（学生版）10 第二章 第2节 第1课时 化学反应中能量变化的本质及转化形式-【创新教程】2025-2026学年高中化学必修第二册五维课堂同步复习（鲁科版）

第二章化学键化学反应规律 五维课堂型 第2节 化学反应与能量转化 第1课时 化学反应中能量变化的本质及转化形式 课程标准 核心素养 1.认识物质具有能量，认识吸热反 ①宏观辨识与 应与放热反应 能运用能量的变化描述常见简单物质及其变化 微观探析 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 ②变化观念与 能认识化学变化伴随着能量变化 3.知道化学反应可以实现化学能 平衡思想 与其他能量形式的转化 4.能基于化学键解释某些化学反 ③科学态度与 具有“绿色化学”观念，能从能量综合利用的角度分析 应的热效应 社会责任 反应的利弊 教材梳理。探新知 [知识梳理] 2.化学反应中能量变化的原因 一、实验探究化学变化中的能量变化 (1)能量变化的原因：旧化学键破坏时要 冬 1.活动探究 量(E),新化学键形成时要 能量(E2), (2)反应吸收能量和放出能量的原因： 有关化学方程 实验操作 实验现象 ①从化学键角度分析：若E>E,则反应 能 式或结论 量；若E<E2,则反应 能量。 ②从物质能量角度分析：若E反应物总能量> 镁粉逐渐 E生成物总能量，则反应 能量；若E反应物总能量< ,生 稀盐酸 E生成物总能量，则反应 能量。 成 3.能量转化的形式 反应后溶液 反应是 化学能—一 或 等 镁粉 温度 反应 4.计算 根据下列信息分析氢气燃烧生成水蒸气时能量的 变化情况 反应生成 1molH2的共价键断裂 柠檬酸 H,- 2H 吸收436kJ能量 ,反反应是 形成1molH2() 应后溶液温反应 的共价键 >H2 O(g) 得 释放930kJ能量 碳酸氢钠 度 mol()2的共价键断裂 2 吸收249kJ能量 2.结论：每一个化学反应都伴随着能量的变化，有的 反应 能量（放热反应），有的反应 (1)断裂1m0lH:和宁mol0,中的化学键吸收的总 能量（吸热反应）。 能量： 二、化学反应中能量变化的实质和原因分析 (2)形成1molH,O时释放的总能量： 1.化学反应的实质 (3)燃烧1molH2生成水蒸气时 能量 反应物 旧化学键断裂 原子或 新化学键形成 生成物 kJ。 原子团 ·35· 世五维课堂 化学·必修第二册 重难突破。释疑惑 要点一化学反应中能量变化原因及计算 A.该反应是吸热反应 1.化学反应的能量变化分析 B.断裂1molA一A键和1molB一B键放出xkJ (1)从化学键的角度 的能量 吸收能量E, C.断裂2molA一B键需要吸收ykJ的能量 个 D.2 mol AB的总能量高于1molA2和1molB的 旧化学键断裂 总能量 反应物 ,生成物 新化学键形成 [尝试解答] 释放能量E, 规律总结]解答此类题目时，要特别注意分子 中共价键数目计算。如1 mol NH3中含有3mol ①E,>E2:反应吸收能量（吸热反应）。 N-H键，1molH2O中含有2molO-H键。 ②E,<E2:反应放出能量（放热反应）。 O[学以致用] 可以总结为新大于旧，反应放热；旧大于新，反应 1.根据下面的信息，判断下列叙述正确的是( 吸热。 Hg1ma1L的共价键断裂，2Hg (2)从物质内部能量变化的角度一“两个过程” 吸收436kJ能量 ①可以看作是热能、电能或光能等物质外部的能 量被“储存”起来的过程。 0,③乏mo10的共价键断裂 吸收249k」能量 →0(g) ②可以看作是“储存”在物质内部的能量（化学能） 形成1molH,0的共价 转化成热能、光能或电能等释放出来的过程。 释放930kJ能量 →H20(g) 2.化学反应中能量计算的步骤 A.氢气跟氧气反应生成水的同时释放能量 (1)根据化学方程式确定断键、成键的物质的量。 B.氢气跟氧气反应生成水的同时吸收能量 (2)确定断键吸收的总能量和成键释放的总能量。 C.1molH,跟号mol0,反应生成1molH,0一 (3)计算反应的能量变化： ①若反应释放能量。 定释放能量245kJ E=成键时释放能量之和一断键时吸收能量之和 D.2molH2(g)跟1molO2(g)反应生成2mol ②若反应吸收能量。 H2O(g)吸收能量490kJ E=断键时吸收能量之和一成键时释放能量之和 要点二 放热反应和吸热反应的比较 汇易错提醒] 类型 分析化学反应中的能量变化时，应注意以下两点 放热反应 吸热反应 (1)物质所含能量越低越稳定。化学反应中的能量变化 比较 与化学键的断裂和形成有关，断裂化学键吸收的能 量等于形成该化学键时释放的能量，能量值越大，化： 释放热量的化学吸收热量的化学 定义 学键越牢固，物质本身越稳定，物质的能量越低。 反应 反应 (2)由于任何化学反应中都存在化学键的断裂与生成， 因此，任何化学反应在发生物质变化的同时必然发 反应物具有的总能反应物具有的总能 形成 量大于生成物具有 生能量的变化。也就是说任何化学反应中反应物具 原因 量小于生成物具有 有的总能量与反应产物具有的总能量一定不相等。 的总能量 的总能量 O[典例示范] [典例1]化学反应A2+B,—2AB的能量变化如 蟹↑反应物 能 生成物 图所示，则下列说法正确的是 ) 放出 吸收 热量 热量 2 mol A+2 mol B 图示 量1增加 △E=xkJ 生成物 反应物 △E=ykJ 反应过程 反应过程 1 mol A2+1 mol B2 2 mol AB ·36· 第二章化学键化学反应规律 五维课堂兰 (1)大多数化合反应； C.复分解反应 (2)酸碱中和反应； (1)大多数分解反 D.中和反应 (3)燃烧反应，如木应，如CaCO 高温 [尝试解答] 炭、CH、H、CO等 CaO+CO2↑等； [规律总结了金属跟酸的置换反应、酸碱中和反应、 在空气中的燃烧，H 常见 (2)Ba(OH)2· 燃烧反应都是放热反应。复分解反应，有的是放热 类型 在C1中的燃烧等； 8H2O与NH,CI固 反应，有的是吸热反应。吸热反应除了Ba(OH)2与 (4)金属与酸或水的 体反应； NH,CI的反应以外，还有一些需要持续加热或在高 反应； (3)C与水蒸气反 温下进行的反应，如碳酸钙的分解、焦炭与水蒸气的 (5)铝热反应； 应、C与CO,反 反应等。 (6)活泼金属氧化物 应等 O[学以致用] 与水反应 2.下列属于吸热反应的是 O[典例示范] A.金属钠与水的反应 [典例2】生活中每时每刻都发生着各种化学反应，下 B.氢气燃烧 列反应不一定属于放热反应的是 C.浓硫酸的稀释 A.H2SO,与Ba(OH)2溶液的反应 D.Ba(OH)2·8H2O和NH,C1(固体)混合 B.燃烧反应 随堂自测⊙夯基础 1.物质发生化学反应时总是伴随能量的变化。下列 A.CH,的燃烧 化学反应中，反应物的总能量低于生成物的总能量 B.CaCO,的分解 的是 C.Mg和稀硫酸的反应 ①石灰石高温分解②铁粉加人到稀盐酸中 D.酸和碱的中和反应 ③水蒸气通过灼热的焦炭④铝粉和氧化铁混合 5.如图所示，把试管放入盛有25℃的饱和澄清石灰 粉末引燃⑤二氧化碳与碳混合加热 水的烧杯中，先放入试管中几小块镁条，再用滴管 ⑥Ba(OH),·8H,O与NH,C1固体混合 滴人5mL稀盐酸于试管中，试回答下列问题： A.①②③④ B.①② C.①③⑤⑥ D.①③④ 稀盐酸 2.下列关于能量转化的认识不正确的是 ( A.绿色植物的光合作用是将光能转变为化学能 镁条 B.煤燃烧时化学能转变为热能和光能 C.原电池工作时，化学能转变为电能 饱和澄清 D.白炽灯工作时，电能全部转变成光能 石灰水 3.下列过程需要吸热的是 (1)实验中观察到的现象是 A.O2→0+0 B.H+CI→HCl (2)产生上述现象的原因是 C.CaO+H2O-Ca(OH)2 D.浓硫酸稀释 (3)写出有关反应的离子方程式 4.下列反应过程中的能量变化符合如图所示的是 ( (4)由实验知，反应中MgCL2溶液和H2的总能量 能量 (填“大于”“小于”或“等于”)镁条和盐酸 的总能量。 反应 反应产物 物 ©温馨提 学习至此，请完成配套训练 反应过程 ·37·参考答案 第2节化学反应与能量转化 第1课时化学反应中能量变化的本质及转化形式 教材梳理探新知知识梳理 一、1.溶解气泡升高Mg+2HC1—MgCl2+H2个 放热气泡降低吸热2.释放吸收 二、2.(1)吸收释放(2)①吸收释放②放出吸收 3.热能电能光能4.(1)436kJ十249kJ=685kJ (2)930kJ(3)放出245 重难突破释疑惑 要点一典例示范 「典例1]C「从题图可以看出，反应物的总能量高于反应 产物的总能量，该反应是放热反应，A、D项错误：断键时 需要吸收能量，B项错误，C项正确。] 学以致用 1.A[由题中信息可知，1molH2(g)的共价键断裂吸收能 量436,7mol0,(g)的共价键断裂吸收能量249，两 项共吸收能量685k:1molH,(g)与分mol0,(g)形成 1molH2O(g)共释放能量930k。在1molH2(g)跟 之mol02(g)反应生成1molH,O(g)的过程中，放出的 能量比吸收的能量多245kJ,C项中缺少物质的聚集状 态，所以释放的能量不一定是245kJ。] 要点二典例示范 [典例2]CH2SO4与Ba(OH)2溶液混合，酸与碱发生 中和反应，是放热反应：燃烧是指剧烈的发光、发热的反 应，因而都是放热反应：复分解反应，有的是放热反应，如 酸碱中和反应，有的是吸热反应，如氢氧化钡晶体与氯化 铵晶体的反应。] 学以致用 2.D[金属钠与水的反应和氢气燃烧都是放热反应，浓硫 酸的稀释只是放热现象，不是放热反应。] 随堂自测夯基础 1.C[石灰石高温分解、水蒸气与焦炭的反应、二氧化碳与 碳的反应以及Ba(OH)2·8H2O与NH4CI固体混合反 应都是吸热反应，反应物的总能量低于反应产物的总能 量，选项C符合题意。] 2.D[白炽灯工作时，还有热能放出。] 3.A[化学键的断裂是吸热过程，化学键的形成是放热过 程，故O2→O十O需要吸热，H十C1→HCl需要放 热：C○溶于水、浓硫酸稀释均为放热过程，故A正确。] 4.B[由题图可知，反应物能量小于生成物能量，是吸热反 应，碳酸钙分解是吸热反应。] 5.解析：镁条与稀盐酸反应的过程中镁条逐渐溶解，有大量 气泡放出，且由于金属与酸的反应是放热的，放出的热量 通过试管传递给饱和石灰水，饱和石灰水温度升高溶解 度下降而析出Ca(OH)2固体。该反应过程中的离子方 程式是Mg十2H+一Mg2++H2个。由于该反应是放 热反应，可以推知反应物的总能量大于反应产物的总能 量，所以MgCl2溶液和H2的总能量小于镤条和盐酸的 总能量。 答案：(1)镁条上有大量气泡产生；镁条逐渐溶解；烧杯中 析出固体（或烧杯中溶液变浑浊）(2)镁条与稀盐酸反 应产生氢气，该反应为放热反应，Ca(OH)2在水中的溶解 度随温度升高而减小，故析出Ca(OH)2固体 (3)Mg+2H+-=Mg2++H2◆(4)小于 ·9 五维课堂 第2课时化学反应能量转化的重要应用一化学电池 教材梳理探新知知识梳理 一、1.(1)氧化还原反应化学能直接转化成电能(2)氧 化还原闭合回路电流失电子氧化得电子还 原负正2.导电的固体电解质导线氧化还原 二、3.(1)锌片锌片氢离子石墨或铜片稀硫酸或稀 盐酸导线逐渐溶解表面有气泡生成(2)②Zn-2e -Zn2+氧化 重难突破释疑惑 要点一典例示范 [典例1]C[原电池中，负极金属失去电子，溶解，质量减 小，故A极是负极，B极是正极，根据构成情况可判断A、 B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸，A、B两项正确：离子移 动方向：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，C项错 误：负极发生氧化反应，正极发生还原反应，D项正确。] 学以致用 1.B[构成原电池电极的也可以是非金属导体，A项错：燃 料电池中负极不溶解，C项错：D选项应是氧化剂在原电 池的正极上发生还原反应。] 要点二典例示范 [典例2]C「装置一是原电池，a极质量减小，说明a极 金属易失去电子形成离子，故a极金属比b极金属活泼： 装置二没有形成原电池，可知b比c活泼，且c位于金属 活动性顺序表中氢的后面；装置三和四均形成原电池，易 知d比c活泼，d比a活泼。因此四种金属的活动性顺序 为d>a>b>c,选C。] 学以致用 2.B[A项能加快反应速率，但增加了氢气的总量：C、D两 项不影响H2的量，但稀释了盐酸，降低了反应速率：B项 发生反应Cu2++Zn一Zn2++Cu,形成Cu一Zn原电 池，加快了反应速率。] 随堂自测夯基础 1.B[根据化合价可知，电极反应中银的化合价降低，被还 原：原电池中较活泼的金属作负极，另一电极作正极，发 生还原反应，所以氧化银为正极，得电子被还原，故答案 为B。J 2.C[A.Cu作正极，电极反应为：2H+十2e一H2个，故 铜片表面有气泡生成，A正确：B.原电池将化学能转换为 电能，产生的电能使LED灯亮起来，说明电能转换为光 能，即装置中存在“化学能→电能→光能”的转换，B正确； C.如果将铝片换成银片，不能形成原电池，C错误：D.如 果将硫酸换成NaOH溶液，仍然构成原电池装置，仍然产 生电流，LED灯仍然会发光，D正确。答案选C。] 3.B[A.负极电极反应式为：Zn-2e—Zn2+,当锌片减 少6.5g时，转移电子为0.2mol,正极生成0.1molH2, 在标准状况下为2.24L,A正确：电子由锌片流向铜片， 电流则相反，由铜片流向锌片，B错误：锌失电子做负极， C正确；正极H+得到电子被还原，D正确。答案选B。] 4.B[根据原电池的构成条件判断：原电池的构成条件是： ①有两个活泼性不同的电极，②将电极插入电解质溶液 中，③两电极间构成闭合回路，④能自发的进行氧化还原 反应。 A.两电极的活泼性相同，A项错误：B.符合原电池的构 成条件，B项正确；C.酒精溶液为非电解质，C项错误； D.该装置为断路状态，不能形成闭合回路，D项错误；答 案选B。]