《精品》2018-2019学年高中化学同步鲁科版必修2学案：第2章第1节第2课时高中化学键与高中化学反应中的能量

第2课时 化学键与化学反应中的能量变化 [课标要求] 1．了解化学反应中存在能量变化以及化学反应的实质。 2．知道常见的放热反应和吸热反应。 3．了解化学反应中能量变化的实质。

1．化学反应中不但有物质的变化，同时伴有能量的变化。 2．反应物总能量大于生成物总能量的反应为放热反应；反之，为吸热反应。 3．反应物化学键断裂时吸收的能量大于生成物化学键形成时释放的能量，反应为吸热反应；反之，反应为放热反应。 4．物质中化学键的强度越高，其稳定性越强。 5．化学反应遵循质量守恒定律和能量守恒定律。

化学反应中的能量变化 1．实验探究——化学反应中的能量变化 实验操作 实验现象 结论及有关化学方程式

反应混合液的温度升高 HCl＋NaOH=== NaCl＋H2O，反应时释放热量

锌粉逐渐溶解，有气泡产生，溶液温度升高 Zn＋2HCl=== ZnCl2＋H2↑，反应时释放热量

混合粉末变成糊状物，有刺激性气味气体产生，玻璃片与小烧杯黏在一起 Ca(OH)2＋2NH4Cl===2NH3↑＋CaCl2＋2H2O，反应时吸收热量

2．结论：任何化学反应都伴随着能量变化，有的释放能量，有的吸收能量。 BatchDoc Word文档批量处理工具 BatchDoc Word文档批量处理工具 2 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 解析：选D 反应中的能量变化与反应条件无关。 2．下列反应中属于放出能量的反应是________，属于吸收能量的反应是________。 ①煅烧石灰石制生石灰(CaO) ②燃烧木炭取暖 ③炸药爆炸 ④酸与碱的中和反应 ⑤生石灰与水作用制熟石灰 ⑥食物因氧化而腐败 ⑦硝酸铵溶于水 答案：②③④⑤⑥ ① 化学键与化学反应中的物质变化与能量变化的关系

1．从化学键的断裂与形成分析

E1>E2，反应吸收能量(吸热反应)； E12．从反应物、生成物所具有的总能量分析

若E3>E4，则反应释放能量； 若E33．能量的转化形式可以是热能、光能、电能等。 BatchDoc Word文档批量处理工具 BatchDoc Word文档批量处理工具 3 1．加热条件下进行的反应是否一定是吸热反应，常温下进行的反应是否一定是放热反应？ 提示：不一定。化学反应是吸热和放热与反应条件无关，如铝热反应需要在高温下进行，但此反应为放热反应。 2．吸热反应和放热反应的决定因素是什么？ 提示：决定于反应过程中旧键断裂吸收的总能量与新键形成释放的总能量的相对大小；当吸收的总能量大于释放的总能量时反应为吸热反应，反之为放热反应。

放热反应和吸热反应的比较 类型 比较 放热反应 吸热反应

定义 释放热量的化学反应 吸收热量的化学反应 形成原因 反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量 反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量

图示

常见类型 (1)大多数化合反应； (2)酸碱中和反应； (3)燃烧反应，如木炭、CH4、H2、CO等在空气中的燃烧，H2在Cl2中的燃烧等； (4)金属与酸的反应； (5)铝热反应

(1)大多数分解反应，如CaCO3=====高温 CaO＋CO2↑等； (2)消石灰与NH4Cl固体反应； (3)C与水蒸气反应、C与CO2反应等

1．已知反应X＋Y===M＋N为吸热反应，对这个反应的下列说法中正确的是( ) A．X的能量一定低于M的，Y的能量一定低于N的 B．因为该反应为吸热反应，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化学键所放出的能量 D．反应物X和Y的总能量一定小于生成物M和N的总能量 解析：选D 是吸热反应还是放热反应比较的是反应物总能量和生成物的总能量，当反应物的总能量小于生成物的总能量时，反应为吸热反应，故A错、D对；反应是吸热还BatchDoc Word文档批量处理工具 BatchDoc Word文档批量处理工具 4 是放热与反应条件无关，故C错；当破坏化学键吸收的总能量大于形成化学键所放出的总能量为吸热反应，故C错。 2．氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中，断裂1 mol H2中的化学键消耗的能量为Q1 kJ，断裂1 mol Cl2中的化学键消耗的能量为Q2 kJ，形成1 mol HCl中的化学键释放的能量为Q3 kJ。下列关系式中，正确的是( ) A．Q1＋Q2>Q3 B．Q1＋Q2＞2Q3 C．Q1＋Q2解析：选D 氢气在氯气中的燃烧反应为放热反应，反应物断键所吸收的能量小于生成物成键所放出的能量，再结合化学方程式H2＋Cl2===2HCl，可得成键比例关系，故Q1

＋Q2<2Q3。

[三级训练·节节过关]

1．下列图示变化为吸热反应的是( )

解析：选A A项中生成物的总能量高于反应物的总能量，只能通过吸收能量才能实现；B项则恰好相反；C项中浓硫酸溶于水要放出热量，但此过程是物理变化，没有发生化学反应；D项是典型的放热反应。 2．下列说法中正确的是( ) A．化合反应均是放热反应，分解反应均是吸热反应 B．燃料的燃烧反应是放热反应 C．干冰的升华是吸热反应 D．需要点燃或加热的化学反应一定是吸热反应 解析：选B C＋CO2===2CO是化合反应，但需要吸热，2H2O2===2H2O＋O2↑是分解反应，但放出热量。物质之所以被用作燃料，就是因为它易燃烧并放出热量，B正确。吸热反应属于化学反应的一个类别，干冰升华不是化学反应，C错误。化学反应是吸热反应的决定因素是反应物的总能量低于生成物的总能量，而与化学反应发生的外部条件无关，“点燃”“加热”都属于化学反应发生的外部条件，D不正确。 BatchDoc Word文档批量处理工具 BatchDoc Word文档批量处理工具 5 3．如图所示，把试管放入盛有25 ℃的澄清饱和石灰水的烧杯中，先在试管中放入几根镁条，再用胶头滴管滴加5 mL稀盐酸于试管中。

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和H2的总能量________(填“大于”、“小于”或“等于”)镁条和盐酸的总能量。 解析：本题是以实验为背景的综合题，解答此题的关键：(1)镁是活泼金属，与稀盐酸剧烈反应释放能量；(2)Ca(OH)2在水中的溶解度随着温度的升高而降低；(3)对于放热反应，形成新化学键释放的能量大于断裂旧化学键需要吸收的能量。 答案：(1)①镁条逐渐溶解；②有气泡产生；③烧杯内的澄清饱和石灰水变浑浊 (2)镁条与稀盐酸反应产生氢气，该反应是放热反应，而Ca(OH)2的溶解度随温度升高而降低，饱和石灰水中的Ca(OH)2析出使溶液变浑浊 (3)Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑ (4)小于 4．在一定条件下，A与B反应可生成C和D，其能量变化如下图所示： A＋B反应物总能量为E1――→发生反应A＋B===C＋D C＋D生成物总能量为E2

(1)若E1>E2，则反应体系的总能量________(填“升高”或“降低”)，该反应为________(填“吸热”或“放热”)，原因是_______________________________________。 (2)若E1________(填“吸热”或“放热”)反应，原因是_____________________________________。 解析：研究化学反应的能量变化，应从反应体系和环境两个方面进行分析。

答案：(1)降低 放热 反应物的部分能量转化为热能释放到环境中 (2)升高 吸热 反应物从环境中吸收能量 BatchDoc Word文档批量处理工具 BatchDoc Word文档批量处理工具 6 1．火箭燃料四氧化二氮和偏二甲肼燃烧前后，不可能发生的变化是( ) A．化学能 B．热能 C．化学键 D．原子种类 解析：选D 化学反应的实质是原子的重新组合过程，故原子种类不发生变化。 2．下列变化过程需要吸收能量的是( ) A．2H2＋O2―→2H2O B．CaO＋H2O―→Ca(OH)2 C．Cl＋Cl―→Cl2 D．H2―→H＋H 解析：选D 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。 3．“即食即热型快餐”适合外出旅行时使用，其内层是用铝箔包裹并用已加工好的真空包装食品，外层则是分别包装的两包化学物质，使用时拉动预留在外的拉线使这两种化学物质反应放出热量便可对食物进行加热，这两包化学物质最合适的选择是( ) A．浓硫酸和水 B．生石灰和水 C．熟石灰和水 D．氯化钠和水 解析：选B D项不是放热过程，不合适；内层有金属易与稀H2SO4反应，且浓H2SO4

有强腐蚀性，存在安全隐患；熟石灰与水放出的能量远小于生石灰与水，且生石灰价格便

宜、容易得到。 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H2 B．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 解析：选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=====△2Fe＋Al2O3是放热的氧化还原反应。C项是吸热的复分解反应。 5．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