化学键与化学反应中能量变化的关系

第1课时化学键与化学反应中能量

变化的关系第二章第一节化学能与热能1.运用微观的思想，从反应物分子和生成物分子中化学键变化的角度，在本质上认识物质变化与能量变化的关系。2.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，知道化学反应中的能量变化和物质具有的能量之间的关系。学习目标定位内容索引一断开或形成1mol某化学键的能量变化二化学反应中的能量变化当堂检测40分钟课时作业一断开或形成1mol某化学键的能量变化1.化学反应的本质是原子(或原子团)的重新组合，即反应物中_______

和生成物中

。2.物质中的原子之间是通过

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。3.断开或形成1molH2中化学键的能量变化(1)在1mol氢分子中，含有

mol氢原子，含有

molH—H键。(2)已知在25℃和101kPa条件下，由2molH原子形成1molH—H键时，放出436kJ的能量.若要使1mol氢分子变为2mol氢原子时,需要断开1molH—H键，其能量变化是

。答案导学探究旧化学键的断裂新化学键的形成化学键吸收放出21吸收436kJ的能量答案4.断开或形成1molCH4中化学键的能量变化(1)CH4的电子式是

，结构式是

，1molCH4分子中含有

molC—H键。(2)在CH4中，断开1molC—H键要吸收415kJ的能量。若要形成1molCH4中的C—H键其能量变化是

的能量。4放出4mol×415kJ·mol－1＝1660kJ归纳总结在25℃和101kPa的条件下，由原子形成1mol化学键时所

，与断开1mol相同化学键所

是相等的。答案放出的能量吸收的能量活学活用121.已知1g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量121kJ，且氧气中1molO===O键完全断裂时需要吸收能量496kJ，水蒸气中1molH—O键形成时放出能量463kJ，则氢气中1molH—H键断裂时吸收能量为(

)A.920kJ B.557kJ C.436kJ D.188kJ解析答案12解析由1gH2完全燃烧生成水蒸气时放出能量121kJ可知：2gH2(即含1molH—H键)完全燃烧生成水蒸气时放出的能量为121kJ×2＝242kJ。由化学方程式H2(g)＋

O2(g)

H2O(g)可设1molH—H键断裂吸收的能量为Q，则：Q＋

×496kJ－2×463kJ＝－242kJ，Q＝436kJ。答案C122.键能是指在25℃、101kPa，将1mol理想气体分子AB拆开为中性气态原子A和B时所需要的能量。显然键能越大，化学键越牢固，含有该键的分子越稳定。如H—H键的键能是436kJ·mol－1，是指使1molH2分子变成2molH原子需要吸收436kJ的能量。(1)已知H—Cl键的键能为431kJ·mol－1，下列叙述正确的是________(填字母序号，下同)。A.每生成1molH—Cl键放出431kJ能量B.每生成1molH—Cl键吸收431kJ能量C.每拆开1molH—Cl键放出431kJ能量D.每拆开1molH—Cl键吸收431kJ能量12返回解析答案(2)已知键能：H—H为436kJ·mol－1；H—F为565kJ·mol－1；H—Cl为431kJ·mol－1；H—Br为366kJ·mol－1。则下列分子受热时最稳定的是______。A.HF B.HCl C.HBr D.H2(3)能用键能大小解释的是________。A.氮气的化学性质比氧气稳定B.常温常压下溴呈液态，碘呈固态C.稀有气体一般很难发生化学反应D.硝酸易挥发而硫酸难挥发返回12解析由题目所给信息可知，键能是指将1mol理想气体分子拆开为中性气态原子时所需要的能量。键能越大，分子的稳定性越强，键能影响物质的化学性质，而一些物理性质如熔、沸点(挥发性)的高低等取决于分子间作用力的大小。答案

(1)AD

(2)A

(3)A二化学反应中的能量变化答案导学探究1.化学反应包含两个过程，一是要

反应物中的化学键，这一过程需要克服原子间的相互作用，因此要

能量；二是要

生成物中的化学键，这一过程会

能量。因此，化学键的

是化学反应中发生能量变化的主要原因。2.化学反应中存在两大变化，即

变化和

变化。由于断开不同的化学键

的能量不同，形成不同的化学键

的能量也不同，所以化学反应中总会伴有

的变化，最终的反应结果表现为

能量和

能量。断开吸收形成释放断裂和形成物质能量吸收释放能量吸收放出答案3.化学反应中发生能量变化的两种类型：

能量和

能量。(1)从化学键的角度理解反应物、生成物中化学键的变化关系反应类型断裂旧化学键吸收的总能量

形成新化学键释放的总能量

能量断裂旧化学键吸收的总能量

形成新化学键释放的总能量

能量放出吸收＜＞放出吸收答案以2H2＋O22H2O为例：(已知断开1molH—H键吸收能量436kJ，断开1molO===O键吸收能量498kJ，断开1molH—O键吸收能量465kJ)2molH—H2×436kJ2molO===O4×465kJ则1molH2完全燃烧放出的能量为

________________。4×465kJ/2－(2×436kJ＋498kJ)/2＝245kJ答案(2)从物质储存化学能的角度理解反应物、生成物储存的化学能的大小关系反应类型反应物的总能量＞生成物的总能量

能量反应物的总能量＜生成物的总能量

能量放出吸收归纳总结化学反应吸收或放出能量的判断(1)化学反应放出能量还是吸收能量取决于反应物中化学键___________

和生成物中化学键

的相对大小。若用E总吸表示反应物化学键断开时所吸收的能量，E总放表示生成物化学键形成时所放出的能量，化学反应能量变化ΔE＝E总吸－E总放。若ΔE为

则吸收能量，为

则放出能量。答案断裂时所吸收的能量形成时所放出的能量正值负值(2)各种物质都储存有化学能，不同的物质所储存的化学能不同。化学反应中，物质发生了变化，化学能也随之而改变，化学反应过程中吸收或放出能量可用下图形象地表示：34解析答案活学活用3.已知反应A2＋B2===2AB，破坏1molA2中的化学键消耗的能量为Q1kJ，破坏1molB2中的化学键消耗的能量为Q2kJ，形成1molAB中的化学键释放的能量为Q3kJ，则下列说法正确的是(

)A.若A2和B2的总能量之和大于生成的AB的总能量，则反应放热B.若A2和B2的总能量之和小于生成的AB的总能量，则反应放热C.若该反应放出能量，则Q1＋Q2＞Q3D.若该反应吸收能量，则Q1＋Q2<Q3理解感悟34解析若反应物总能量之和大于生成物总能量之和，则反应放热，反之，反应吸热。若破坏反应物化学键消耗的能量小于形成生成物化学键释放的能量，则反应放热，反之，反应吸热。答案A理解感悟理解感悟化学变化过程中肯定会伴有能量的变化，但伴有能量变化的过程不一定是化学变化。化学变化过程中既有能量变化又有物质变化。3434解析答案4.化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。共价键的键能是两种原子间形成1mol共价键(或其可逆过程)时释放(或吸收)的能量。已知H—H键的键能为436kJ·mol－1、Cl—Cl键的键能为243kJ·mol－1、H—Cl键的键能为x，若1molH2(g)与1molCl2(g)反应生成2molHCl(g)放出183kJ的热量，则x为(

)A.496kJ·mol－1 B.431kJ·mol－1C.862kJ·mol－1 D.248kJ·mol－1解析2x－436kJ·mol－1－243kJ·mol－1＝183kJ·mol－1解得：x＝431kJ·mol－1。答案B34学习小结返回当堂检测12435解析答案1.判断下列说法的正误，正确的在括号内划“√”，错误的在括号内划“×”。(1)所有化学反应都伴随着能量的变化(

)(2)不同的化学反应放出或吸收的能量一般是不相同的(

)(3)同一化学反应中反应物的用量不同时，放出或吸收的能量却相同(

)(4)放出能量越多的反应，通常生成物越不稳定(

)(5)因为氢气在氧气中燃烧是放出能量的，所以水的分解反应一定是吸收能量的(

)解析放出能量越多的反应，说明生成物的能量越低，生成物越稳定。√√××√12435解析答案2.下列对化学反应的认识错误的是(

)A.会引起化学键的变化B.会产生新的物质C.必然引起物质状态的变化D.必然伴随着能量的变化解析化学反应的本质是化学键的断裂和形成，表现为有新物质生成，并伴随着能量的变化，而化学变化中的反应物和生成物的状态在反应前后可能相同，也可能不相同，故正确答案为C。C124353.下列说法正确的是(

)A.任何化学反应都伴随着能量的变化B.H2O(g)===H2O(l)该过程放出大量的热，所以该过程是化学变化C.化学反应中能量的变化都表现为热量的变化D.对于如图所示的过程，是吸收能量的过程解析答案12435解析任何化学反应都有能量的变化，但有能量变化的过程不一定是化学变化，如物质的三态变化，虽然存在能量变化，但不存在旧化学键的断裂与新化学键的形成，故不是化学变化，所以A项正确，B项错误；化学反应中能量变化的形式有多种，除热能外，还有光能、电能等，C项错误；由图像知，该过程中反应物的总能量大于生成物的总能量，故该过程中放出了能量，D项错误。答案A124354.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(其他条件相同)(

)A.12gC所具有的能量一定高于28gCO所具有的能量B.56gCO和32gO2所具有的总能量大于88gCO2所具有的总能量C.12gC和32gO2所具有的总能量大于44gCO2所具有的总能量D.将一定质量的C燃烧，生成CO2比生成CO时放出的热量多解析答案12435解析放出热量的化学反应，反应物的总能量一定高于生成物的总能量。C和CO的燃烧反应都是放热反应，所以C＋O2CO2必然是放热反应，因此，B、C两项的说法正确；12gC并不代表反应物的全部，O2也是反应物，所以A项不正确；答案A124355.断开1molH—H键、1molN—H键、1molN≡N键分别需要吸收的能量为436kJ、391kJ、946kJ。求：(1)1molN2完全反应生成NH3需________(填“吸收”或“放出”)能量________kJ。(2)1molH2完全反应生成NH3需________(填“吸收”或“放出”)能量________kJ。(不考虑可逆反应)解析答案返回12435解析本题可以从断键吸收的能量数值与成键放出的能量数值的相对大小来判断，若E(断键)＞E(成键)，则为吸热反应；若E(断键)＜E(成键)，则为放热反应。(1)N2＋3H2

2NH3，生成2molNH3形成6molN—H键时要放出6mol×391kJ·mol－1＝2346kJ的能量，拆开1molN≡N键和3molH—H键时吸收的总能量为946kJ＋3mol×436kJ·mol－1＝2254kJ，整个过程中的能量变化为放出能量，为2346kJ－2254kJ＝92kJ。解析答案12435答案(1)放出92

(2)放出30.67返回40分钟课时作业124356一、化学变化的本质特征1.从宏观来看化学变化的本质是有新物质生成。从微观角度来看，下列变化不能说明发生了化学变化的是(

)A.变化时有电子的得失或共用电子对的形成B.变化过程中有化学键的断裂和形成C.变化时释放出能量D.变化前后原子的种类和数目没有改变，分子种类增加了7810911121314经典基础题解析答案解析某些物理变化也能释放能量，如浓H2SO4、NaOH等溶于水放出热量，白炽灯工作时发光发热等。C2.物质在发生化学变化时，下列说法正确的是(

)A.反应物的总质量等于生成物的总质量B.发生电子得失或偏移C.有化学键的断裂，不一定有新物质生成D.反应物所具有的总能量等于生成物所具有的总能量1243567810911121314解析答案解析A符合质量守恒，正确；非氧化还原反应没有电子得失或偏移，B不正确；化学变化时有化学键的断裂，则一定有新物质生成，C不正确；能量守恒包括反应放出或吸收的热量，D不正确。A3.下列物质的变化过程中，有共价键明显被破坏的是(

)A.I2升华 B.NaCl颗粒被粉碎C.冰融化 D.HCl溶于水得到盐酸1243567810911121314解析答案解析HCl分子中存在H—Cl共价键，溶于水后得到盐酸，HCl分子变成了H＋和Cl－，溶液中不再存在HCl分子。D二、化学反应中的能量变化4.氢气在氯气中燃烧产生苍白色火焰。在反应过程中，破坏1mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1kJ，破坏1mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2kJ，形成1mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3kJ。下列关系式中正确的是(

)A.Q1＋Q2<2Q3 B.Q1＋Q2>Q3C.Q1＋Q2<Q3 D.Q1＋Q2>2Q31243567810911121314解析答案解析由于Cl2和H2反应生成HCl要放出热量，所以Q1＋Q2<2Q3。A5.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能量变化。据此判断以下叙述中错误的是(

)A.金属钠与氯气反应生成氯化钠后，其结构的稳定性增强，体系的能量

降低B.物质燃烧可看作是储存在物质内部的能量(化学能)转化为热能释放出来C.氮气分子内部存在着很强的化学键，故通常情况下氮气的化学性质很

活泼D.需要加热才能发生的反应不一定是吸收能量的反应1243567810911121314答案C6.石墨和金刚石都是碳的单质，石墨在一定条件下可以转化为金刚石。已知12g石墨完全转化为金刚石时，要吸收akJ的能量。下列说法中正确的是(

)①石墨不如金刚石稳定②金刚石不如石墨稳定③等质量的石墨和金刚石完全燃烧，金刚石放出的能量多④等质量的石墨和金刚石完全燃烧，石墨放出的能量多A.①② B.②③ C.①④ D.③④1243567810911121314解析答案解析由石墨完全转化为金刚石时吸热，说明石墨的能量比金刚石低，石墨比金刚石更稳定；同质量的石墨和金刚石完全燃烧时，消耗氧气的量相同，生成同样多的二氧化碳，由于金刚石的能量高，所以金刚石燃烧后放出的能量要多。答案B1243567810911121314三、化学键与化学反应中的能量变化7.已知断裂1mol共价键所需要吸收的能量分别为H—H：436kJ，I—I：151kJ，H—I：299kJ，下列对H2(g)＋I2(g)2HI(g)的反应类型判断错误的是(

)A.放出能量的反应 B.吸收能量的反应C.氧化还原反应 D.可逆反应1243567810911121314解析答案解析依题意，断裂1molH—H键和1molI—I键吸收的能量为436kJ＋151kJ＝587kJ，生成2molH—I键放出的能量为299kJ×2＝598kJ，因为598kJ＞587kJ，所以，该反应的正反应是放出能量的反应，即该反应是放出能量的反应；根据反应式可知该反应是可逆反应，也是氧化还原反应。B8.根据下列信息判断氢气燃烧生成水时的热量变化，其中一定正确的是(

)1243567810911121314解析答案A.H2O分解为H2与O2时放出热量B.生成1molH2O时吸收热量245kJC.甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为乙>甲>丙D.氢气和氧气的总能量小于水的能量

12435678109111213149.已知断开1molH—H键吸收的能量为436kJ，形成1molH—N键放出的能量为391kJ，根据化学方程式N2＋3H2

2NH3，反应完1molN2放出的能量为92.4kJ，则断开1molN≡N键需吸收的能量是(

)A.431kJ B.945.6kJ C.649kJ D.869kJ1243567810911121314解析答案解析设断开1molN≡N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－断开旧键吸收的能量，代入数据：92.4kJ＝6×391kJ－3×436kJ－x，x＝945.6kJ。B10.最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下：1243567810911121314解析答案能力提升题下列说法正确的是(

)A.CO和O生成CO2是吸热反应B.在该过程中，CO断键形成C和OC.CO和O形成了具有极性共价键的CO2D.状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程解析状态Ⅰ总能量为反应物总能量，状态Ⅲ总能量为生成物总能量，由图示可知反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应，A错误；从状态Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的图示可以看出，反应中CO并未断裂成C和O，B错误；由图示可以看出，CO和O生成了CO2，CO2分子中C与O间为极性共价键，C正确；状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O反应生成CO2的过程，并不是CO与O2的反应过程，D错误。答案C124356781091112131411.化学键的_____________，既是化学反应过程的本质，又是化学反应中________变化的主要原因。从能量的角度看，断开化学键要_________，形成化学键要_________。一个化学反应是吸收能量还是放出能量，取决于_________________________________________________________。1243567810911121314解析答案断裂与形成能量吸收能量放出能量断开化学键吸收的能量与形成化学键放出的能量的相对大小12.在25℃、101kPa的条件下，断裂1molH—H键吸收436kJ能量，断裂1molCl—Cl键吸收243kJ能量，形成1molH—Cl键放出431kJ能量。H2＋Cl2===2HCl的化学反应可用下图表示：1243567810911121314请回答下列有关问题：(1)反应物断键吸收的总能量为________。1243567810911121314解析答案解析反应物断键吸收的总能量应该是断裂1molH—H键与1molCl—Cl键吸收的能量之和，即436kJ＋243kJ＝679kJ。(2)生成物成键放出的总能量为________。679kJ解析生成物成键放出的总能量为2×431kJ＝862kJ。862kJ(3)判断H2＋Cl2===2HCl是________(填“