第二单元 化学反应中的能量课堂实录及点评

第2课时

化学键与化学反应中的能量变化

1．了解化学反应中存在能量变化以及化学反应的实质。

2．知道常见的放热反应和吸热反应。

3．了解化学反应中能量变化的实质。(重难点)

化学键与化学反应中的能量变化

[基础·初探] 1．化学反应中能量变化的实验探究

(1)活动探究

实验操作

实验现象

有关化学方程式及结论

反应混合液的温度升高

锌粉逐渐溶解，有气泡产生，溶液温度升高

NaOH＋HCl===NaCl＋H2O反应时释放能量

Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑反应时释放能量

混合粉末变成糊状物，有刺Ca(OH)2+2NH4Cl===CaCl2＋激性气味气体产生，玻璃片2NH3↑＋2H2O反应时吸收能与小烧杯粘在一起

量

(2)结论：每个化学反应的发生都伴随着能量变化，有的释放能量，有的吸收能量。

2．化学反应中能量变化的原因分析

(1)微观角度

1

化学反应中物质变化的实质是旧化学键断裂和新化学键形成。断裂旧键时，需要吸收一定的能量来克服原子(或离子)间的作用力；形成新键时，又要释放一定的能量，并且吸收和释放的能量不相等。所以化学反应一定伴随能量变化。

(2)宏观角度

化学反应的过程可看做“储存”在物质内部的能量(化学能)转化为热能、电能或光能等释放出来，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。

[探究·升华] [思考探究] 1．化学反应的实质是旧化学键断裂和新化学键的形成，H2＋Cl2===2HCl的化学反应可用下图表示。从成键断键的角度解释该反应是放热反应还是吸热反应？

【提示】

断裂旧键吸收(436＋243) kJ·mol－1的能量，形成新键释放(431＋431)

kJ·mol－1的能量，该反应为放热反应。

2．化学反应中，反应物和生成物总能量是否相同？从该角度解释H2＋Cl2===2HCl为什么是放热反应？

【提示】

一定不相同。H2＋Cl2===2HCl放热的原因是1 mol H2和1 mol Cl2的总能量大于2 mol HCl的总能量。

[认知升华] 1．能量变化与化学键的关系(微观角度认识能量变化) 吸收能量E1

⇓

旧化学键断裂反应物――→生成物

新化学键形成

2

⇓

释放能量E2

(1)E1>E2

反应吸收能量(吸热反应) (2)E1

反应释放能量(放热反应) 2．从总能量的角度理解化学反应过程中的能量变化：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取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。具体情况见下表：

能量变化

放热反应

吸热反应

反应物的总能量大于生成反应物的总能量小于生成物的总能量

物的总能量

键能变化

生成物的总键能大于反应生成物的总键能小于反应物的总键能

物的总键能

图示

①金属与水或酸的反应；②金属氧化物与水或酸的①大部分分解反应；常见实例

反应；③可燃物的燃烧反②Ba(OH)2·8H2O和应及缓慢氧化；④酸与碱NH4Cl反应；③高温下焦的中和反应；⑤大部分化炭与水的反应

合反应

[题组·冲关] 题组1

放热反应与吸热反应的判断

1．下列反应一定属于放热反应的是(

) ①H2SO4与Ba(OH)2溶液的反应

②Mg与CH3COOH溶液的反应

③燃烧反应

④中和反应

⑤复分解反应

A．仅①②③

C．仅①②③④

B．仅①②④

D．仅③④⑤

【解析】

金属与酸的置换反应、中和反应、所有燃烧都是放热反应；复分

3

解反应则不一定是放热反应。

【答案】

C 2．关于化学反应热现象的说法不正确的是

(

) ①放热反应发生时不必加热

②化学反应过程中一定有能量变化

③吸热反应需要加热后才能发生

④化学反应吸收或放出热量的多少与参加反应的物质的多少有关

A．①②

C．①③

B.②③

D．②④

【解析】

有很多放热反应也需要加热，如铝热反应，有的吸热反应不需要加热也能发生，如Ba(OH)2和NH4Cl的反应，①③错误；不同的物质具有不同的能量，发生化学变化时，过程中一定伴随着能量变化，②正确；能量变化的多少与参加反应的物质的多少成正比，④正确。

【答案】

C 3．下列反应过程中的能量变化与如图一致的是(

) 【导学号：55102069】

高温A．2Al＋Fe2O3=====2Fe＋Al2O3

高温B．C＋CO2=====2CO 高温C．CaCO3=====CaO＋CO2↑

高温D．C＋H2O(g)=====CO＋H2

【解析】

铝热反应属于放热反应，反应物具有的总能量高于生成物具有的总能量，故A选项正确；B、C、D三项均为吸热反应，反应物具有的总能量低于生成物具有的总能量，故错误。

【答案】

A

4

4．下列说法中正确的是(

) A．化合反应均是放热反应，分解反应均是吸热反应

B．燃料的燃烧反应是放热反应

C．干冰的升华是吸热反应

D．需要点燃或加热的化学反应一定是吸热反应

高温MnO2【解析】

C＋CO2=====2CO是化合反应，但需要吸热，2H2O2=====2H2O＋O2↑是分解反应，但放出热量，A错误。物质之所以被用作燃料，就是因为它易燃烧并放出热量，B正确。吸热反应属于化学反应的一个类别，干冰升华不是化学反应，C错误。化学反应是吸热反应的决定因素是反应物的总能量低于生成物的总能量，而与化学反应发生的外部条件无关，“点燃”“加热”都属于化学反应发生的外部条件，D错误。

【答案】

B 【误区警示】

1.有些放热反应需加热才能进行，而有些吸热反应常温下就能进行，故不能根据反应条件进行判断反应是否放热或吸热。

2．在高温下或持续加热条件下进行的反应一般是吸热反应。

题组2

化学反应与能量变化的原因

5．某化学反应过程中的能量变化如图所示，下列结论正确的是(

)

【导学号：55102070】

A．生成物的总能量小于反应物的总能量

B．断开化学键所吸收的能量小于形成化学键所放出的能量

C．该反应可能是酸和碱的中和反应

D．该反应中其他形式的能量转化成了化学能

【解析】

根据图示可知生成物的总能量大于反应物的总能量，A项错误。由于反应物的总能量低于生成物的总能量，所以断开化学键所吸收的能量大于形成化学键所放出的能量，反应是吸热反应，B项错误。该反应是吸热反应，而酸

5

和碱的中和反应是放热反应，C项错误。由于该反应吸收能量，因此该反应中其他形式的能量转化成了化学能，D项正确。

【答案】

D 6．化学反应A2＋B2===2AB的能量变化如图所示，则下列说法正确的是(

)

A．该反应是吸热反应

B．断裂1 mol A—A键和1 mol B—B键能放出x kJ能量

C．断裂2 mol A—B键需要吸收y kJ的能量

D．2 mol AB的总能量高于1 mol A2和1 mol B2的总能量

【解析】

从能量变化图示上可以看出，反应物总能量高于生成物总能量，该反应是放热反应，A、D错误；断裂化学键时要吸收能量，故B错误。

【答案】

C 7．已知反应X＋Y===M＋N为放热反应，下列关于该反应的说法正确的是

(

) A．X的能量一定高于M B．Y的能量一定高于N C．X和Y的总能量一定高于M和N的总能量

D．因该反应为放热反应，故不必加热就可发生

【解析】

该反应是放热反应，说明X和Y具有的总能量高于M和N具有的总能量，但X、Y分别所具有的能量与M、N分别所具有的能量大小无法比较，A、B两项错误；一个反应是放热还是吸热，与反应是否需要加热没有必然的联系，D项错误。

【答案】

C 8．已知1 g氢气完全燃烧生成液态水时放出热量143 kJ,18 g水蒸气变成液态水放出44 kJ的热量。其他相关数据如下表，则表中X为：(g表示气态)

【导学号：55102071】

O＝O(g) H—H(g) H—O(g)

6

1 mol化学键断裂时

需要吸收的能量/kJ A.920 kJ

C．436 kJ

496 B．557 kJ D．188 kJ X 463 【解析】

由题意可知1 mol H2和0.5 mol O2反应生成1 mol液态水放出286 1kJ热量，则生成1 mol气态水放出242 kJ热量，故有463×2－X－496×2＝242，解得X＝436。

【答案】

C 9．氢气可以在氧气中燃烧。在该反应中：断裂1 mol H—H键消耗的能量为Q1 kJ，断裂1 mol O===O键消耗的能量为Q2 kJ，形成1 mol H—O键释放的能量为Q3 kJ。下列关系式中，正确的是(

)

A．2Q1＋Q2＞Q3

C．2Q1＋Q2＜4Q3

B．Q1＋Q2＞2Q3

D．2Q1＋Q2＜2Q3

【解析】

H2在O2中燃烧放热，则拆开化学键吸收的总能量比形成化学键点燃放出的总能量小，由于反应方程式为2H2＋O2=====2H2O，则断键吸收的能量为2Q1＋Q2，形成化学键放出的能量为4Q3，则能量关系为2Q1＋Q2＜4Q3。

【答案】

C 【规律总结】

1.断裂或形成化学键的能量表示：

吸收能量值＝E吸－E放

放出能量值＝E放－E吸

2．物质内部能量表示：

放热：E反＞E产

吸热：E产＞E反

题组3

综合应用

10．在一定条件下A与B反应可生成C和D，其能量变化如图：

7

下列有关反应A＋B===C＋D的说法正确的是(

) A．反应前后原子的种类和数目一定不变

B．反应前后分子的种类和数目一定改变

C．反应物的总能量E1与生成物的总能量E2一定相等

D．此反应一定有热量的变化

【解析】

B项，分子的种类一定发生了变化，但是分子数目不一定发生变化；C项，化学反应在发生物质变化的同时，一定伴随着能量的变化；D项，有能量的变化，不一定有热量的变化。

【答案】

A 11．下列叙述正确的是(

)

A．氢气与氧气反应生成水的过程无能量变化

B．氢气与氧气反应生成水的过程吸收能量

1C．1 mol H2与2

mol O2反应生成1 mol H2O一定释放245 kJ能量

D．2 mol H2(g)与1 mol O2(g)反应生成2 mol H2O(g)释放490 kJ能量

【解析】

所有反应都伴随着能量的变化，A项错误。由题给信息可知，1 mol 1H—H键断裂吸收能量436 kJ，2

mol O===O键断裂吸收能量249 kJ，共吸收能量685 kJ；形成1 mol H2O(g)释放能量930 kJ，则该反应放出的能量为930 kJ－685 kJ＝245 kJ，故B项错误，D项正确。C项中没有指明物质的状态，所以释放的能量不一定是245 kJ，C项错误。

【答案】

D

8