(讲义)第2章 第2节 新知探究课8 化学反应中能量变化的本质及转化形式-【提分教练】2023-2024学年新教材高中化学必修第二册(鲁科版2019)

第2节　化学反应与能量转化 新知探究课8　化学反应中能量变化的本质及转化形式 1．通过生产、生活、实验中的实例，了解化学能与热能的相互转化，建立吸热反应、放热反应的概念，从能量变化的视角认识化学反应，形成“宏观辨识与微观探析”的化学学科核心素养。 2．关注与化学有关的社会热点问题，认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料的重要性，增强节约能源及环境保护等意识，形成“科学态度与社会责任”的化学学科核心素养。 一、化学反应中的能量变化 1．木炭在空气中燃烧，化学能要转化成热能和光能。 2．电解水时电能转化为化学能，化学能也可以转化成电能。 3．实验探究——感受化学反应中的能量变化 实验操作 实验现象 结论 固体粉末逐渐溶解，有气泡产生，溶液温度升高 金属与酸反应释放能量 固体粉末逐渐溶解，有气泡产生，溶液温度下降 NaHCO3与柠檬酸反应时吸收热量 结论：化学反应都会伴随能量的变化，有的反应释放能量，有的反应吸收能量。 吸热反应：吸收热量的化学反应。 放热反应：释放热量的化学反应。 　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)有能量放出的变化过程都是放热反应。 (　　) (2)放热反应一定容易发生，吸热反应一定难以发生。 (　　) (3)化学反应中的能量变化全部是以热量的形式转化的。 (　　) [答案]　(1)×　(2)×　(3)× 二、化学反应中能量变化的原因 1．从化学键的变化角度分析 E1为破坏旧化学键吸收的能量，E2为形成新化学键释放的能量。E1<E2时，反应放出能量，反应释放能量数值＝E2－E1。E1>E2时，反应吸收能量，反应吸收能量数值＝E1－E2。 2．从物质所具有的总能量关系分析 反应物总能量>生成物总能量，反应释放能量。 反应物总能量<生成物总能量，反应吸收能量。 3．化学反应中能量转化的形式 化学能⥫⥬热能、电能或光能等。 　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)在任何化学反应中，反应物所具有的总能量与生成物所具有的总能量是不会相等的，在新物质产生的同时总是伴随着能量的变化。 (　　) (2)在化学反应中，若破坏旧化学键吸收的能量大于形成新化学键释放的能量，则该反应是吸热反应。 (　　) (3)相同质量的氢气在氧气中燃烧比与氧气混合发生爆炸反应放出的热量少。 (　　) [答案]　(1)√　(2)√　(3)× 对化学反应中能量变化的理解 材料一　物体在加热或冷却过程中，温度升高或降低而不改变其原有相态所需吸收或放出的热量，称为“显热”。它能使人们有明显的冷热变化感觉，通常可用温度计测量出来。如在常压下，将水从20 ℃加热到80 ℃所吸收的热量，就叫显热。 材料二　利用铝的还原性和铝转化为氧化铝时能放出大量热的性质，工业上常用铝粉来还原一些难熔性氧化物，这类反应被称为铝热反应。例如，在焊接铁轨时，人们常将铝粉与氧化铁的混合物点燃，由于反应放出大量的热，置换出的铁以熔融态流出，让熔融的铁流入铁轨的裂缝，冷却后就将铁轨牢牢地焊接在一起。 1．将水从20 ℃加热到80 ℃的显热过程是吸热反应吗？ 提示：不是，因为此吸热过程不是化学反应。 2．铝热反应中反应物的总能量和生成物的总能量有什么关系？ 提示：反应物的总能量大于生成物的总能量。 3．化学反应中有能量变化的根本原因是什么？ 提示：旧化学键断裂吸收的能量与新化学键形成放出的能量不相等。 放热反应和吸热反应的比较 放热反应 吸热反应 能量 变化 反应物的总能量大于生成物的总能量 反应物的总能量小于生成物的总能量 键能 变化 生成物的总键能大于反应物的总键能 生成物的总键能小于反应物的总键能 图示 常见 实例 (1)金属与水或酸的反应 (2)金属氧化物与水或酸的反应 (3)可燃物的燃烧反应及缓慢氧化 (4)酸与碱的中和反应 (5)大部分化合反应 (1)大部分分解反应 (2)Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反应 (3)柠檬酸与NaHCO3的反应 (4)高温下焦炭与水蒸气的反应 1．下列说法不正确的是(　　) A．化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化 B．放热反应都不需要加热就能发生 C．吸热反应在一定条件下(如常温、加热等)也能发生 D．化学反应是放热还是吸热，取决于生成物具有的总能量和反应物具有的总能量 B　[有些放热反应如铝热反应，需要加热才能发生，故B错误。] 2．已知反应A＋B===C＋D的能量变化如图所示，下列说法正确的是(　　) A．该反应是放热反应 B．只有在加热条件下才能进行 C．反应物的总能量高于生成物的总能量 D．反应中断开化学键吸收的总能量高于形成化学键放出的总能量 D　[根据图像可知反应物总能量低于生成物总能量，所以该反应是吸热反应，故A、C错误；某些吸热反应