．甲烷在氧气中的燃烧反应 【答案】A 【解析】灼热的碳与CO2的反应生成CO，属于氧化还原反应，也是吸热反应，A正确；Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应生成BaCl2、NH3和H2O，属于非氧化还原反应，B错误；铝片与稀盐酸的反应放热，C错误；甲烷在氧气中的燃烧反应放热，D错误。 典例2．将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中，然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。由此可见(　　) A．NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应 B．NH4HCO3和盐酸反应中，热能转化为产物内部的能量 C．反应物的总能量高于生成物的总能量 D．NH4HCO3只含有共价键 【答案】B 【解析】反应过程中醋酸逐渐凝固，说明HCl和NH4HCO3反应过程中温度降低，则该反应是吸热反应，反应物的总能量低于生成物的总能量，据此解答。A．醋酸逐渐凝固，说明反应吸收热量导致醋酸溶液温度降低，即NH4HCO3与HCl的反应为吸热反应，A错误；B．该反应为吸热反应，即吸收的热量转化为产物内部的能量，B正确；C．因反应为吸热反应，则反应物的总能量低于生成物的总能量，C错误；D．NH4HCO3属于离子化合物，含有离子键，另外还含有共价键，D错误。答案选B。 知识点二：化学键与化学反应中能量变化的关系 1．化学反应中能量变化的本质原因——微观角度 化学反应中能量变化的计算 Q(吸)表示反应物分子化学键断裂时吸收的总能量，Q(放)表示生成物分子化学键形成时放出的总能量，则公式为ΔQ＝Q(吸)－Q(放) 【注意】应用公式计算化学反应中能量变化时，不仅要注意参加反应的分子的物质的量，还要注意一个分子中化学键的数目。 实例分析(以反应H2＋Cl2===2HCl为例) (1)根据上图填写下表： (2)该反应释放(填“释放”或“吸收”)183 kJ能量。 化学键 断裂或形成1 mol化学键时的能量变化 反应中的能量变化 Cl—Cl 吸收243 kJ 共吸收679 kJ H—H 吸收436 kJ H—Cl 释放431 kJ 共释放862 kJ 【点拨】(1)化学键的形成蕴涵着能量变化，在进行反应时化学键要断裂，吸收能量，反应后形成新化学键要放出能量，反应前反应物能量与反应后生成物能量不相等。 (2)对同一种化学键而言，断裂时吸收的能量与形成时放出的能量相同。 (3)判断该反应是放热反应还是吸热反应，也可比较断键吸收的总能量与形成新键所释放的总能量大小。 2．