高中化學(xué)-化學(xué)反應(yīng)與能量導(dǎo)學(xué)案

高中化學(xué).化學(xué)反應(yīng)與能量導(dǎo)學(xué)案

第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量的變化

第一課時(shí)

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】：

1、使學(xué)生了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因和常見的能量轉(zhuǎn)化形式；

2、認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)過程中同時(shí)存在著物質(zhì)和能量的變化，而且能量的釋放或吸收是以發(fā)

生的物質(zhì)為基礎(chǔ)的，能量的多少?zèng)Q定于反應(yīng)物和生成物的質(zhì)量；

3、了解反應(yīng)熱和焰變的含義。

【重、難點(diǎn)】：

1、化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，2、對△!!的“+”與的理解。

【學(xué)習(xí)過程】：

一、反應(yīng)熱熔變

(一)：反應(yīng)能量變化與反應(yīng)熱

能量就是推動(dòng)人類進(jìn)步的“杠桿”！能量使人類脫離了“茹毛飲血”的野蠻，進(jìn)入繁華多姿

的文明。化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量是現(xiàn)代能量的主要來源之一(一般以熱和功的形式與外界

環(huán)境進(jìn)行能量交換)。所以，研究化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，就顯得極為重要。

1.化學(xué)反應(yīng)與能量變化的關(guān)系

任何一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物所具有的總能量與生成物所具有的總能量是一等的，在產(chǎn)

生新物質(zhì)的同時(shí)總是伴隨著的變化。

即在一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中，同時(shí)遵守守恒和守恒兩個(gè)基本定律。

2、化學(xué)反應(yīng)中能量變化形式

化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量是現(xiàn)代能量的主要來源之一，一般以熱和功的形式與外界環(huán)境進(jìn)行

能量交換，通常表現(xiàn)為熱量的變化。

3、類型

(1)放熱反應(yīng)：即的化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)物的總能量______生成

物的總能量。如：燃料的燃燒、中和反應(yīng)、生石灰與水化合、金屬和酸的反應(yīng)、鋁熱反應(yīng)等

都是放熱反應(yīng)。

(2)吸熱反應(yīng)：即的化學(xué)反應(yīng),其反應(yīng)物的總能量—生成物的總能量。

如：E還原CuO的反應(yīng)，灼熱的碳與二氧化碳反應(yīng)，CaCCh分解等大多數(shù)分解反應(yīng)，

Ba(OH)2.8H2O與NH4cl的反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)。

說明：吸熱反應(yīng)特征是大多數(shù)反應(yīng)過程需要持續(xù)加熱，但有的不需要加熱如：

Ba(OH)2-8H2O和NH4cl固體反應(yīng)，

放熱反應(yīng)有的開始時(shí)需要加熱以使反應(yīng)啟動(dòng)。即反應(yīng)的吸、放熱與反應(yīng)條件無關(guān)。

形成原因(圖示)

吸級反也：反色物部貧能生成物總鍵能

服怵6化學(xué)像形成新化學(xué)賃

所吸收的能■所放出的修■

成級反應(yīng)：反由物急鍵能<生成物總望能

從微觀上分析:

談

0B>斷裂?）

436kJmolI］暇華的中

施I”

境?間惻

斷裂

243kJ/mol

地里

7形形

成成

431kJinul431kJ/inul

tifeW他M

從宏觀上分析:

從宏觀上分析:

預(yù)測生成

生成物總能逮能

反應(yīng)物總能量L反應(yīng)物總能量能f生成物總能量

zxB

放熱吸熱

J手蛾總能量應(yīng)物總能量

反應(yīng)

ZX反應(yīng)

生成物總能量反應(yīng)物總能量反應(yīng)過程’反應(yīng)過程

（二）：反應(yīng)熱焰變

兩個(gè)概念：環(huán)境___________________________________________________________________

體系_________________________________________________________________

1、定義:叫

反應(yīng)熱，又叫焰變。

2、表示符號：

3、單位：（或）。

4、計(jì)算方法：AH=反應(yīng)物的總鍵能一生成物的總鍵能（或AH=生成物的總能量一反應(yīng)

物的總能量）

因此，AHvO時(shí)，為熱反應(yīng)；AH〉。時(shí)，為熱反應(yīng)。

5、注意：在應(yīng)用焰變時(shí)，應(yīng)注意的符號。當(dāng)AH〉。時(shí)，其“+”號不能省略。

6、“反應(yīng)熱”與“熱量”的區(qū)別：反應(yīng)熱有“+之分；而熱量是標(biāo)量，但要注明是“吸

收”、還是“放出”.

知識(shí)拓展：焰是與物質(zhì)的內(nèi)能有關(guān)的一個(gè)物理量，但它又不同于物質(zhì)的內(nèi)能。單位為

kJ/moL不可以測量?；瘜W(xué)研究表明，對于在等壓條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，如果反應(yīng)中物質(zhì)

的能量變化全部轉(zhuǎn)化為熱能（同時(shí)可能伴隨著反應(yīng)體系體積的改變），而沒有轉(zhuǎn)化為電能、

光能等其他形式的能，則該反應(yīng)的反應(yīng)熱就等于反應(yīng)前后物質(zhì)的焰的變化，即焰變。

即在此，可用婚變代替反應(yīng)熱。但焰變與反應(yīng)熱是不同含義兩個(gè)的概念。

【思考】：看看兩幅圖分別表示什么反應(yīng)，這一段差值表示什么？

AB

【疑點(diǎn)反饋】：（通過本課學(xué)習(xí)、作業(yè)后你還有哪些沒有搞懂的知識(shí)，請記錄下來）

【基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)】

1.下列反應(yīng)既屬于氧化還原反應(yīng)，又屬于吸熱反應(yīng)的是（）

A.鋁片和稀鹽酸反應(yīng)

B.Ba（OH）2.8H,O與NH4cl的反應(yīng)

C.灼熱的碳與二氧化碳的反應(yīng)

D.甲烷在氧氣中的燃燒

2.已知?dú)錃庠诼葰庵腥紵龝r(shí)產(chǎn)生蒼白色火焰。在反應(yīng)過程中，破壞1mol氫氣中的化學(xué)鍵

消耗的能量為QkJ,破壞1mol氯氣中的化學(xué)鍵消耗的能量為。2kJ,形成1mol氯化氫中

的化學(xué)鍵釋放的能量為。3kJ,下列關(guān)系式正確的是（）

A.+B.。1+。2>203

C.D.。1+。2<2。3

2.答案D

解析燃燒為放熱反應(yīng)，即生成物的鍵能之和大于反應(yīng)物的鍵能之和。

3.下列反應(yīng)中，生成物的總能量大于反應(yīng)物的總能量的是（）

A.氫氣在氧氣中燃燒

B.鐵絲在氧氣中燃燒

C.硫在氧氣中燃燒

D.焦炭在高溫下與水蒸氣反應(yīng)

4.下列變化一定為放熱的化學(xué)反應(yīng)的是（）

A.H2O（g）=H2O（l）放出44kJ熱量

B.AH>0的化學(xué)反應(yīng)

C.形成化學(xué)鍵時(shí)共放出能量862kJ的化學(xué)反應(yīng)

D.能量變化如圖所示的化學(xué)反應(yīng)

反應(yīng)物的

總結(jié)

生成物的

總給

5.關(guān)于化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)的說法正確的是（）

A.化學(xué)反應(yīng)都有新物質(zhì)生成

B.化學(xué)反應(yīng)都有能量變化

C.化學(xué)反應(yīng)是舊鍵斷裂新鍵形成的過程

D.化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生都需要在一定條件下

6.下列說法正確的是（）

A.反應(yīng)熱就是反應(yīng)中放出的能量

B.在101kPa時(shí)，1mol碳燃燒所放出的熱量為碳的燃燒熱

C.由C（石墨）一>C（金剛石）△H=+L9kJ-mo「1可知，金剛石比石墨穩(wěn)定

D.等量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒，前者放出的熱量多

7.下列反應(yīng)中，生成物的總焰大于反應(yīng)物總烙的是（）

A.鋅與稀硫酸反應(yīng)制氫氣B.鐵絲在氯氣中燃燒

C.氧化鈣與水反應(yīng)D.碳酸氫鏤分解

8.下列說法中正確的是（）

A.焰變是指1mol物質(zhì)參加反應(yīng)時(shí)的能量變化

B.反應(yīng)放熱時(shí)，反應(yīng)吸熱時(shí)，AH<0

C.在一個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)關(guān)系中，反應(yīng)物的總焰與生成物的總焰一定不同

D.在一個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)關(guān)系中，反應(yīng)物的總焰總是高于生成物的總焰

9.科學(xué)家己獲得了極具理論研究意義的N4分子，其結(jié)構(gòu)為正四面體（如圖所示），與白磷分

子相似。已知斷裂1molN—N鍵吸收193kJ熱量，斷裂1molNmN鍵吸收941kJ熱量，

A.的熔點(diǎn)比P41WJ

B.1molN4氣體轉(zhuǎn)化為N2時(shí)要吸收724kJ能量

C.N4是N2的同系物

D.1molN4氣體轉(zhuǎn)化為N2時(shí)要放出724kJ能量

10某學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)，探究化學(xué)反應(yīng)

上-二?號石灰水

中的熱效應(yīng)，把試管放入盛有25℃的飽和石灰水的燒杯中，試管中開始放入幾小塊鎂片,

再用滴管往其中滴加5mL鹽酸。試回答下列問題：

實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象是

產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是

(3)寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式

(4)由實(shí)驗(yàn)推知，MgCL和比的總能量_____(填“大于”、“小于”或“等于")鎂片和鹽酸的總能

量。

⑸如果將本題中“25℃的飽和石灰水”換成“20℃碳酸飲料”進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，實(shí)驗(yàn)中觀察到的

另一現(xiàn)象是

其原因是

11.在一定條件下，A和B反應(yīng)可生成C和D,其能量變化如下:

fWfl發(fā)生反應(yīng)A+B==C+D.

(反應(yīng)前)(反應(yīng)后)

(1)下列有關(guān)反應(yīng)A+B=c+D的說法正確的是o

A.反應(yīng)前后原子的種類和數(shù)目一定不變

B.該反應(yīng)若有熱量變化，則一定是氧化還原反應(yīng)

C.若該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則不需加熱反應(yīng)就一定能自發(fā)進(jìn)行

D.反應(yīng)物的總質(zhì)量與生成物的總質(zhì)量一定相等，且遵循能量守恒

(2)若EI<￡2,則生成物的總能量_________(填“>”、或"=")反應(yīng)物的總能量，為(填

“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。

12.己知1g氫氣完全燃燒生成水蒸氣時(shí)放出熱量121kJ,且氧氣中1mol0=0鍵完全斷

裂時(shí)吸收熱量496kJ,水蒸氣中1molH—0鍵形成時(shí)放出熱量463kJ,則氫氣中1molH—H

鍵斷裂時(shí)吸收熱量是多少？

答案436kJ

13.在研究化學(xué)反應(yīng)中的能量變化時(shí)我們通常做如圖所示的實(shí)驗(yàn)：

在一個(gè)小燒杯里，加入約20g已研磨成粉末的氫氧化領(lǐng)晶體［Ba(OH)2?8H2。］,將小燒杯放在

事先已滴有3~4滴水的玻璃片(或三合板)上,然后再加入約10gNH4C1晶體,并立即用玻璃

棒迅速攪拌。

試回答下列問題：

(1)實(shí)驗(yàn)中要立即用玻璃棒迅速攪拌的原因是什么？

(2)如果實(shí)驗(yàn)中沒有看至IJ“結(jié)冰”現(xiàn)象，可能的原因是什么？(回答出三個(gè)以上的原因)

(3)如果沒有看到“結(jié)冰”現(xiàn)象，我們還可以采取哪些方式來說明該反應(yīng)吸熱？(回答出兩種方

案)

（4）實(shí)驗(yàn)中即使不“結(jié)冰”，將燒杯提起的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)燒杯與玻璃片也“黏在一起了”，原因是什

么？

試用簡單的方法說明燒杯與玻璃片之間是因“結(jié)冰”而黏在一起的。

【拓展提升】

14.下表中的數(shù)據(jù)是破壞1mol物質(zhì)中的化學(xué)鍵所消耗的能量（kJ）：

物質(zhì)

Cl2Bf2I2H2HC1HIHBr

鍵能/kJ?mo「i243193151436431298366

根據(jù)上述數(shù)據(jù)回答（1）?（4）題。

（1）下列物質(zhì)本身具有的能量最低的是（）

A.H2B.Cl2C.Br2D.I2

（2）下列氫化物本身具有的能量最低的是（）

A.HC1B.HBrC.HID.HF

⑶X2+H2=2HX（X代表Cl、Br、I）的反應(yīng)是反應(yīng)。（填“吸熱”或“放熱”）

⑷相同條件下，X2（X代表Cl、Br、I）分別與氫氣反應(yīng)，當(dāng)消耗等物質(zhì)的量的氫氣時(shí)，放出

的熱量最多的是。

【參考答案】

1.答案C

解析注意知識(shí)的積累，記住常見的吸熱反應(yīng)。B、C屬于吸熱反應(yīng)，再從化合價(jià)變化角度來

分析，知答案為C。

3.答案D

解析A、B、C三項(xiàng)均為放熱反應(yīng)，說明它們的反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，多余

的能量以熱能的形式放出；而D項(xiàng)為吸熱反應(yīng)，正好相反，故D項(xiàng)正確。

4.答案D

解析化學(xué)反應(yīng)放熱還是吸熱，取決于〃（生成物）與H（反應(yīng)物）的相對大小。若”（生成

物）＞”（反應(yīng)物），則反應(yīng)吸熱，反之放熱。A項(xiàng)H2O（g）=H2O（l）為物理變化；B項(xiàng)AH＞0,

即”（生成物）（反應(yīng)物），反應(yīng)吸收熱量；C項(xiàng)無法確定反應(yīng)放熱還是吸熱；D項(xiàng)，由圖可

知H（生成物）（反應(yīng)物），反應(yīng)放熱。

5.答案C

解析化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是舊鍵斷裂，新鍵形成。在這個(gè)過程中，原子重新組合生成新物質(zhì)，

同時(shí)伴隨著能量的變化。

6.答案D

解析反應(yīng)過程中所放出或吸收的熱量都是反應(yīng)熱，因此A錯(cuò)；在101kPa時(shí)，1mol物質(zhì)

完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量叫做該物質(zhì)的燃燒熱，B選項(xiàng)未指明碳完全燃燒

生成二氧化碳，是錯(cuò)誤的；由C（石墨）一＞C（金剛石）A”=+1.9kJ-moir可知，金剛石能量

高，不穩(wěn)定；因?yàn)榱蚬腆w變?yōu)榱蛘魵庖鼰?，所以等量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒，

前者放出的熱量多是正確的（相同條件下，同一物質(zhì)在氣態(tài)時(shí)具有的能量最多，液態(tài)時(shí)次之,

固態(tài)時(shí)最少，反應(yīng)放出的熱量等于反應(yīng)物所具有的能量減去生成物所具有的能量，因?yàn)樯?/p>

物是一樣的，所以等量的硫蒸氣燃燒時(shí)放出的熱量比硫固體放出的多）。

7.答案D

解析A、B、C均為放熱反應(yīng)，說明它們的反應(yīng)物的總焰大于生成物的總焰，多余的能量以

熱量的形式放出。而D為吸熱反應(yīng)，正好相反，故D正確。

8.答案C

9.答案D

解析N4與白磷（P4）結(jié)構(gòu)相似，均為分子晶體，由于N4相對分子質(zhì)量小于P4,故其分子間作

用力弱于P4,其熔點(diǎn)低于P4,A錯(cuò)；N4與N2互為同素異形體，而不是同系物，則C錯(cuò)；

從結(jié)構(gòu)圖中可看出，一個(gè)N4分子中含有6個(gè)N—N鍵，根據(jù)N4(g)=2N2(g)有AH=

6x193kJ-moPi—2x941kJ-moPi=-724klmol—i,故B項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確。

10.答案(1)試管中鎂片逐漸溶解，并有氣體產(chǎn)生，燒杯中石灰水變渾濁

(2)鎂與稀鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，該反應(yīng)放出的熱量使石灰水溫度升高，Ca(OH)2的溶解度

隨溫度的升高而降低，故變渾濁

(3)Mg+2H+=Mg2++H2T

(4)小于

(5)燒杯中液體放出氣泡且速率逐漸加快氣體的溶解度隨著溫度的升高而減小。

解析鎂與鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，鎂與鹽酸反應(yīng)放出的熱量使石灰水的溫度升高，Ca(OH)2

的溶解度隨溫度的升高而減小。氣體的溶解度也隨溫度的升高而減小。

11.答案(1)A、D(2)>吸熱

1

12.解析因?yàn)?g氫氣完全燃燒生成水蒸氣時(shí)放出熱量121kJ,所以1molH?與2molO2完

全燃燒生成1mol水蒸氣時(shí)放出熱量242kJ。而化學(xué)反應(yīng)中之所以存在能量的變化是因?yàn)樵?/p>

化學(xué)反應(yīng)過程中存在舊鍵的斷裂與新鍵的形成，其中舊鍵的斷裂需要吸收能量而新鍵的形成

1_

需要放出能量。發(fā)生上述反應(yīng)H2(g)+2O2(g)=H2O(g)△〃=—242kJ-moL時(shí)所發(fā)生鍵的

1

變化為斷裂1molH—H鍵和2mol0=0鍵、形成2molO—H鍵，因此在此反應(yīng)過程中斷