《化学反应与热能》复习课件

化学反应与热能知识导图模块一化学反应中的热量变化一、化学反应的本质和特征1．本质：（1）化学反应的本质是旧化学键的_______和新化学键的_______。（2）断开化学键要_______能量，形成化学键要______能量，吸收的能量与释放的能量__________。2．特征：（1）生成新物质（符合质量守恒定律）；（2）释放能量或吸收能量（符合能量守恒定律）。断裂形成吸收放出不相等（1）有化学键断裂的，肯定发生了化学反应（

）（2）既有化学键断裂，又有化学键形成的，肯定发生了化学反应（

）（3）在化学键的形成过程中，肯定放出能量（

）（4）化学反应中原子一定发生重新组合（

）（5）化学变化中一定会发生电子转移（

）（6）所有化学反应必然伴随着能量的变化（

）明辨是非××√√×√实验探究——镁条与盐酸反应的热量变化【实验操作】在一只试管中加入2mL2mol/L盐酸，并用温度计测量其温度。再向试管中放入用砂纸打磨光亮的镁条【实验现象】镁条逐渐溶解，有气泡产生，温度计温度上升，用手触摸试管壁，有温热感【反应原理】Mg+2HCl===MgCl2+H2↑【实验结论】该反应放出热量实验探究——Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl反应的热量变化【实验操作】将20gBa(OH)2•8H2O晶体研细后与10gNH4Cl在烧杯中混合，并将烧杯放在滴有几滴水的木片上，用玻璃棒快速搅拌，闻到气味后迅速用玻璃片盖上烧杯，用手触摸烧杯下部，试着用手拿起烧杯【实验现象】有刺激性气味气体产生；木片上的水结成冰，与烧杯底粘在了一起；用手触摸杯壁下部，有凉的感觉【反应原理】Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl===BaCl2+2NH3↑+10H2O【实验结论】该反应吸收热量二、吸热反应和放热反应1．吸热反应：吸收热量的化学反应。2．放热反应：放出热量的化学反应。三、常见的放热反应与吸热反应2H2

+

O2

2H2O点燃CaO

+

H2O

Ca(OH)2HCl

+

NaOH

NaCl

+

H2O2Na

+

2H2O

2NaOH

+

H2↑2Al

+

Fe2O3

Al2O3

+

2Fe高温放热反应大多数化合反应所有燃烧反应酸碱中和反应金属与酸或水的置换反应铝热反应三、常见的放热反应与吸热反应吸热反应大多数分解反应Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应以C、CO、H2为还原剂的氧化还原反应CaCO3

CaO

+

CO2↑高温（1）需要加热的反应一定是吸热反应（

）（2）吸热反应一定需要加热才可以进行（

）（3）放热反应不需要加热即可发生（

）（4）放出热量的变化过程一定是放热反应（

）明辨是非××××吸热反应和放热反应的对象都是化学变化，物理变化除外。一个化学反应是吸热还是放热，与反应条件（是否需要加热）没有必然联系。【例1】下列说法正确的是（

）A．物质发生化学变化都伴随着能量变化B．任何反应中的能量变化都表现为热量变化C．物质变化时若伴有能量变化，则一定是化学变化D．没有物质的化学变化，也就没有能量的变化A【例2】下列是吸热反应的是__________①水蒸气冷凝

②煅烧石灰石

③浓硫酸稀释

④酸碱发生中和反应

⑤生石灰跟水反应生成熟石灰

⑥干冰升华

⑦液氨汽化

⑧

碳和二氧化碳在高温下反应

⑨氢原子两两结合为氢分子②⑧【变2-1】下列变化中属于吸热反应的是（

）①冰融化成水②胆矾受热分解③浓硫酸加水稀释④高锰酸钾分解制取氧气⑤生石灰与水反应生成熟石灰⑥石灰石高温分解

⑦CO2+C

2CO⑧Ba(OH)2·8H2O与固体NH4Cl混合⑨C+H2O(g)

CO+H2A．②④⑥⑦⑨ B．①②④⑥⑦⑧⑨C．②③④⑤⑥⑧ D．②④⑥⑦⑧⑨D高温高温【变2-2】把下列物质分别加入盛冷水的锥形瓶内，立即塞紧带U形管的塞子。已知U形管内预先装有少量水且液面相平（为便于观察，预先染成红色），加入下列哪些物质后，发生如图变化（）①

NaOH粉末；②浓硫酸；③硝酸铵晶体；④过氧化钠固体；⑤生石灰。A．①②④⑤ B．①②③ C．②③⑤ D．③④⑤A【例3】在一个小烧杯里，加入约20g已研磨成粉末的氢氧化钡晶体[Ba(OH)2·8H2O]，将小烧杯放在事先已滴有3～4滴水的木片上，然后向烧杯内加入约10gNH4Cl晶体，并立即用玻璃棒迅速搅拌，如图所示。试回答下列问题：（1）实验中要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是__________________________________________________。（2）如果实验中没有看到“结冰”现象，可能的原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________（答出3个或3个以上原因）。（3）如果没有看到“结冰”现象，为说明该反应吸热，我们还可以采取的方式是_______________________________________________________。使反应物迅速混合而充分反应，使温度迅速下降①药品用量太少；②

Ba(OH)2·8H2O晶体未研成粉末，反应太慢；③没有迅速搅拌；④

环境温度太高；⑤

玻璃片上加水太多等用温度计来检验，发现温度降低等。【变3】为了探究化学反应的热效应，某兴趣小组进行了如下实验：（1）将纯固体物质

分别装入有水的锥形瓶里（发生化学反应），立即塞紧带U形管的塞子，发现U形管内红墨水的液面高度如图所示。①若如图1所示，发生的反应（假设没有气体生成）是________（填“放热”或“吸热”）反应，

是________（填两种物质的化学式）。②若如图2所示，发生的反应（假设没有气体生成）是________（填“放热”或“吸热”）反应，以下选项中与其能量变化相同的是________（填序号）。A．CO还原CuO的反应B．CaCO3的分解反应C．Al和Fe2O3的反应放热Na、CaO吸热B【变3】（2）如图所示，把试管放入盛有25℃饱和澄清石灰水的烧杯中，试管中开始放几小块镁片，再滴入

稀盐酸。试回答下列问题：①实验中观察到的现象是：镁片逐渐溶解、有大量气泡产生、________________________________。②产生上述现象的原因是____________________________________。饱和澄清石灰水中出现白色浑浊镁和稀盐酸反应生成H2，且该反应是放热反应，Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低模块二化学反应中的能量变化分析一、从化学键的角度分析化学反应的能量变化1．键能：断开（形成）1mol某化学键所吸收（放出）的能量叫键能。单位：kJ/mol。例如，断开（形成）1molH-H键吸收（放出）的能量为436.0kJ，那么H-H键的键能是436.0kJ/mol。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：（1）若吸收能量E1＞释放能量E2，该反应为吸热反应；（2）若吸收能量E1＜释放能量E2，该反应为放热反应。3．实例从键能角度分析H2+Cl22HCl反应体系中能量变化情况。化学键H﹣HCl﹣ClH﹣Cl键能kJ/mol4362434311molH2与1molCl2反应生成2molHCl分子的过程中，

了

kJ的能量。点燃吸收吸收431431释放183计算2H2+O2

2H2O反应体系中的能量变化情况。已知：及时小练2molH2与1molO2反应生成2molH2O分子，放出490kJ的能量。化学键H—HO＝OH—O键能kJ/mol436498465点燃二、从总能量的角度分析化学反应的能量变化1．一个确定的化学反应完成后的结果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。（1）若反应物总能量E反＞生成物总能量E生，该反应为放热反应；（2）若反应物总能量E反＜生成物总能量E生，该反应为吸热反应。E反___E生，______反应E反___E生，______反应＞

放热＜

吸热2．吸热反应与放热反应的真实能量变化图：E吸

＜E放，放热反应E吸

＞E放，吸热反应一般来说，物质具有的能量越低，物质越稳定。即“能量越低越稳定”。

资料卡片——能量与稳定性【例4】已知反应A+B===C+D的能量变化如图所示，下列关于此反应的说法不正确的是（）A．是吸热反应B．该反应不符合能量守恒定律C．生成物的总能量高于反应物的总能量D．反应中断开化学键吸收的总能量高于形成化学键放出的总能量B【变4】反应A+B→C（放热）分两步进行：①

A+B→X（吸热），②

X→C（放热）。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是（）D【例5】已知部分键能如下表所示，计算下列三个反应中的能量变化情况。（1）CH4+2O2====CO2+2H2O，1molCH4完全反应时，_________（填吸收/放出）________kJ能量。（2）已知N2+3H2

====2NH3，消耗1molN2

时放出92kJ的热量，则上表中x的数值为________。（3）如下图为白磷（P4）和P4O6的结构，1mol白磷完全燃烧，________（填吸收/放出）________kJ能量。化学键H—HH—NN≡NO＝OC—HC＝OH—OP—PP—O键能（kJ/mol）436391x498414750465198360放出

708946放出1638【变5】NF3是一种温室气体，其存储能量的能力是CO2的12000～20000倍，在大气中的寿命可长达740年，如表所示是几种化学键的键能：下列说法中正确的是（

）A．过程N2(g)→2N(g)放出能量B．过程N(g)+3F(g)→NF3(g)放出能量C．反应N2(g)＋3F2(g)===2NF3(g)是吸热反应D．NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成，仍可能发生化学反应B化学键N≡NF—FN—F键能/kJ·mol-1946154.8283.0【例6】金刚石和石墨是由C元素组成的两种结构不同的单质。在100kPa时，1mol石墨转化为金刚石，要吸收1.895kJ的能量。据此判断，在100kPa时，下列结论正确的是（

）A．1mol石墨比1mol金刚石的总能量高B．金刚石比石墨稳定C．石墨比金刚石稳定D．1mol石墨与1mol金刚石的总能量相等C【变6-1】

如图表示有关反应的反应过程与能量变化的关系，据此判断下列说法中不正确的是（）A．红磷和白磷互为同素异形体B．白磷比红磷稳定C．白磷转化为红磷是放热反应D．白磷比红磷更容易与氧气反应生成P4O10B【变6-2】已知25℃、101kPa下，含1mol碳原子的石墨完全燃烧生成CO2放出热量393.51kJ；含1mol碳原子的金刚石完全燃烧生成CO2放出395.41kJ的热量。据此判断，下列说法正确的是（）A．由石墨制备金刚石是吸热反应；石墨比金刚石稳定B．由石墨制备金刚石是吸热反应；金刚石比石墨稳定C．由石墨制备金刚石是放热反应；石墨比金刚石稳定D．由石墨制备金刚石是放热反应；金刚石比石墨稳定A模块三人类对能源的利用一、人类对能源的利用1．获取热能的途径——物质的燃烧