化学键与化学反应中的能量变化
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的能量变化 (2)
【归纳总结】
化学反应中能量变化的计算方法
1.根据化学方程式确定断键、成键的物质的量。
2.确定断键吸收的总能量和成键释放的总能量。
3.计算反应的能量变化：
(1)若反应释放能量。
E=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。
E=断键时吸收能量之和-成键时释放能量之和
【警示】(1)断裂化学键需要吸收的能量越多,物质内部的能量越低,
错误；氢气的键能大于氯气的键能,所以氢气分子中的化学键更牢
固,C项正确；相同条件下,氢气稳定,氢气分子具有的能量低于氯气分
子具有的能量,D项错误。
【补偿训练】已知化学反应2C(s)+O2(g)
2CO(g),2CO(g)+O2(g)
)
2CO2(g)都是放热反应。据此判断,下列说法不正确的是(
A.12 g C所具有的能量一定高于28 g CO所具有的能量
(3)一个化学反应释放能量还是吸收能量,取决于反应物和生成物能量
的高低。( )
分析：√。反应物的能量高于生成物的能量时,反应释放能量,反之则
吸收能量。
(4)只要是化合反应一定是放热反应。(
)
分析：×。大多数的化合反应是放热反应,但是有些化合反应也是吸 热反应,如C与CO2反应生成CO就是吸热反应。
能或电能等释放出来的过程。
(2)也可以看作是热能、电能或光能等物质外部的能量被“储存”起
来的过程。
3.放热反应和吸热反应的比较：
【点拨】分析化学反应中能量变化需注意的问题
(1)化学键的断裂与形成是本质(微观)原因,而物质具有的能量(化学
能)变化是宏观原因。
(ห้องสมุดไป่ตู้)由于化学反应一定有化学键的断裂和形成过程,因此在物质变化的
2019-2020年高中化学8化学键与化学反应中的能量变化(含解析)
课时分层作业（八）化学键与化学反应中的能量变化(建议用时：40分钟）［合格基础练］1．下列说法不正确的是（)A．大多数的化合反应是释放能量的反应B．大多数的分解反应是吸收能量的反应C．化学反应必然伴随着能量的变化D．吸收能量的反应都需要加热［答案］D2．下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是（)A．碳酸钙受热分解B．乙醇燃烧C．铝与氧化铁粉末反应D．氧化钙溶于水A [生成物总能量高于反应物总能量则说明反应过程需要吸收能量。
］3．下列变化过程需要吸收能量的是( )A．2H2＋O2错误!2H2OB．Cl＋Cl―→Cl2C．CaO＋H2O===Ca（OH）2D．H2―→H＋HD [H2在O2中燃烧放出大量的热,生石灰溶于水放热,原子间化合放出能量,而拆开H—H则需吸收能量。
］4．下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是（) A．实验室制H2B．用Al焊接钢轨C．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl晶体反应D．灼热的碳放入CO2中D ［实验室制H2的反应Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑是放热的氧化还原反应;焊接钢轨的原理是2Al＋Fe2O3错误!2Fe＋Al2O3是放热的氧化还原反应；C项是吸热的复分解反应。
］5．下列反应过程中的能量变化与如图一致的是( )A．2Al＋Fe2O3错误!2Fe＋Al2O3高温2COB．C＋CO2=====C．CaCO3错误!CaO＋CO2↑D．C＋H2O（g）错误!CO＋H2A ［铝热反应属于放热反应，反应物具有的总能量高于生成物具有的总能量，故A选项正确;B、C、D三项均为吸热反应，反应物具有的总能量低于生成物具有的总能量，故错误。
] 6．下列反应符合如图所示的是( ）A．铝片与盐酸的反应B．消石灰与NH4Cl晶体的反应C．酸碱中和反应D．甲烷在氧气中的燃烧反应B ［由图示可知:反应物总能量低于生成物总能量，故为吸热反应.]7．破坏1 mol H2中的化学键吸收的能量为Q1 kJ，破坏1 mol O2中的化学键吸收的能量为Q2 kJ，形成1 mol H2O中的化学键释放的能量为Q3 kJ。
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。
高中化学_化学键与化学反应中的能量变化教学设计学情分析教材分析课后反思
化学键与化学反应中的能量变化----教学设计耗436 KJ能量、拆开1moL0=O 键需消耗496 KJ能量、形成1moLH-O键需释放463 KJ能量。
试从化学键的角度分析反应：2H2+O2=2H2O的能量变化？引导学生思考相关问题流，有序的、主动的发言。
面检查阅读自学效果；提高学生合作意识和语言表达能力多媒体演示；归纳小结并板书（12min）1、化学反应的实质是什么？2、化学键的断开及形成与能量变化之间是什么关系？3、整个化学反应的能量变化取决于什么？多媒体演示，讲解，归纳小结并板书。
眼到：观看多媒体；耳到：认真听取老师的讲解口到：跟老师一起分析归纳手到：做笔记心到：理解关键知识点1、采用多媒体软件进行形象化教学；运用简明的图示说明抽象的内容，注重学生的学习过程和知识形成过程。
2、归纳小结，突出重点内容。
思考与交流（2min）思考：化学反应的能量变化全部为热量变化吗？其大小与哪些因素有关？让学生自主思考和相互交流讨论并分析：首先取决于化学键的强弱；对一个特定反应，也与反应物的质量和各物质的聚集状态等有关。
为下节课的内容做铺垫，激发学生继续探究的热情。
引申（1min）如何在化学方程式中正确反映热量变化引申课堂教学课后思考并预习。
提高课堂深度归纳小结归纳小结结论。
理解记忆认真听讲，做归纳、小结，化学键与化学反应中的能量变化----评测练习1、当堂练习⑴. 下列说法不正确的是( )A.任何化学反应都伴随能量变化.B.化学反应中的能量变化都表现为热量的变化C.反应物的总能量高于生成物的总能量时,发生放热反应.D.反应物的总能量低于生成物的总能量时,发生吸热反应.⑵.下列反应既属于氧化还原反应, 又是吸热反应的是( )A.铝片与稀盐酸的反应.B.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应.C.灼热的碳与CO2的反应 D.甲烷在氧气中的燃烧反应⑶、H2在CI2中燃烧产生苍白色火焰。
在反应过程中，断裂1 mol H2中的化学键消耗能量Q1KJ，断裂1 mol CI2中的化学键消耗能量Q2KJ，形成1 molHCI 中的化学键释放能量Q3KJ。
化学键的键能化学反应中的能量变化
化学键的键能化学反应中的能量变化化学键的键能在化学反应中的能量变化化学键是连接原子的强力共享电子对的力。
它在化学反应中起到重要的作用，不仅影响反应速率和平衡常数，还决定反应的热力学性质。
本文将探讨化学键在化学反应中的能量变化，并分析其对反应过程的影响。
1. 化学键能的定义和计算方法化学键能是指形成或断裂一个化学键所需的能量。
它可以通过实验方法测定，也可以通过计算方法估算。
实验方法包括热量法、光谱法和电子顺磁共振法等。
计算方法则基于量子化学的理论和方法，如密度泛函理论和分子轨道理论。
2. 化学键断裂的能量变化当化学键断裂时，需要输入能量才能克服束缚力，使原子或离子分离。
这个过程需要吸热，因此可以表示为：AB（键）→ A + B（吸热）。
在单一化学键断裂的情况下，键断裂能可以用化学键能来描述。
根据化学键的类型和键强度不同，键断裂能也会有所不同。
例如，氢键的断裂能相对较低，而金属键则相对较高。
3. 化学键形成的能量变化当化学键形成时，原子或离子之间的引力会释放出能量。
这个过程会放热，因此可以表示为：A + B（释热）→ AB（键）。
化学键形成能在化学反应中起到重要的作用，它不仅能释放能量，推动反应向正向方向进行，还能稳定产物。
化学键的形成能与原子或离子之间的键强度有关，形成能越高，键越稳定。
4. 化学反应中的键能变化化学反应是指原子或分子之间发生变化，形成新的化学物质。
在反应过程中，化学键断裂和形成是同时进行的。
在化学反应中，反应物的键能总和大于产物的键能总和，这导致反应释放能量。
反应释放的能量可以用反应热（enthalpy）来表示。
反应热可以通过实验方法测定，也可以通过计算方法估算。
5. 键能变化对反应速率的影响化学键断裂和形成的能量变化会影响反应速率。
在反应开始时，键断裂需要克服一定的能垒才能开始反应，这称为活化能。
活化能的大小与键能有关，反应物的键能越高，活化能越大，反应速率越慢。
另外，反应中的键形成能也会影响反应速率。
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2Q 3
与反应条件无关。
化学键吸收的能
C 、 Q 1+Q 2 ＜ Q3 D 、 Q1+Q 2 ＜
量大于形成新化
7 、甲烷在氧气中燃烧
6 、吸热反应
础，尝试从反应 中能量的变化给
（二） 下列反应中既属于氧化还原反应
7 、放热反应
化学反应重新进
习
同时又是吸热反应的是： （ ） （二）答案：
行分类。
A.Ba(OH) 2 ·8H 2O 与 NH 4Cl 反应 B. 镁与稀盐酸
选C
C. 灼热的 C 与 CO 2 反应
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化学键与化学反应中的能量变化 ①
三维目标 ： 1、知识与技能： ①初步了解化学反应过程中能量变化的关系； ②初步了解吸收和释放能量的反应； ③掌握化学反应中能量变化的实质。 2、过程与方法 ： ①运用多媒体播放“神舟七号”飞船升空的视频和部分物质在氧气中
燃烧的图片， 让学生通过观察法来体会化学反应中的能量变化， 培 养其观察思考能力； ②运用数据进行理论计算， 使学生了解化学反应中的能量变化， 培养 其处理数据的能力； ③通过演示实验， 使学生感知化学反应中的能量变化， 培养其理论与 实践相结合的哲学观点。 3、情感、态度与价值观： ①通过学习化学反应中能量变化， 使学生了解化学反应在生产生活中 的重要应用； ②通过学习化学反应中能量的守恒和转化， 培养学生严谨务实的科学 态度和唯物主义世界观； ③使学生了解能源紧缺的现状，培养其节能意识。 教学重点、难点： 1、重点：化学键和化学反应中能量变化的关系。 2、难点：化学键和化学反应中能量变化的关系；化学反应中能量的
问 量？ 与 2 、如何从化学键的角度判断一个化学 思 反应是吸收还是释放能量？ 考
930kj 能量，该反应释放能量。
2、
反应物
吸收能量 E1 旧化学键断裂
新化学键形成 释放能量 E2
生成物
若： E1﹥ E 2 ，则反应 吸收 能量；
若： E1﹤ E 2 ，则反应 释放 能量。
能量，总结得出 一般判断标准， 培养学生分析处 理数据能力和归
新课。
【提问】 化学反应中能量如何
新
变化？
【学生演示实验】现象：
1 、通过宏观实
【活动·探究】实验
验感知化学反应
课 实验 1 ：NaOH 溶液和盐酸反 1 、溶液温度上升
中能量变化，从
应
而得出正确结
推 实验 2 ：Zn 和盐酸反应
2 、有大量气泡产生；溶液温度上升
论；
实验 3 ： Ba(OH) 2·8H 2O 晶体 3 、手摸有冰凉感； 有刺激性气味； 反应物 2 、培养学生动
转化和守恒。 教具准备： 1、仪器：多媒体投影仪、试管、温度计、镊子、胶头滴管、塑料袋。 2、药品：H2O、2mol /LNaOH 溶液、2mol /L 盐酸溶液、Ba(OH) 2·8H 2O
晶体、 NH 4Cl 固体 教学过程：
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教师活动
学生活动
设计意图
【多媒体播放】 ：“神州七号”飞 （ 1 ）思考：什么力量推动“神七”飞船升
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（板书右 2 内容）
纳、总结能力。
1 、已知 :H 2+Cl 2 ＝ 2HCl 时产生苍白色 火焰。 在反应过程中 , 断裂 1molH 2 中的 【回答】
化 学 键 吸 收 的 能 量 为 Q1 kj ， 断 裂 1 、选 D
由习题，进一步 理解和巩固化学
1molCl 2 中 的 化 学 键 吸 收 的 能 量 为 2 、答 :不对。
通过“神七”视频
船升空的精彩瞬间；铁、碳、
空？
和生活中的化学
新 硫、蜡烛在氧气中燃烧的图片
（ 2 ）观看视频和图片
反应，激发学生
课 【提问】 化学反应中除了有物 （ 3 ）与同学交流回答问题
的兴趣，使其直
引
质的变化外，还有什
【回答】化学反应中还有能量的变化
观的体会到化学
入
么变化？
反应中有能量的
变化，从而引入
量？
1 、镁条的燃烧
（一）答案：
2 、高温下 C 和 CO 2 反应生成 CO
1 、 放热反应
3 、氧化钙于水的反应
2 、吸热反应
4 、高温煅烧石灰石生成生石灰
3 、放热反应
学生分组讨论回
练 5 、炸药爆炸
4 、吸热反应
答，复习巩固基
6 、 Ba(OH) 2·8H 2O 与 2NH 4 Cl 的反应 5 、放热反应
进
和 NH 4Cl 固体反应 ②
呈糊状
手实验能力和观
（将学生分为三个小组进行
【结论】有的化学反应释放能量，有的吸
察能力。
该项实验）
收能量。
提 常见的吸收能量和释放能量
【回忆联想】从学过的知识中回忆哪些是
问 的反应 ?
吸收能量哪些是释放能量的反应？
多 媒
体化 播学
放
例 如：
热
反
1 、活泼金属与水或酸的反应
应
2 、酸碱中和反应
高温
放反
( 板
应
书)
吸
例 如：
热
高温
反
高温
1 、多数分解反应 (如 CaCO 3 ＝CaO+CO 2 )
应
高温
2、 C(s)+H 2O (g) ＝CO+H 2
（一） 判断以下反应是吸收还是释放能
【回答】归类并集体回答
从能量变化的角 度巩固和复习所 学过的化学反应 并归纳总结。
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Q 2kj ，形成 1molHCl 中的化学键释放的
化学反应是吸热还是放
能量为 Q3 kj。下列关系中，正确的是
热反应，只与反应中旧化学键
()
断裂时吸收的能量和新化学
反应中能量变化 的实质是——化 学键的断裂和形 成。
练
A 、 Q1 +Q 2 ＞ Q3 B 、 Q1+Q 2 ＞
键形成时释放的能量有关， 而 若 1 、断裂旧
形成 1molH 2O 的共价键
进
释放 930kj 能量
H2O
请判断氢气燃烧生成水蒸气时是吸收
旧化学键断裂吸收能量， 新化学键形成释放能量。
还是释放能量？
1 、如何从化学键角度分析氢气燃烧生
1 、 分 析 具 体 数 据 ， 吸 收 由判断个别反应
提 成 水 蒸 气 的 反 应 是 吸 收 还 是 释 放 能 436+249 =685kj 能 量 < 释 放 是吸收还是释放
D. 甲烷与氧气反应
【提问】 1 、为什么化学反应中会伴随
能量的变化？
【讨论】分析表中数据并从化学
课 【交流·研讨】课本 37 页
键的角度加以概括
1molH 2 的共价键断
H2
2H
程
吸收 436kj 能量
0.5molO 2 的共价键断裂
O
推
吸收 249kj 能量
O 【回答】
从微观的角度— —化学键，分析 化学反应中能量 变化的实质