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第二章

化学反应与能量

第一节

化学能与热能

[学习目标] 1.知道化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因。

2．知道反应物与生成物总能量的相对高低是反应过程中能量变化的决定因素。

3．了解化学能与热能的相互转化。

4．了解能量转化在生产、生活中的应用。

[学案自学]（第一阶段）

一、化学键与化学反应中能量变化的关系

1．化学反应中能量变化的原因

E

1>E2，反应

能量；E1

能量。

2．决定化学反应中能量变化的因素

反应物总能量大于生成物总能量，反应

热；

反应物总能量小于生成物总能量，反应

热。

【自主思考】

1．化学反应过程都伴随着能量变化，伴随能量变化的过程都是化学反应吗？

二、化学能与热能的相互转化

1．两个基本自然规律——“

守恒”和“

守恒”

(1)质量守恒定律：自然界中的物质发生转化时

保持不变。

(2)能量守恒定律：不同形式的能量发生转换时

保持不变。

2．吸热反应和放热反应

(1)定义

吸热反应：

热量的化学反应；放热反应：

热量的化学反应。

(2)实验探究

①铝和稀盐酸的反应

实验现象

有

产生；用温度计测量，水银柱

.

离子反应

实验结论

活泼金属与酸反应是

热反应

②Ba(OH)2·8H2O和氯化铵反应

实验现象

闻到

气味，烧杯壁

；玻璃片和烧杯

，混合物呈

状

化学反应

实验结论

该反应是

热反应

③盐酸与氢氧化钠反应

1

实验现象

离子反应

实验结论

混合后溶液温度比原两种溶液的温度

酸碱中和反应是

热反应

3.中和热

酸和碱发生中和反应生成

mol水时所释放的热量。

【点拨】

常见的吸热反应有：大多数的分解反应，C和CO2、C和H2O的反应，Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应等。常见的放热反应有：大多数的化合反应，酸碱中和反应，金属与酸或水的反应，燃烧反应，爆炸反应等。

【自主思考】

2．加热条件下进行的反应是否一定是吸收能量的反应，常温下进行的反应是否一定是释放能量的反应？

【随堂自测] 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。

(1)化学键断裂需要吸收能量，化学键形成会放出能量(

) (2)化学反应必然伴随能量变化(

) (3)相同条件下由原子形成1 mol H—Cl 键所放出的能量与断开1 mol H—Cl 键吸收的能量相等(

) (4)放出能量越多的反应通常生成物越不稳定(

) (5)化学反应过程不一定都有能量变化(

) (6)NaOH溶于水要释放能量(

) (7)煤、石油和天然气都是化石能源(

) (8)柴草燃烧时，化学能全部转化为热能(

) 2．下列反应中，属于放热反应的是__________，属于吸热反应的是__________(填序号)。

①煅烧石灰石(主要成分是CaCO3)制生石灰(CaO) ②燃烧蜂窝煤取暖

③炸药爆炸

④硫酸与氢氧化钾溶液反应

⑤生石灰与水作用制熟石灰

⑥食物腐败

⑦碳与水蒸气反应制得水煤气

3．某化学反应，设反应物总能量为E1，生成物总能量为E2。如果把化学反应中能量的变化看成是物质内部的能量与热能之间进行转变，则：

(1)若E1>E2，则该反应为__________热反应，该反应的过程可看成是“贮存”在物质内部的能量转化为__________能而被释放出来的过程。

(2)若E1

【互动探究】（第二阶段）

探究一、化学键与化学反应中能量变化的关系

【合作交流】

1．化学反应中能量变化的原因是任何化学反应中，旧键断裂时__________(填“吸收”或“放出”)的能量与新键形成时__________(填“吸收”或“放出”)的能量均不相等，所以任何化学反应都有能量变化。

2．氢能是一种绿色能源，H2在O2中燃烧，放出大量能量，说明2 mol H2和1 mol O2具有的总能量__________(填“大于”或“小于”)2 mol H2O具有的总能量。

3．NaCl溶于水，化学键有没有变化？如果仅从化学键角度分析，NaCl溶于水是吸热还是放热？

【点拨提升】

1．从化学键的角度理解化学反应过程中的能量变化

化学反应过程中的能量变化来源于化学反应过程中旧化学键断裂与新化学键形成时的能量变化。

(1)若反应物中的化学键断开时吸收的能量高于生成物成键释放的能量，则该反应吸收能量，吸收的能量＝反应物分解吸收的总能量－生成物形成释放的总能量。

(2)若反应物中的化学键断开时吸收的能量低于生成物成键释放的能量，则该反应放出

2

能量，放出的能量＝生成物形成释放的总能量－反应物分解吸收的总能量。

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：

放热反应

吸热反应

反应物的总能量大于生成物的总反应物的总能量小于生成物的能量变化

能量

总能量

生成物的总键能大于反应物的总生成物的总键能小于反应物的键能变化

键能

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反应；③可燃①大部分分解反应；

常见实例

物的燃烧反应及缓慢氧化；④酸②Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反应

与碱的中和反应；⑤大部分化合③高温下焦炭与水的反应

反应

探究二、吸热反应与放热反应的比较

【合作交流】

1．不同化学反应所伴随发生的能量变化也不同。化学反应是吸热还是放热由什么决定？是不是放热反应不需加热，吸热反应都要加热？试举例说明。

2．NaOH溶于水放出热量、NaOH溶于水是放热反应吗？

【点拨提升】

1．规避吸热反应和放热反应判断的2个易错点

(1)“三个不一定”。①需加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如碳和氧气的反应；②放热反应常温下不一定容易发生，如铝热反应；③吸热反应也不一定需要加热，如Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体的反应。

(2)吸热反应和放热反应都是化学变化，如NaOH固体溶于水是放热过程，但不是放热反应；如升华、蒸发等过程是吸热过程，但不是吸热反应。

2．吸热反应和放热反应的判断方法

(1)根据反应物和生成物的总能量的相对大小判断——决定因素。

若反应物的总能量大于生成物的总能量，属于放热反应，反之是吸热反应。

(2)根据化学键断裂或形成时的能量变化判断——用于计算。

若断裂反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量，属于放热反应，反之是吸热反应。

(3)根据反应物和生成物的相对稳定性判断。

由不稳定的物质(能量高)生成稳定的物质(能量低)的反应为放热反应，反之为吸热反应。

(4)根据反应条件判断。

凡是持续加热才能进行的反应一般就是吸热反应。

【课堂达标】（第三阶段）

1．下列各图中，表示该化学反应是吸热反应的是(

)

3

2．生活中每时每刻都发生着各种化学反应，下列反应不一定属于放热反应的是(

) A．H2SO4与Ba(OH)2溶液的反应

B．燃烧反应

C．复分解反应

D．中和反应

3．下列反应既属于氧化还原反应，又是吸热反应的是(

) A．灼热的碳与CO2的反应

B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应

C．铝片与稀盐酸的反应

D．甲烷在氧气中的燃烧反应

4．已知反应X＋Y===M＋N为放热反应，对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．因为该反应为放热反应，故不必加热就可发生

5．如图所示，把试管放入盛有25 ℃饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再滴入5 mL稀盐酸。回答下列问题：

(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。

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