化学键与化学反应中的能量变化关系
化学反应中的能量变化与化学键
化学反应中的能量变化与化学键化学反应是指物质之间发生化学变化的过程。
在化学反应中，能量的转移和变化起着重要的作用。
能量在化学反应中的变化是由于化学键的形成和断裂引起的。
本文将探讨化学反应中的能量变化与化学键的关系。
一、能量变化的概念和表达方式能量是物质存在、变化和运动的基本属性，它存在于物质的各种形式中，包括热能、化学能、光能等。
在化学反应中，化学能是特别重要的一种能量形式。
在描述化学反应中的能量变化时，通常使用焓变（ΔH）来表示。
焓变是指反应物与生成物之间焓的差异。
焓是热力学中的状态函数，它与系统的温度、压强等有关。
焓变可以表示为ΔH = H(生成物) -H(反应物)。
焓变的正负可以表征反应是放热反应还是吸热反应。
当焓变为负值时，表示反应放出热量，称为放热反应；当焓变为正值时，表示反应吸收热量，称为吸热反应。
二、化学键的形成与断裂化学键是化学反应中能量变化的基本单位。
在化学反应中，原子通过形成、断裂化学键来实现化学反应的进行。
在一个化学键形成的过程中，各原子之间的电子重新排列，电子云密度分布发生改变，从而使得键能降低，形成较稳定的分子。
在这个过程中，能量被释放出来，导致焓的降低，反应发热。
而在一个化学键断裂的过程中，原子之间原本共用的电子被重新分配，从而形成两个新的物质。
在断裂的过程中，需要吸收能量以克服吸引力，使键能升高，焓升高，反应吸热。
因此，化学反应中的能量变化与化学键的形成和断裂密切相关，能够通过焓变来定量描述。
三、反应热和化学键能反应热是描述化学反应放热或吸热程度的物理量，它与化学键的能量有关。
化学键的能量可以通过键能来表示，它是指在形成和断裂化学键时，需要释放或吸收的能量。
不同化学键的键能不同，一般来说，单键的键能最低，双键次之，三键最高。
因此，形成三键时能量变化较大。
在反应过程中，如果产生了新的化学键，则系统的键能发生变化，从而引起焓变，反应释放或吸收相应的能量。
化学键的强度和键能大小与键的成键与解离有关。
2.2.1.1 化学键与化学反应中能量变化的关系
即：由1mol的H2和1mol的F2，会释放出： 2×565kJ—436kJ—155kJ=539kJ
4、下列各图中，表示正反应是吸热反应的是（ A ）
5、常温常压下，已知反应：2H2+O2=2H2O，有关 键能为：H-H：436kJ/mol、O=O:496kJ/mol、H-O： 463kJ/mol，这个反应是放热还是吸热反应？
2H2 + O2 = 2H2O
放 热
2mol
1mol
2mol
反 断吸 断吸
形放
应 裂收 裂收
成出
2×436kJ 496kJ 4×463kJ 共吸收1368kJ 共放出1852kJ 断键吸收总能量 <成键放出总能量
例题
一个简单的计算：在25℃和101kPa的条件下，
H-H
H + H 吸收436kJ/mol
F-F
F + F 吸收155kJ/mol
H+F H2 + F2
H-F 放出565kJ/mol 2HF 放出539 kJ
2. 化学键与能量变化的内在联系
化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的 主要原因。 旧键的断裂: 吸收能量 新键的生成: 放出能量
[思考]一个化学反应吸收能量还是放出能量是 怎么判断的呢？
例：在25℃、101kPa条件下H2
+
点燃
Cl2 = 2HCl
断开1 mol H-H键和1mol Cl-Cl键吸收的总能量为
C. A和B的总能量一定高于C和D的总能量
D. 该反应为放热反应，故不必加热就一定
发生
3、下列说法正确的是（ CD ） A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 B.任何放热反应在常温条件下一定能发生反应 C.反应物和生成物所具有的总能量决定了反应
化学键能化学反应的能量变化
化学键能化学反应的能量变化化学反应是指物质之间发生化学变化的过程，而化学键是连接原子之间的力。
在化学反应中，化学键的形成和断裂会伴随着能量的变化。
本文将探讨化学键能在化学反应中的能量变化。
1. 化学键的能量化学键是由相互作用的原子之间的静电力而形成的。
形成化学键时，原子的电子重新分布，形成较稳定的化合物。
在化学键稳定的状态下，原子势能较低，相应地，化学键具有负的结合能。
通过断裂化学键，可以释放出存储在键内的能量。
2. 反应生成化学键在化学反应中，反应物分子中的化学键会断裂，原子重新组合形成新的化学键，生成新的物质。
在生成新化学键的过程中，会有部分能量释放出来，称为放热反应。
这些反应会释放的能量以热能的形式释放，使反应的周围环境温度升高。
举例来说，当氢气(H2)与氧气(O2)反应生成水(H2O)时，氢气中的氢-氢键和氧气中的氧-氧键会断裂，然后氢原子和氧原子重新组合成水分子，形成氢-氧键。
这个过程中，能量被释放，使得水生成的反应是放热反应。
3. 反应断裂化学键除了生成新的化学键外，在化学反应中也会有化学键的断裂。
当化学键断裂时，存储在键内的能量会被消耗掉，称为吸热反应。
这些反应会从周围环境中吸收能量，导致反应的周围环境温度下降。
例如，氯化氢(HCl)在水中分解成盐酸(H+)和氯离子(Cl-)的反应就是一个吸热反应。
在这个反应中，氯化氢中的氯-氢键断裂，同时水分子中的氧-氢键断裂。
这两个反应断裂的化学键需要吸收能量才能进行。
4. 化学键能和反应焓变化学键的能量变化通常表现为反应焓变，即反应过程中吸热或放热的能量变化。
反应焓变可以通过测量反应前后的热变化来确定。
当反应释放出的热能大于被吸收的热能时，反应焓变为负，表示为放热反应。
这种反应将导致反应周围环境的温度升高。
当反应吸收的热能大于释放出的热能时，反应焓变为正，表示为吸热反应。
这种反应将导致反应周围环境的温度下降。
5. 促进反应能量变化的因素化学反应的能量变化受多种因素的影响。
化学键与化学反应中能量变化的关系
第12课时化学键与化学反应中能量变化的关系学案A【自主探究】【课前预习】根据教材有关内容填写下列空白：1、物质发生化学反应的同时还伴随着变化，而这种能量变化又通常表现为变化。
2、一个化学反应的过程，本质上就是的过程。
3、在任何的化学反应中总伴有的变化。
原因：当物质发生化学反应时，断开反应物中的化学键要能量，而形成生成物中的化学键要能量。
是化学反应中能量变化的主要原因。
一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量，决定于。
若E（反应物总能量）＞E（生成物总能量），为反应。
若E反应物总能量＜E（生成物总能量），为反应。
4、一个化学反应是吸收能量还是放出能量取决于旧键断裂的相对大小。
分析解答：1、能量的、热能、2、旧化学键断裂和新化学键形成、3、能量、吸收、放出、化学键的断裂和形成、反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小、放热、吸热4、所需总能量与新键形成所需总能量。
B【合作探究】【问题探究1】为什么有的化学反应会放出热量，而有的化学反应却需要吸收热量呢？【教师点拨】一个化学反应有如下几个特点：1．有新物质生成，新物质和反应物总能量不同。
2．反应中要遵循能量守恒。
3．反应物与生成物的能量差若以热能形式表现即为放热和吸热。
如果二者能量比较接近，则放热和吸热不明显。
分析解答: 各种物质中都储存有化学能。
不同物质由于组成、结构不同，因而所包含的化学能也不同。
在化学反应中，随着物质的变化，化学能也随之改变。
一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量，决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。
∑E（反应物）>∑E（生成物）——放出能量∑E（反应物）<∑E（生成物）——吸收能量【即学即练1】下列说法中正确的是（）A. 物质发生化学反应都伴随着能量变化B. 伴有能量变化的物质变化都是化学变化C. 在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量与生成物的总能量一定不同D. 一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量总是高于生成物的总能量【问题探究2】氢气和氯气的混合气体遇到强光会发生什么现象？为什么？（已知断开1molH-H键要吸收436kJ的能量，断开1mol Cl-Cl键要吸收243 kJ的能量，而形成1molHCl 分子中的H-Cl键会放出431 kJ的能量）【教师点拨】化学反应的本质是反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成。
化学能与热能(上课用)
1. 下列说法正确的是 ( AB ) A. 大多数的化合反应是释放能量的反应 B. 大多数分解反应是吸收能量的反应 C. 释放能量的反应都不需要加热 D. 吸收能量的反应都需要加热
2. 下列反应既属于氧化还原反应,又属于 吸热反应的是 ( C )
A.铝片与稀盐酸的反应 B.Ba(OH)2· 2O和NH4Cl的反应 8H
盐酸温度 NaOH溶液温度 中和反应后温度
实验2－3
盐酸温度/℃ NaOH溶液温度/ ℃ 中和反应后温度/ ℃
室温
室温 OH－ ＝ H 2O
反应后温度升高
实质：H+ +
结论：中和反应是放热反应。 中和热：酸与碱发生中和反应生成1molH2O时 所释放的热量称为中和热。
【思考与交流】
如果要通过实验来测定盐酸与氢氧 化钠反应的中和热，你认为在设计实验 装置和操作时应该注意哪些问题？ 你准备如何设计并进行实验？
整个实验的现象、反应化学方程式和结论？
实验2－2
现象：1、玻璃片（小木板）会与小烧杯粘结在一起 2、有少许刺激性气味气体产生 3、有水生成 Ba(OH)2· 2O + 2NH4Cl＝BaCl2 +2NH3 +10H2O 8H
结论：该反应是吸热反应
[实验探究２－３]
盐酸与氢氧化钠溶液反应，观察反应 中溶液温度的变化。
2、氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰，在反应中，
破坏1molH－H键消耗的能量为Q1kJ，
破坏1molO = O键消耗的能量为Q2kJ，
形成1molH－O键释放的能量为Q3kJ。 下列关系式中正确的是（ A. B. 2Q1 2Q1 + + Q2 Q2 > < 4Q3 4Q3 B ）
吸收能量放出能量化学键与化学反应中能量变化的关系1
3、已知反应A＋B＝C＋D为放热反应， 对该反应 的下列说法中正确的是（ C ） A. A的能量一定高于C B. B的能量一定高于D C. A和B的总能量一定高于C和D的 总能量 D. 该反应为放热反应，故不必加热 就一定 能发生
化学能与热能 二、化学能与热能的相互转化 1、化学反应中的能量变化，通常表 现为热量的变化－吸热或放热。
实验2－1
现象
结论
铝与盐酸反应，放出大 量气泡，温度升高
该反应是 放热反应
实验2－2
现象：1、玻璃片（小木板）会与小烧杯粘结在 一起 2、有少许刺激性气味气体产生 3、有水生成
Ba(OH)2·8H2O + 2NH4Cl＝BaCl2 +2NH3 +10H2O 玻璃棒的作用：搅拌，使混合物充分接触
反应物成糊状的原因： 结冰粘结
4、 如右图所示，把试管放入盛有25℃时饱 和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块 镁片，再用滴管滴入5mL盐酸于试管中.试回 答下列问题： (1)实验中观察到的现象是
(2)产生上述现象的原因是
(3)写出有关反应的离子方程式 (4) 由实验推知， MgCl2 溶液和 H2 的总能量 (填“大于”、“小于”、“等于”)镁片和 盐酸的总能量.
练习：
1、当物质发生化学反应时，断开反应
物中 的化学键要 吸收能量 ；而形成生成 物中 的化学键要 放出能量。一个化学 反应是 释放能量还是吸收能量取决于 反应物总能量与生成物总能量的 。 相对大小
2、若反应物的总能量>生成物的 总能量， 放出 化学反应 能量。
若反应物的总能量<生成物的 总能量， 吸收 化学反应 能量。
作业
；
； ；
；
4、判断： （1）加热的反应一定是吸热反应 （2）不需要加热的反应一定是放热反应 （3）一个反应是吸热还是放热与反应 条 件没有直接联系，与反应物及生 成物的总能量的相对大小有关。
化学选修4第一章化学反应与能量复习学案
高一化学化学反应与能量复习学案编号：04【学习目标】1、能正确书写热化学方程式。
2、燃烧热的计算3、能用盖斯定律和热化学方程式进行有关反应热的简单计算。
【使用说明】利用一节课，认真阅读课本完成学案，下课收齐。
下节课修改10 分钟后结合错题统计讨论10分钟，师生探究、学生展示20分钟，巩固落实5分钟。
加*的内容为本章重难点。
【基础自学】一、化学键与化学反应中能量变化的关系1、化学反应中能量变化的原因物质中的原子之间是通过相结合的，断开反应物中的化学键要能量；形成生成物中的化学键要能量。
2、决定化学反应中能量变化的因素（1）E（吸收） E（释放）——放热反应E（吸收） E（释放）——吸热反应（2）∑E（反应物）∑E（生成物）————放热反应∑E（反应物）∑E（生成物）————吸热反应二、化学能与热能的相互转化1、两条基本的自然定律⑴质量守恒定律：自然界中物质发生变化时，不变。
⑵能量守恒定律：化学能是能量的一种形式，可以转化为能量，如转化为等。
2、化学能转化为热能——放热反应常见的放热反应有3、热能转化为化学能——吸热反应常见的吸热反应有【思维拓展】1、“放热反应都不需要加热，吸热反应都需要加热”这种说法对吗？不对吸放热与反应条件无关。
2、凡是有能量变化的过程一定发生了化学变化吗？3、是否存在反应物的总能量等于生成物的总能量的化学反应？为什么？4、吸热反应（放热反应）与反应物、生成物具有的总能量、化学键强弱有何关系？三、焓变、反应热1、在吸热反应中，由于生成物的总能量反应物的总能量，所以吸热反应的反应热 0，即△H为、（填+、—）。
在放热反应中，由于生成物的总能量小于反应物的总能量，所以放热反应的反应热 0，即△H为。
2、计算△H的方法：△H= 的总能量- 的总能量=*四、热化学方程式观察例1——例3中的热化学方程式例1.在2000C、101KPa时，1molH2与碘蒸气作用生成HI的反应，有关文献上表示为：例2.在250C、101KPa时，有2mol由H2和O2化合生成1molH2O的反应，一个生成气态水，一个生成液态水，其化学方程式可表示为：例3. 合成氨的反应热可以表示为：【自主总结】：1、热化学方程式定义：能表示参加反应和关系的化学方程式。
化学反应中的能量变化与化学键
化学反应中的能量变化与化学键在化学领域中，我们经常听到能量变化与化学反应的密切关系。
化学反应不仅仅是物质间原子的重新排列，同时也涉及能量的转化和变化。
这种能量变化与化学键的形成和断裂密切相关。
本文将就化学反应中的能量变化和化学键这两个关键概念进行探讨。
一、能量变化与化学反应化学反应过程中，物质间的化学键会发生断裂和形成，从而导致反应物转化为生成物。
而在这一过程中，能量也会发生变化。
根据能量的转移方向，化学反应可以分为吸热反应和放热反应两种类型。
1. 吸热反应在一些化学反应中，反应物吸收外界热量，从而使反应体系的温度升高。
这种反应称为吸热反应。
在吸热反应中，生成物的能量高于反应物的能量，化学键的形成需要外界能量的输入。
以燃烧反应为例，例如乙醇和氧气发生燃烧反应生成二氧化碳和水。
在这个过程中，乙醇和氧气的化学键断裂，同时新的化学键形成。
由于燃烧反应伴随着大量的热量释放，因此属于放热反应。
2. 放热反应在另一些化学反应中，反应物的分子能量高于生成物，因此在反应过程中会释放出能量。
这种反应称为放热反应。
在放热反应中，化学键的形成释放出的能量大于化学键断裂时吸收的能量。
例如合成反应中的酸与碱反应生成盐和水。
在这个反应中，盐的生成与酸和碱分子间的化学键形成相关，这种化学键的形成会伴随着能量的释放。
二、化学键的能量变化化学键是原子间通过共享电子而形成的连接。
在化学反应中，化学键的形成和断裂直接影响着整个反应的能量变化。
1. 化学键的形成化学键的形成是有吸热性质的，它需要消耗一定的能量。
在反应物中，原子之间的电子发生重新分配和再组合，形成较为稳定的结构。
这个过程是伴随着能量的吸收的。
2. 化学键的断裂化学键的断裂是有放热性质的，它会释放出能量。
当反应物中的原子重新排列时，原本连接的化学键会被断裂，这个过程中释放出的能量可以用于反应物向生成物的能量转化。
化学键的形成和断裂对整个反应过程的能量变化起着至关重要的作用。
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某些键的键能(kJ/mol)
键
键能
键
键能
H－H
436
C－H
415.0
Cl－Cl 242.7
O－H
462.8
Br－Br 193.7
N－H
390.8
I－I
152.7
H－Cl
431.8
C－C
347.7
H－I
298.7
➢键能越大
化学键越牢固 含该键的分子越稳定，该物质能量越低。
分析化学反应：
反应物的总能量 < 生成物的总能量 化学反应吸收能量
[小结]
反应物的总能量高
生成物的总能量高
放 热 反 应
生成物的总能量低
吸 热 反 应
反应物的总能量低
反应物的总能量=生成物的总能量+放出的热量
生成物的总能量=反应物的总能量+吸收的热量
化学反应的过程,可以看成是能量的 “贮存”或“释放”的过程
下表中的数据是破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量：
（1）下列物质本身具有的能量最低的是__A____。
A.H2 B.Cl2 C.Br2 D.I2
（2）下列氢化物中最稳定的是__A____。
A.HCl B.HBr C.HI （3）X2+H2====2HX（X代表Cl、Br、I）的反应是吸热反应
能源是人类赖以生存和发
展的物质基础，我们每时每 刻、分分秒秒都离不开它。 迄今为止，人类所能利用的 能源主要是化学能、电能、 以及核能等等。但是，由于 人类大量开发和浪费资源， 造成了资源的不合理利用从 而引发了不可回避的能源危 机。
我国化石燃料和水电能源消耗构成图
2.1% 16.6%
5.1%
76.2%
点燃
= 2HCl
H—H Cl —Cl
断 开
吸 收 能
断 开
吸 收 能
量
量
H· ＋
· C····l ：
→
H
C··l ··
·· ··
[结论]2.化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的
主要原因。物质的化学反应和体系的能量变化是同时发
生的.
对于某个确定的化 学反应，如何判断 它是放出能量还是
吸收能量呢？
规律：
（1）如果反应物所具有的总能量高于生 成物所具有的总能量，那么在发生化学反 应时，就有部分能量以热的形式释放出来；
（2）如果反应物所具有的总能量低于生 成物所具有的总能量，那么在发生化学反 应时，反应物就需要吸收能量，才能转化 为生成物。
规律： 能量公式化
E（反应物）＝E（生成物）＋Q (能量守恒定律）
结论：
• 一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量 还是放出能量，决定于反应物的总能量与生成物的 总能量的相对大小。
看图讨论：
水由高处 向低处流 要释放能 量（势能 转换为动 能）
分析化学反应：
反应物的总能量 > 生成物的总能量 化学反应放出能量
看图讨论：
将水由低处抽向高处需提供能量 （电能转换为机械能，再转换为势能）
•思考：不同的燃料其组成不同，燃烧后放出的 热量也不相等。为什么不同的燃料燃烧时放出的 热量会不同？燃料在燃烧反应中产生的热能来自 哪里？ ㈠、化学键参数
1.键长:成键两原子核间距离.键长越短,化学键越 稳定. 稳定性:HF＞HCl＞HBr＞HI
2.键角:分子内,两共价键的最小夹角.键角决定分子的 空间结构.
[探究]化学反应的本质是什么？
➢以氢气在氯气中燃烧为例，用化学键的观点分析反应
的本质过程。
H2 + Cl2
点燃
= 2HCl
H—H Cl —Cl
断
断
形
开
开
→
H
C··l ··
[结论]1.一个化学反应的的过程，本质上就是旧 化学键断裂和新化学键形成的过程。
H2 + Cl2
你知道吗?
煤、石油、天然气的主要化学成分是烃 类等有机物（煤中含有大量的碳），它们燃 烧时放出热能。你一定想知道，这种能量从 何而来?它与化学物质和化学反应有什么关 系？石灰石（主要成分是碳酸钙）要经过高 温煅烧才能变成生石灰，高温提供的热能在 石灰石的分解反应中起到什么作用？
一、化学键与化学反应中能量变化的关系
还是放热反应？_________放__热__反___应____。
（4）相同条件下，X2（X代表Cl、Br、I）分别与氢气反应， 当消耗等物质的量的氢气时，放出或吸收的热量最多的是
__________C_l_2_。
【解析】（1）、（2）破坏1 mol物质中的化学键所消耗 的能量越大，则物质越稳定，所具有的能量越低。（3）、 （4）以氯元素为例计算断开1 mol Cl—Cl键和H—H键需 吸收能量：243 kJ+436 kJ=679 kJ，而形成2 mol HCl 放出的能量为2×432 kJ=864 kJ，所以在 Cl2+H2====2HCl反应中放出864 kJ-679 kJ=185 kJ的 热量，同理可计算在Br2+H2====2HBr、I2+H2 2HI反 应中分别放出103 kJ、 9 kJ的热量。 答案：（1）A （2）A （3）放热反应 （4）Cl
E（反应物）－E（生成物）＝Q
Q>0为放热反应
Q<0为吸热反应
二、化学能与热能的相互转化
㈡、化学键与反应中的能量变化的关系 1. 从化学键的观点来分析能量的变化
一个化学反应的的过程，本质上就是旧化 学键断裂和新化学键形成的过程。
吸收能量
放出能量
所以：一个化学反应是否为放热还是吸热取决于什么呢？
取决于所有断键吸收的总能量与所有形成新键放出 的总能量的相对大小
[例题一]
在反应H2 + Cl2 ＝2HCl中，已知
今天作业： 《学法大视野P22-P23》
学习目标
•知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变 化的主要原因。
•知道反应物与生成物总能量的相对高低是反应 过程中能量变化决定因素。
•了解化学能与热能的相互转化，了解化学能转 化为热能在生产、生活中的应用。 •教学重点：化学键与化学反应中的能量变化关 系，化学能与热能的转化。
H－H 键能为436kJ，Cl－Cl键能为247kJ，
H－Cl键能为431kJ，判断该反应是
放热 反应
• 则(1)化学键断裂时需要吸收能量。吸收总能量为： 436kJ＋247kJ＝683 kJ，
• (2)化学键形成时需要释放能量。释放总能量为： 431kJ＋431kJ＝862 kJ，
• (3)反应中放出的热量的计算： • 862kJ—683kJ=179kJ