1、第2课时 化学键与化学反应中的能量变化,自主阅读,自主检测,一、化学反应中能量变化的实验探究,自主阅读,自主检测,结论:化学反应都伴随着能量变化,有的释放能量,有的吸收能量。 二、化学反应中能量变化的实质及原因分析 1.化学反应的实质2.化学反应中能量变化的原因 (1)能量变化的原因:旧化学键破坏时要吸收能量(E1),新化学键形成时要释放能量(E2)。 (2)反应吸收能量和放出能量的原因:若E1E2,则反应吸收能量;若E1E2,则反应释放能量。 3.能量转化的形式,自主阅读,自主检测,1.下列反应属于吸热反应的是( ) A.铝与盐酸反应 B.NaOH和HCl反应 C.NaOH与NH4Cl的反应
2、 D.甲烷燃烧 解析：金属与酸的置换反应、酸碱中和反应、燃烧反应均为放热反应。 答案：C,自主阅读,自主检测,2.下列说法正确的是( ) A.化学反应都伴随着能量的变化,通常表现为热量的变化 B.需要加热的反应一定是吸收热量的反应 C.电解水生成氢气和氧气的反应是吸热反应,又是分解反应,所以分解反应一定是吸收热量的反应 D.放出热量的反应常温下易发生 解析：化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化,也可表现为光能或电能的变化,A项正确;反应是吸收还是放出能量,决定于反应物断键吸收的能量与形成生成物中的新键释放的能量的相对大小,与反应时是否加热或反应类型等无必然联系,B、C两项不正确;一个化学反
3、应是否易发生与许多因素有关,放出热量的反应在常温下也不一定易发生,如燃烧反应等,D项不正确。 答案：A,自主阅读,自主检测,3.已知反应X+Y M+N为吸热反应,下列说法正确的是( ) A.X的能量一定低于M的,Y的能量一定低于N的 B.因为该反应是吸热的反应,故一定要加热,反应才能进行 C.破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中的化学键所放出的能量 D.X和Y的总能量一定低于M和N的总能量 解析：由该反应为吸热反应可知,反应物的总能量小于生成物的总能量,即X和Y的总能量一定低于M和N的总能量;吸热反应不一定需要加热才能进行;破坏化学键所吸收的能量小于形成化学键所放出的能量时,为放热
4、反应。 答案：D,情景引入,知识点拨,典例引领,重难点一,重难点二,讨论探究 若试管中的无色液体是稀硫酸,向其中加入镁条,可以观察到U形管中有什么现象?产生此现象的原因是什么? 探究提示：看到U形管a端液面下降,b端液面上升。 原因:镁条与稀硫酸反应放热,致使瓶内气压大于外界气压,从而将U形管中的红色墨水压往U形管的右侧。,情景引入,知识点拨,典例引领,重难点一,重难点二,化学反应中的能量变化 1.化学反应的能量变化分析: (1)从化学键的角度: E1E2:反应吸收能量(吸热反应)。 E1E2:反应放出能量(放热反应)。 可以总结为新大于旧,反应放热;旧大于新,反应吸热。 (2)从物质内部能量
5、变化的角度“两个过程”: 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。 可以看作是“储存”在物质内部的能量(化学能)转化成热能、光能或电能等释放出来的过程。,情景引入,知识点拨,典例引领,重难点一,重难点二,2.放热反应和吸热反应的比较:,情景引入,知识点拨,典例引领,重难点一,重难点二,情景引入,知识点拨,典例引领,重难点一,重难点二,【例题1】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。由此可知( ) A.NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应 B.该反应中,热能转化为产物内部的能量 C.反应物的总能量高于生
6、成物的总能量 D.复分解反应都是吸热反应 解析：醋酸逐渐凝固,说明NH4HCO3与盐酸反应使醋酸的温度降低,因此该反应为吸热反应,A项错误。吸热反应中反应物吸收能量,得到的生成物内能高于反应物,B项正确。该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量,C项错误。复分解反应既有吸热反应也有放热反应,D项错误。 答案：B,情景引入,知识点拨,典例引领,重难点一,重难点二,规律方法点拨分析化学反应中的能量变化时,应注意以下几点: (1)要从两个方面来理解和掌握化学反应中的能量变化,其中化学键的断裂与形成是本质(微观)原因,而物质具有的能量是宏观性质。 (2)由于任何化学反应中都存在化学键的断裂与生成,因此
7、,任何化学反应在发生物质变化的同时必然发生能量的变化。也就是说任何化学反应中反应物具有的总能量与生成物具有的总能量一定不相等。,情景引入,知识点拨,典例引领,重难点一,重难点二,成功体验1 下列各图中,表示该化学反应是吸热反应的是( ),解析：反应物的总能量小于生成物的总能量的反应为吸热反应。 答案：A,重难点一,重难点二,情景引入,知识点拨,典例引领,讨论探究 如图是1 mol H2与 mol O2反应中能量的变化图。 1.图中a、b、c、d表示的含义是什么? 2.图中c+d是何意义?a,b,d之间有什么关系?,重难点一,重难点二,情景引入,知识点拨,典例引领,探究提示：1.a表示1 mol
8、 H2O(g)的能量;2.c+d代表形成2 mol HO键所放出的能量。b-a=d。,重难点一,重难点二,情景引入,知识点拨,典例引领,化学反应中能量计算的简单方法 1.1 mol氢气燃烧生成水蒸气时的能量变化,2.计算方法 (1)若反应释放能量: 反应放出的能量=成键时释放能量之和-断键时吸收能量之和 (2)若反应吸收能量: 反应吸收的能量=断键时吸收能量之和-成键时释放能量之和,重难点一,重难点二,情景引入,知识点拨,典例引领,【例题2】在25 、101 kPa的条件下,断裂1 mol HH键吸收436 kJ能量,断裂1 mol ClCl键吸收243 kJ能量,形成1 mol HCl键放出
9、431 kJ能量。则H2+Cl2 2HCl的化学反应可用下图表示:,重难点一,重难点二,情景引入,知识点拨,典例引领,请回答下列有关问题: (1)反应物断键吸收的总能量为 。 (2)生成物成键放出的总能量为 。 (3)判断H2+Cl2 2HCl是 (填“吸收”或“放出”)能量。 (4)反应物的总能量 (填“”或“”)生成物的总能量。 解析：(1)断裂旧化学键吸收的总能量应该是断裂1 mol HH键与1 mol ClCl键所吸收的能量之和,即436 kJ+243 kJ=679 kJ。(2)形成新化学键放出的总能量应该是形成2 mol HCl键所放出的能量,即2431 kJ=862 kJ。(3)(
10、4)由于反应物断裂化学键吸收的总能量小于形成生成物化学键放出的总能量,所以H2+Cl2 2HCl放出能量,即反应物的总能量大于生成物的总能量。,答案：(1)679 kJ (2)862 kJ (3)放出 (4),重难点一,重难点二,情景引入,知识点拨,典例引领,规律方法点拨反应过程中能量的变化=破坏反应物中的化学键需吸收的能量-形成生成物中的化学键所释放的能量,当能量的变化0时,则为吸热反应,反之为放热反应。,重难点一,重难点二,情景引入,知识点拨,典例引领,成功体验2 氢气在氧气中燃烧产生淡蓝色火焰,破坏1 mol HH键消耗的能量为Q1 kJ,破坏1 mol O O键消耗的能量为Q2 kJ,
11、形成1 mol HO键释放的能量为Q3 kJ,则下列关系式中正确的是( ) A.2Q1+Q24Q3 B.2Q1+Q22Q1+Q2。 答案：B,1 2 3 4 5,1.下列变化过程需要吸收能量的是( )解析：A、B项反应均是放出能量的反应,C项是新键形成放出能量,D项是旧键断裂过程,为吸收能量过程。 答案：D,1 2 3 4 5,2.在研究物质变化时,人们可以从不同的角度、不同的层面来认识物质变化时所引起的化学键及其能量变化,据此判断以下叙述中错误的是( ) A.化学反应中物质变化的实质是旧化学键断裂和新化学键形成 B.物质燃烧可看成“储存”在物质内部的能量转化为热能、光能等能量释放出来 C.需
12、要加热才能发生的反应一定是吸热反应 D.在化学反应中,破坏旧化学键吸收的能量大于形成新化学键释放的能量时,该反应是吸热反应 解析：需要加热的反应不一定是吸热反应,有些放热反应也需要加热引发反应。 答案：C,1 2 3 4 5,3.已知反应CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(g)为放热反应,则下列说法中正确的是( ) A.反应过程中的能量变化关系可用下图表示 B.甲烷燃烧时化学能转化为热能和光能 C.断开反应物中旧化学键吸收的能量大于 形成生成物中化学键放出的能量 D.该反应发生断裂的化学键有离子键和共价键 解析：此反应为放热反应,图中不能准确表示反应过程中的能量变化情况,A项错
13、误;甲烷燃烧时化学能转化为热能和光能,B项正确;放热反应断开反应物中旧化学键吸收的能量小于形成生成物中化学键放出的能量,C项错误;该反应中只有共价键断裂,D项错误。 答案：B,1 2 3 4 5,4.已知断开1 mol HH键吸收的能量为436 kJ,形成1 mol HN键放出的能量为391 kJ,根据化学方程式N2+3H2 2NH3,反应完1 mol N2放出的能量为92.4 kJ,则断开1 mol NN键需吸收的能量是( ) A.431 kJ B.945.6 kJ C.649 kJ D.869 kJ 解析：设断开1 mol NN键需吸收的能量为x,根据反应放出的能量=形成新键放出的能量-断
14、开旧键吸收的能量,代入数据:92.4 kJ=6391 kJ-3436 kJ-x,x=945.6 kJ。 答案：B,1 2 3 4 5,5. 如图所示,A图表示硝酸钾和氢氧化钙的溶解度随温度变化的情况;B图烧杯中盛有盐酸;甲、乙试管分别盛有硝酸钾、氢氧化钙的饱和溶液,试管底部均有未溶解的固体。实验开始时向烧杯中加几小块锌片,试回答下列问题。,1 2 3 4 5,(1)实验中观察到的现象是 。 (2)产生上述现象的原因是 。 (3)写出烧杯中有关反应的离子方程式: 。 (4)由实验推知,1 mol ZnCl2和1 mol H2的总能量 (填“大于”“小于”或“等于”)1 mol 锌片和2 mol
15、HCl的总能量。 解析：从A图可以看出:KNO3的溶解度随着温度的升高而增大,Ca(OH)2的溶解度随着温度的升高而减小。向试管中加入锌片,发生置换反应并放出热量,现象为锌片溶解、烧杯中有气泡产生;由于锌片与盐酸反应放出热量,溶液温度升高,氢氧化钙溶解度减小,饱和溶液中有晶体析出;硝酸钾溶解度增大,原饱和溶液中未溶解的晶体溶解。,1 2 3 4 5,答案：(1)锌片逐渐溶解,烧杯中产生大量气泡;试管甲中固体减少,试管乙中固体增加 (2)锌与盐酸反应产生氢气,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Ca(OH)2晶体析出,固体质量增加;KNO3在水中的溶解度随温度升高而增大,故KNO3晶体溶解,固体质量减少 (3)Zn+2H+ Zn2+H2 (4)小于,
