第二单元 化学反应中的能量优秀教案设计

第二单元

化学反应中的热量

[学习目标]

1．化学反应中能量转化的主要形式

2．吸热反应和放热反应

3．从化学反应中的反应物的总能量与生成物的总能量变化理解反应中的热效应

4．化学键的断裂和形成与反应中能量变化的关系

5．热化学方程式的书写

6．利用热化学方程式进行简单计算

7．合理利用化石燃料，提高燃料燃烧效率的方法

化学反应中的热量变化

1．化学反应中的能量变化

(1)化学反应的基本特征

都有新物质生成，常伴随着能量变化及发光、变色、放出气体、生成沉淀等现象。

①能量的变化主要表现为热量的放出或吸收。

②在化学反应中，反应前后能量守恒。

(2)反应热

①含义：在化学反应中放出或吸收的热量通常叫做反应热。

②符号与单位：反应热用符号ΔH表示，单位一般采用kJ·mol1。

－2．放热反应与吸热反应

(1)化学能与热能转化的实验探究

①镁与盐酸反应

实验操作

实验现象

产生大量气泡、温度计指示温度升高

②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl晶体反应

实验操作

实验现象

实验结论

实验结论

镁与盐酸反应的离子方程式为Mg＋2H===Mg2＋＋＋H2↑，该反应放出热量

a.有刺激性气味气体产生b.用手摸烧杯底部有冰凉感觉

c.用手拿起烧杯，玻璃片

黏结到烧杯的底部

d.烧杯内反应物成糊状

化学方程式为Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O，该反应吸收热量

由上述实验可知，化学反应都伴随着能量变化，有的放出能量，有的吸收能量。

(2)放热反应：有热量放出的化学反应；

吸热反应：吸收热量的化学反应。

[特别提醒]

需要加热才能进行的反应不一定是吸热反应(如炭的燃烧)，不需要加热就能进行的反应也不一定是放热反应[如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应]。

3．化学反应中能量变化的原因

(1)从化学键角度分析化学反应中的能量变化

①请根据下列信息分析氢气燃烧生成水蒸气时，为什么会发生能量变化？

从给出的信息可知，在化学反应过程中，反应物分子中旧键断裂需吸收能量，生成物分子中新键形成放出能量。

1断裂1 mol H2和

mol O2中化学键吸收的能量总和为436_kJ＋249_kJ＝685_kJ。

2形成1 mol H2O中的共价键释放的能量为930_kJ。

因此反应放出的能量大于(填“大于”或“小于”)吸收的能量，故该反应放出能量。

②化学反应中的能量变化可以用右图形象地表示出来：

a．若E1>E2，反应吸收能量；

b．若E1

(2)从物质总能量高低角度分析化学反应中的能量变化

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(化学能)转化为热能、电能或光能等形式释放出来，或者是热能、电能或光能等转化为物质内部的能量(化学能)被“储存”起来的过程。

②物质总能量与化学反应能量变化的关系：

a．图Ⅰ中反应物的总能量大于生成物的总能量，反应释放能量；

b．图Ⅱ中反应物的总能量小于生成物的总能量，反应吸收能量。

1．化学反应的本质是什么？断裂化学键、形成化学键与物质能量之间有什么关系？

提示：化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成；断裂化学键吸收能量，形成化学键放出能量。

2．已知下列物质的键能：

键能/(kJ·mol1) －H—H 436.4 Cl—Cl 242.7 H—Cl 431.8

对于反应：H2＋Cl2===2HCl，若生成2 mol HCl，反应过程中断裂化学键共吸收的能量是多少？形成化学键共放出的能量是多少？依据以上两个数据判断该反应是放出还是吸收能量，并确定放出或吸收能量的多少？

1．放热反应与吸热反应的比较

类型

比较

概念

形成原因

放热反应

有热量放出的化学反应，放热反应的ΔH为“－”或ΔH<0 反应物的总能量>生成物的总能量

吸热反应

吸收热量的化学反应，吸热反应的ΔH为“＋”或ΔH>0 反应物的总能量<生成物的总能量

与断键、成键中能量变化关系

断键吸收的总能量<成键放出的总能量

断键吸收的总能量>成键放出的总能量

图示

①绝大多数化合反应，如CaO＋H2O===Ca(OH)2

②所有的燃烧反应，如CH4＋2O2=====CO2＋2H2O ③酸碱中和反应，如NaOH＋实例

HCl===NaCl＋H2O ④活泼金属与酸或水的反应，如2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑

⑤部分特殊反应，如铝热反应、过氧化钠与水或CO2的反应、氨的催化氧化等

2.注意事项

(1)并非所有的分解反应都为吸热反应，如双氧水的分解为放热反应。

(2)并非所有的化合反应都为放热反应，如CO2＋C=====2CO为吸热反应。

1．下列变化一定是放热的化学反应的是(

) A．H2O(g)===H2O(l) B．2HI(g)===H2(g)＋I2(g) C．形成化学键时共放出能量862 kJ的化学反应

D．能量变化如图所示的化学反应

选D

2．

2A(g)的是(

) B(g)

ΔH1(ΔH1＜0)；2A(g)B(l)

ΔH2；下列能量变化示意图正确△点燃

①绝大多数分解反应，如CaCO3=====CaO＋CO2↑

②铵盐与碱的反应，如

2NH4Cl(s)＋Ba(OH)2·8H2O(s)===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O ③以C、CO和H2为还原剂的氧化还原反应，如C(s)＋H2O(g)=====CO(g)＋H2(g) 高温高温

选B

1．吸热反应和放热反应：

吸收热量的化学反应叫吸热反应，有热量放出的化学反应叫放热反应。

2．反应吸热或放热的原因：

(1)微观上：断开化学键吸收的能量与形成化学键放出的能量不同，若前者大为吸热反应，后者大为放热反应；

(2)宏观上：反应物的总能量与生成物的总能量不同，若前者小于后者为吸热反应，前者大于后者为放热反应。

3．常见的放热反应和吸热反应：

(1)放热反应：①燃烧

②中和反应

③活泼金属与H2O或酸的反应

④大多数化合反应。

(2)吸热反应：①CO、H2还原金属氧化物的反应

②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应

③大多数分解反应。

4．书写热化学方程式的“三步骤”：

(1)写出配平的化学方程式；

(2)标明物质的状态；

(3)计算并写出对应的反应热ΔH。