第07講-化學反應與熱能(學生版)

第07講化學反應與熱能第07講化學反應與熱能知識導航知識導航知識預習知識預習實驗探究——化學反應中的熱量變化實驗操作在一只試管中加入2mL2mol/L鹽酸，并用溫度計測量其溫度。再向試管中放入用砂紙打磨光亮的鎂條。實驗現(xiàn)象鎂條逐漸_______，有_______產(chǎn)生，溫度計溫度_______，用手觸摸試管壁，有________感反應原理Mg+2HCl=MgCl2+H2↑實驗結(jié)論該反應________熱量實驗操作將20gBa(OH)2?8H2O晶體研細后與10gNH4Cl在燒杯中混合，并將燒杯放在滴有幾滴水的木片上，用玻璃棒快速攪拌，聞到氣味后迅速用玻璃片蓋上燒杯，用手觸摸燒杯下部，試著用手拿起燒杯。實驗現(xiàn)象有_______性氣味氣體產(chǎn)生；木片上的水結(jié)成冰，與燒杯底粘在了一起；用手觸摸杯壁下部，有_____的感覺反應原理Ba(OH)2·8H2O+2NH4ClBaCl2+2NH3↑+10H2O實驗結(jié)論該反應_______熱量一、吸熱反應和放熱反應1．吸熱反應：吸收熱量的化學反應。2．放熱反應：放出熱量的化學反應。二、常見的放熱反應與吸熱反應放熱反應吸熱反應大多數(shù)化合反應所有燃燒反應酸堿中和反應金屬與酸或水的置換反應鋁熱反應大多數(shù)分解反應Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應以C、CO、H2為還原劑的氧化還原反應易錯提醒①①吸熱反應和放熱反應的對象都是化學變化，物理變化除外。②一個化學反應是吸熱還是放熱，與反應條件（是否需要加熱）沒有必然聯(lián)系。三、化學反應的本質(zhì)和特征1．本質(zhì)：（1）化學反應的本質(zhì)是舊化學鍵的_______和新化學鍵的_______。（2）斷開化學鍵要_______能量，形成化學鍵要______能量，吸收的能量與釋放的能量__________。2．特征：（1）生成新物質(zhì)（符合質(zhì)量守恒定律）；（2）釋放能量或吸收能量（符合能量守恒定律）。四、從化學鍵的角度分析化學反應的能量變化1．鍵能：斷開（形成）1mol某化學鍵所吸收（放出）的能量叫鍵能。單位：kJ/mol。例如，斷開（形成）1molH-H鍵吸收（放出）的能量為436.0kJ，那么H-H鍵的鍵能是436.0kJ/mol。2．化學鍵的斷裂和形成是化學反應中能量變化的主要原因：（1）若吸收能量E1＞釋放能量E2，該反應為_______反應；（2）若吸收能量E1＜釋放能量E2，該反應為_______反應。3．實例化學鍵H﹣HCl﹣ClH﹣Cl鍵能kJ/mol436243431從鍵能角度分析H2+Cl2eq\o(=,\s\up7(點燃))2HCl反應體系中能量變化情況。五、從總能量的角度分析化學反應的能量變化1．一個確定的化學反應完成后的結(jié)果是吸收能量還是放出能量，決定于反應物的總能量與生成物的總能量的相對大小。（1）若反應物總能量E反＞生成物總能量E生，該反應為放熱反應；（2）若反應物總能量E反＜生成物總能量E生，該反應為吸熱反應。E反___E生，______反應E反___E生，______反應2．吸熱反應與放熱反應的真實能量變化圖：E吸＜E放，放熱反應E吸＞E放，吸熱反應對點訓練對點訓練題型一：吸熱/放熱反應的判斷【變1-2】下列反應既屬于氧化還原反應，又是吸熱反應的是A．鋅粒與稀硫酸的反應 B．Ba(OH)2·8H2O晶體與NH4Cl晶體的反應C．甲烷在氧氣中的燃燒反應 D．灼熱的木炭與CO2反應題型二：能量變化辨析【變2】下列說法正確的是（）A．物質(zhì)發(fā)生化學反應時都伴隨著能量變化B．伴有能量變化的物質(zhì)變化都是化學變化C．在一個確定的化學反應體系中，反應物的總能量與生成物的總能量一定相同D．在一個確定的化學反應體系中，反應物的總能量總是高于生成物的總能量題型三：吸熱/放熱反應的探究實驗【例4】為了探究化學能與熱能的轉(zhuǎn)化,某實驗小組設計了如圖所示三套實驗裝置：(1)上述3個裝置中，不能證明“銅與濃硝酸反應是吸熱反應還是放熱反應”的是____。

(2)某同學選用裝置Ⅰ進行實驗(實驗前U形管里液面左右相平)，在甲試管里加入適量氫氧化鋇溶液與稀硫酸，U形管中可觀察到的現(xiàn)象是________________，說明該反應屬于____(填“吸熱”或“放熱”)反應。

(3)為探究固體M溶于水的熱效應，選擇裝置Ⅱ進行實驗(反應在甲中進行)。①若M為鈉,則實驗過程中燒杯中可觀察到的現(xiàn)象是_______________________②若觀察到燒杯里產(chǎn)生氣泡，則說明M溶于水__________(填“一定是放熱反應”“一定是吸熱反應”或“可能是放熱反應”)；③若觀察到燒杯里的玻璃管內(nèi)形成一段水柱，則M可能是____。

(4)至少有兩種實驗方法能證明超氧化鉀與水的反應(4KO2+2H2O4KOH+3O2↑)是放熱反應還是吸熱反應。方法①：選擇上述裝置____(填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”)進行實驗；方法②：取適量超氧化鉀粉末用脫脂棉包裹并放在石棉網(wǎng)上,向脫脂棉上滴加幾滴蒸餾水，片刻后，若觀察到棉花燃燒，則說明該反應是____(填“吸熱”或“放熱”)反應。題型三：總能量與吸熱/反應反應【變6-1】已知反應A＋B===C＋D的能量變化如圖所示，下列敘述正確的是A．A的能量一定低于C的能量，B的能量一定低于D的能量B．因為該反應為吸熱反應，故一定要加熱，反應才能進行C．破壞反應物中的化學鍵所吸收的能量一定小于形成生成物中化學鍵所放出的能量D．A和B的總能量一定低于C和D的總能量題型四：鍵能的計算【例7】已知斷裂1molH—H鍵吸收的能量為436kJ，斷裂1molH—N鍵吸收的能量為391kJ，根據(jù)化學方程式：N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)，生成2molNH3(g)放出熱量為92.4kJ，則斷裂1molN≡N鍵吸收的能量是A．431kJ B．945.6kJ C．649kJ D．869kJ題型五：化學反應的歷程【例8】我國科研人員提出了由CO2和CH4轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品CH3COOH的催化反應歷程。該歷程示意圖如下。下列說法不正確的是A．該反應是化合反應B．催化劑參加了化學反應過程C．CH4→CH3COOH過程中，有C—H鍵的斷裂和形成D．①→②過程中，形成了C—C鍵，斷裂的化學鍵的總鍵能<形成的化學鍵的總鍵能【例9】(1)下列過程不一定屬于放熱過程的是_______(填標號)。A．形成化學鍵 B．燃料燃燒 C．化合反應D．葡萄糖的氧化分解 E.酸堿中和 F.炸藥爆炸(2)已知A和B是同種元素形成的兩種單質(zhì)，A轉(zhuǎn)化為B時需要吸收能量，則A和B中較穩(wěn)定的是_______(填“A”或“B”)。(3)某化學反應中，反應物的總能量為，生成物的總能量為，且，則該反應是_______(填“放熱”或“吸熱”)反應。(4)等質(zhì)量的下列各物質(zhì)完全燃燒，放出熱量較多的是_______(填標號，下同)。A．固體硫 B．硫蒸氣(5)已知和反應時放熱，且斷裂鍵、氧氧鍵、鍵需要吸收的能量分別為、、。下列關系一定正確的是_______。A． B．C． D．提分作業(yè)提分作業(yè)【練1】下列反應既是氧化還原反應，又是吸熱反應的是A．鋁片與稀反應 B．與的反應C．灼熱的炭與反應 D．甲烷在中的燃燒反應【練2】下列變化一定是吸熱反應的是：A．凡需加熱后才能發(fā)生的反應B．所有的分解反應C．將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿姆磻狣．生成物總能量大于反應物總能量的反應【練3】已知某化學反應A2（g）+2B2（g）＝2AB2（g）（A2、B2、AB2的結(jié)構(gòu)式分別為A＝A、B﹣B、B﹣A﹣B），能量變化如圖所示，下列有關敘述中正確的是A．該反應的進行一定需要加熱或點燃條件B．該反應若生成2molAB2（g）則放出的熱量為（E1﹣E2）kJC．該反應斷開化學鍵消耗的總能量大于形成化學鍵釋放的總能量D．生成2molB﹣A鍵放出E2kJ能量【練4】根據(jù)如圖提供的信息，下列所得結(jié)論不正確的是A．該反應是吸熱反應B．該反應中舊鍵斷裂吸收的能量高于新鍵形成放出的能量C．該反應可能是碳酸鈣的分解反應D．該反應一定需要加熱才能發(fā)生【練5】對于放熱反應2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)，下列說法正確的是（）A．產(chǎn)物H2O所具有的總能量高于反應物H2和O2所具有的總能量B．反應物H2和O2所具有的總能量高于產(chǎn)物H2O所具有的總能量C．反應物H2和O2所具有的總能量等于產(chǎn)物H2O所具有的總能量D．反應物H2和O2比產(chǎn)物H2O穩(wěn)定【練6】化學反應可視為舊鍵斷裂和新鍵形成的過程。共價鍵的鍵能是兩種原子間形成1mol共價鍵(或其可逆過程)時釋放(或吸收)的能量。已知H—H鍵的鍵能為436kJ·mol－1、Cl—Cl鍵的鍵能為243kJ·mol－1、H—Cl鍵的鍵能為x，若1molH2(g)與1molCl2(g)反應生成2molHCl(g)放出183kJ的熱量，則x為()A．496kJ·mol－