6.1.1 化学反应与热能（讲义）-2023-2024学年高一化学同步精讲讲义（人教版2019必修第二册）

第一节 化学反应与能量变化（1） 【学习目标】 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、熟悉常见的吸热反应和放热反应 【主干知识梳理】 一、化学反应过程中存在热量变化 1、实验探究 (1)镁和稀盐酸的反应 实验过程 在一支试管中加入2 mL 2mol/L盐酸，并用温度计测量其温度。再向试管中放入用砂纸打磨光亮的镁条，观察现象，并测量溶液温度的变化 实验操作示意图 实验现象 有 产生；用手触摸反应后的试管，温热；用温度计测得反应后温度升高 离子反应 实验结论 活泼金属与酸反应是放热反应 (2)Ba(OH)2·8H2O和氯化铵反应 实验过程 将20 g Ba(OH)2·8H2O晶体研细后与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 实验操作示意图 实验现象 混合物呈 ；闻到 气味；用手触摸杯壁下部， ；用手拿起烧杯，木片与烧杯粘在一起 化学反应 实验结论 (3)结论：化学反应中总会伴随着能量变化，通常主要表现为热能的变化，有的放出热量，有的吸收热量 2、吸热反应和放热反应 (1)概念 ①放热反应：把 热量的化学反应称为放热反应 ②吸热反应：把 热量的化学反应称为吸热反应 (2)常见的放热反应和吸热反应 ①常见的放热反应 a．所有的燃烧反应，如： b．所有的酸碱中和反应，如 c．大多数的化合反应，如： d．活泼金属与水、与酸的反应，如： e．铝热反应，如：2Al＋Fe2O3 2Fe＋Al2O3 f．生成沉淀的反应，如：SO42－＋Ba2+===BaSO4↓ ② 常见的吸热反应 a．大多数分解反应，如 b．以碳、CO、H2为还原剂的氧化还原反应：如： c．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应(固态铵盐与碱的反应) d．C和CO2发生的化合反应及C和H2O(g)的反应 e．NaHCO3与盐酸的反应 【微点拨】 (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 【对点训练1】 1、下列反应是吸热反应的是(　　) A．硫的燃烧　　　 B．水的分解 C．食物的氧化变质 D．中和反应 2、下列说法正确的是(　　) A．Fe与S在加热条件下才能发生反应，所以该反应属于吸热反应 B．HNO3、H2SO4分别与NaOH溶液反应都放出热量 C．分解反应都是吸热反应，化合反应都是放热反应 D．合成氨的反应是放热反应，所以N2与其他物质的反应也是放热反应 二、化学反应存在能量变化的原因 1、从化学键的变化理解——主要原因 (1)以H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)反应的能量变化为例说明 反应中能量变化 由图可知 1 mol H2分子中的化学键断裂吸收的能量是436 kJ 共吸收679 kJ 1 mol Cl2分子中的化学键断裂吸收的能量是243 kJ 1 mol HCl分子中的化学键形成释放的能量是431 kJ 共放出2×431＝862 kJ 结论 H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反应放出的热量为183 kJ (2)化学反应是