5.3化学变化中的能量变化（第1课时） -2023-2024学年高一化学教材同步解读（沪科版(2020)必修第二册）

第五章 金属及其化合物 5.3化学变化中的能量变化 第1课时 吸热反应与放热反应 课标导航 1.知道吸热反应与放热反应 2.了解化学反应体系能量改变与化学键的断裂和形成有关 3.知道反应物和生成物的总能量与化学反应中能量变化的关系 知识点拨 知识点拨01 吸热反应和放热反应 1．基本概念与分类 化学反应过程中发生物质变化的同时，常常伴有能量的变化。这种能量的变化常以热能的形式表现出来，叫做反应热。 类型比较 放热反应 吸热反应 定义 有热量放出的化学反应 吸收热量的化学反应 形成原因 反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量 反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量 与化学键强弱关系 生成物分子成键时释放出的总能量大于反应物分子断裂旧键时吸收的总能量 生成物分子成键时释放出的总能量小于反应物分子断裂旧键时吸收的总能量 表示方法 Q>0 Q<0 图示 2.常见的放热反应和吸热反应 （1）常见的放热反应：能自发进行的氧化还原反应（较活泼的金属与酸反应、燃烧反应、中和反应、金属的氧化反应）、铝热反应、由不稳定物质变为稳定物质的反应、多数化合反应、氯酸钾的分解、高压下石墨转化为金刚石。 （2）常见的吸热反应：多数的分解反应，氯化铵和氢氧化钡晶体的反应，碳、一氧化碳和氢气作还原剂的反应，电离和水解，常压下石墨转化为金刚石。 知识点拨02 吸热放热与化学键的断裂与形成 1. 本质 从本质上讲，化学反应中一方面旧的分子破坏，分裂成原子或原子团；另一方面这些原子或原子团再重新组合，形成新的分子。所以，化学反应是旧的化学键不断地断裂，新的化学键不断地形成的过程。由于化学键是原子间强烈的相互作用，分子在破坏的过程中，断裂化学键需要吸收能量。与之相反，原子或原子团在形成新的化学键而结合成新的分子的过程中会释放出能量。如果反应中断键吸收的能量大于成键释放的能量，则该反应为吸热反应；如果反应中断键吸收的能量小于成键释放的能量，则该反应为放热反应。 由于断键需要吸收能量，所以许多反应需要一个初始条件才能引发，比如光照、加热、点燃、电火花等，其作用都是提供一定的能量。许多放热反应一经引发后，原子或原子团在成键时释放出的热量足以供给其反应物在断键时需要吸收的能量，反应可以一直持续到反应物耗尽为止。面有些反应却始终需要外界提供能量以供给其反应物断键所需要的能量，当环境所提供的热量或光照等不能满足其能量需要时，则需要采取加热等措施额外地给予能量补充，否则反应不能继续进行。综上所述，化学反应的条件与化学反应过程中的热效应无关。 知识点拨03对热化学方程式的理解 1． 热化学方程式定义： 表示化学反应与热效应关系的方程式叫做热化学方程式。 化学反应的热效应与反应进行时的条件（恒压还是恒容、温度、压力）有关，与物质的状态、晶体类型及物质的量有关。 2．有关“热化学方程式”的书写： ⑴应标明反应物和生成物的聚集状态（固、液、气）和晶体类型。 ⑵应标明反应热的数值、单位、符号。 ⑶热化学方程式中分子式前面的系数只表示物质的量，不表示单个分子，因此系数可以是分数，系数也可变，但反应热要与系数相对应。 ⑷当反应逆向进行时，反应热相等但符号相反。 ⑸两个热化学方程式等号两边可以相加或相减，而得到新的热化学方程式。 例：已知25℃、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为： C(石墨) + O2(g) CO2(g)+393.51kJ C(金刚石) + O2(g) CO2(g)+395.41kJ 知识点拨04 化石燃料的燃烧 1．燃料充分利用的意义： 世界各国所需的燃料几乎全部来自化石燃料，而在自然界经历几百万年才形成的化石燃料，极有可能在几百年内全部被耗尽。故充分利用燃料，节约能源具有非常重要的意义。 2． 燃烧充分利用的方法： (1) 燃料充分燃烧。 (2)热能充分利用。 3．使燃料充分燃烧的方法： (1)鼓入适量的空气。 空气不足，燃料燃烧得不充分，放出的热量少，且还会造成空气污染。空气太多，冷空气会带走一部分热量，造成热量损失。 (2)将燃料与空气充分接触。 增加接触面积有利于燃料充分燃烧。大块的固体燃料和液体燃料与空气接触面有限，燃烧不充分。将固体燃料粉碎，把液体燃料雾化，均可增加与空气的接触面，提高燃料的利用率。 (3)进行燃料加工。 煤直接燃烧不仅燃烧不充分，热值不高，且会产生大量的粉尘和二氧化硫，造成环境污染。将煤液化或汽化，可提高煤的利用率，并能改善生活环境。 4．使热能充分利用的方法： (1)利用余热。如在灶具上增加一个利用余热加热水的装置。 (2)防止热量损失。如在燃料燃烧时加一个挡风罩。 (3