高中化学（鲁科版）第二章同步导学案：化学键与化学反应中的能量变化

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精第2章化学键化学反应与能量第一节第3课时化学键与化学反应中的能量变化【知识梳理】一、化学反应中的能量变化1。能量变化的探究实验操作实验现象结论及反应式反应混合液的温度 H＋＋OH－＝H2O反应时 热量锌粉逐渐 ，有 产生,溶液温度 反应时 热量混合粉末变成糊状物,有 产生，玻璃片与小烧杯 反应时 热量结论：每个化学反应都伴随着能量变化，有的 能量，有的 能量.2.吸热反应和放热反应（1）反应中 的化学反应叫做吸热反应.（2）反应中 的化学反应叫做放热反应。【注意】(需记忆）1。化学反应能量变化与反应条件的关系加热条件下进行的反应不一定是吸收能量的反应，常温下进行的反应也不一定是释放能量的反应；化学反应是吸热还是放热，与反应条件无关。2.常见的吸热反应(1）消石灰与氯化铵固体的反应。(2)大多数需加热的分解反应。（3)以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应等。3.常见的放热反应（1)燃烧。（2)酸碱中和。（3）活泼金属与酸或水反应。（4)物质的缓慢氧化反应。(5)铝热反应等。【例1】下列反应中，属于释放能量的反应的是 ,属于吸收能量的反应的是 ,属于氧化还原反应又释放能量的反应的是 。①煅烧石灰石（主要成分是CaCO3)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食物因氧化而腐败二、化学反应中能量变化原因1。与化学键的关系（1）当E1＞E2，反应 能量,属于 反应。（2）当E1＜E2，反应 能量,属于 反应。2.从物质内部能量的关系（1)从物质内部能量分析化学反应过程：化学反应的过程可看作“储存”在物质内部的能量（ 能）转化为 能、 能或 能等释放出来,或者是 能、 能或 能等转化为物质内部的能量（ 能）被“储存”起来的过程。（2)从反应物内部总能量和生成物内部总能量分析化学反应：①反应物内部的总能量 生成物内部的总能量，反应释放能量为放热反应，如图I。②反应物内部的总能量 生成物内部的总能量，反应吸收能量为吸热反应，如图Ⅱ。（3)反应中的能量变化=断裂化学键吸收的能量E1—形成化学键放出的能量E2=生成物总能量-反应生成总能量①若能量变化值<0，则为 反应，②若能量变化值〉0，则为 反应.3.化学反应中能量变化的计算【例2】已知1g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121kJ,且氧气中1molO=O键完全断裂时吸收热量496kJ，水蒸气中1molH—O键形成时放出热量463kJ，则氢气中1molH—H键断裂时吸收热量为（)A。920kJ B.557kJ C。436kJ D。188kJ【注意】物质所含能量越低越稳定。化学反应中的能量变化与化学键的断裂和形成有关，断裂化学键吸收的能量等于形成该化学键时释放的能量，能量值越大，化学键越牢固，物质本身越稳定，物质的能量越低。【例3】下列说法中正确的是（）A.凡是物质的化学变化都伴随着能量的变化B.凡是伴随着能量变化的物质变化都是化学变化C。凡是吸热反应都需要人为地加热D.凡是放热反应都不需要人为地加热【课堂练习】1.（2013·吉安高一检测）下列变化过程需要吸收能量的是（）A.2CO+O22CO2B。Cl+Cl→Cl2C。CaO+H2O====Ca（OH）2D.H2→H+H2。（2013·长春高一检测）键能是指断裂1mol化学键形成气态原子时吸收的能量(kJ),单位为kJ·mol-1。从手册上查得:H-H、Cl-Cl和H—Cl的键能分别为436kJ·mol—1、243kJ·mol—1和431kJ·mol-1，请用此数据估计，由Cl2、H2生成1molH—Cl时应该(）A。放热183kJ B。放热91。5kJC。吸热183kJ D。吸热91.5kJ3.（双选)已知：①能量越低的物质就越稳定;②白磷转化成红磷是放热反应.据此,下列判断或说法中正确的是（）A。在相同的条件下,红磷比白磷稳定B。在相同的条件下,白磷比红磷稳定C.红磷和白磷的结构不同D.红磷容易发生自燃而白磷则不会自燃4。(2013·宁波高一检测)某一化学反应中,其产物的总能量为80kJ,如果该反应是放热反应,那么反应物的总能量可能是（)A.100kJ B。60kJC.50kJ D.30kJ5.下列有关化学反应与能量的说法，正确的是（）A。酸碱中和是放热反应B。炭在氧气中燃烧属于吸热反应C。化学键的形成需吸收能量D.化学反应过程中，化学能一定转化成热能6。（能力挑战题）将V1mL1。0mol·L—1HCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如下图所示(实验中始终保持V1+V2=50mL)。下列叙述正确的是(）A。做该实验时环境温度为22B。该实验表明化学能可以转化为热能C.NaOH溶液的浓度约是1.00mol·L—1D。该实验表明有水生成的反应都是放热反应二、非选择题(本题包括2小题，共20分）7。(10分）（2013·淄博高一检测）如图所示,把试管放入盛有25℃（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"或“等于”）镁片和盐酸的总能量。8.(10分)在研究化学反应中的能量变化时，我们通常做下面的实验：在一个小烧杯里，加入20g已研磨成粉末的Ba（OH)2·8H2O,将小烧杯放在事先已滴有3滴～4滴水的玻璃片上，然后向烧杯中加入约10gNH4Cl晶体,根据实验步骤,填写下表，并回答问题。实验步骤实验现象及结论将晶体混合,立即快速搅拌有刺激性气味且能使湿润的紫色石蕊试纸变蓝的产生用手摸烧杯下部感觉烧杯变凉说明此反应是反应用手拿起烧杯烧杯下面的带有几滴水的玻璃片粘到了烧杯底部将粘有玻璃片的烧杯放在盛有热水的烧杯上玻璃片脱离上面烧杯底部反应后移走多孔塑料片观察反应物混合物成糊状,证明有

生成（1)写出实验过程中发生反应的化学方程式：

。（2)实验中要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是

。（3）在上述实验过程中,你认为是否有不妥之处？若有，请指出并写出改进方法，若没有,此问不用作答

知识梳理一、1。吸热反应放热反应吸收热量放出热量例1.②③④⑤①②③⑤2.实验现象:升高减少气体升高刺激性气味气体粘在一起结论及反应式：放出Zn＋2H＋＝Zn2＋＋H2↑放出Ca（OH）＋2NH4Cl＝CaCl2＋2NH3·H2O吸收放出二、1.吸出放出（1)吸收吸热（2）放出放热2。（1）化学光热电电热光化学（2)高于低于]（3）放热吸热例2【解析】由题意知1molH2完全燃烧生成水蒸气时放出热量为242kJ，所以则有2×463kJ－(SKIPIF1〈0\＊MERGEFORMATkJ＋Q）＝242kJ,解得Q＝436kJ.【答案】C例3。A课堂练习1。【解析】选D。CO的燃烧要放出热量，生石灰溶于水放热，原子间化合放出能量，而拆开H-H键则需吸收能量.2.【解析】选B。1molH2与1molCl2反应生成2molHCl,断裂1molH2和1molCl2中的共价键需要吸收的能量为E1=436kJ+243kJ=679kJ,形成2molHCl中的共价键释放的能量为E2=431kJ×2=862kJ。E2〉E1,说明该反应是放热反应，则生成2molHCl放出的热量是862kJ-679kJ=183kJ，所以生成1molHCl放出的热量是91。5kJ.3.【解析】选A、C。由题目提供的信息知,红磷比白磷稳定,白磷易自燃，说明性质不同,进一步说明结构不同。4。【解析】选A.该反应是放热反应，则反应物的总能量大于产物的总能量,所以答案选A。5.【解析】选A。中和反应和燃烧都是放热反应,A项正确,B项错误;化学键的形成放出能量，C项错误;化学反应过程中，化学能还有可能转化成光能等，D项错误。6。【解析】选B。由题图可知,5mL1.0mol·L-1HCl溶液与NaOH溶液混合后温度为22℃,因此，做该实验时环境温度应低于22℃,A项错误；既然反应后溶液温度升高,则B项正确；两者恰好完全反应时，放出热量最多，温度最高，从图上看出,30mL1.0mol·L-1HCl溶液和20mLNaOH溶液恰好完全反应。因此,该NaOH溶液的浓度为1。0mol·L-1×30mL÷20mL=1.5mol·L7。【解析】镁片与盐酸反应的过程中镁片逐渐溶解，有大量气泡放出，且由于金属与酸的反应是放热的,放出的热量通过小试管传递给饱和石灰水溶液，使饱和石灰水的溶解度下降而析出Ca(OH）2固体.该反应过程中的离子方程式是Mg+2H+Mg2++H2↑.由于该反应是放热反应,所以可以推知反应物的总能量大于生成物的总能量，所以MgCl2溶液和H2的总能量小于镁片和盐酸的总能量。答案:(1）①镁片上有大量气泡产生；②镁片逐渐溶解；③烧杯中析出固体（或烧杯中溶液变浑浊)(2）镁与盐酸反应产生氢气，该反应为放热反应，Ca（OH）2在水中的溶解度随温度升高而减小,故析出Ca(OH)2固体(3)Mg+2H+====Mg2++H2↑(4）小于8.【解析】该实验成功的关键是在短时间内反应充分进行，使体系温度快速降低,玻璃片上的水凝固.该反应属固体之间的反应，且要求反应时间短,故一定将Ba(OH）2晶体研