鲁科版必修2 第2章第1节 化学键与化学反应（第3课时） 学案.doc

第3课时化学键与化学反应中的能量变化学习目标定位1.了解化学反应中存在能量变化，知道化学反应中能量变化的实质。2.知道常见的放热反应和吸热反应。3.能够认识化学反应中能量变化对生产和生活的意义。一、化学反应中能量变化的实验探究1按照下列各实验的操作步骤，完成各实验并将观察到的实验现象及其实验结论填入表中。实验操作实验现象实验结论产生大量气泡、温度计指示温度升高zn与盐酸反应的离子方程式为zn2h=zn2h2，该反应放出热量混合溶液的温度比反应前盐酸和naoh溶液的温度都高酸碱中和反应放出热量，反应的离子方程式为hoh=h2o有刺激性气味气体产生；用手拿起烧杯，玻璃片粘结到烧杯的底部；烧杯内反应物变成糊状反应的化学方程式为ca(oh)22nh4cl=cacl22nh32h2o，该反应吸收热量2.由上述实验可知，每个化学反应都伴随着能量变化，有的释放能量，有的吸收能量。化学反应中的能量变化有多种形式，但通常主要表现为热量的变化。因此化学反应可分为放热反应和吸热反应。1常见的放热反应(1)所有的燃烧反应，如木炭、h2、ch4等在氧气中的燃烧，h2在cl2中的燃烧。(2)酸碱中和反应，如hoh=h2o。(3)大多数化合反应，如h2cl22hcl。(4)铝热反应，如8al3fe3o44al2o39fe。(5)活泼金属与酸或h2o的反应，如2al6h=2al33h2、2na2h2o=2na2ohh2。2常见的吸热反应(1)铵盐与碱的反应，如ca(oh)22nh4cl=cacl22nh32h2o。(2)大多数的分解反应，如nh4clhclnh3。(3)碳与水蒸气的反应：ch2o(g)coh2。(4)以c、h2、co为还原剂的氧化还原反应，如cco22co。1下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是()a锌粒与稀硫酸的反应b灼热的木炭与co2反应c甲烷在氧气中的燃烧反应dba(oh)28h2o晶体与nh4cl晶体的反应答案b解析锌粒与稀硫酸的反应、甲烷的燃烧反应均是放热反应；ba(oh)28h2o晶体与nh4cl晶体的反应是吸热反应，但元素的化合价无变化，是非氧化还原反应；灼热的木炭与co2的反应既属于吸收能量的反应，又属于氧化还原反应。易错警示(1)不能根据反应是否需要加热或点燃条件判断放热反应和吸热反应。吸热反应不一定需要加热或点燃条件，放热反应在常温下不一定能够发生，有些吸热反应在常温下就能进行，有些放热反应需加热或点燃才能进行。(2)在高温或持续加热的条件下进行的反应一般是吸热反应。2下列反应过程中的能量变化与如图一致的是()a2alfe2o32feal2o3bcco22coccaco3caoco2dch2o(g)coh2答案a解析a项，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，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，错误。规律总结四种基本反应类型均有可能是放热反应或吸热反应二、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？答案从给出的信息可知，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需放出能量。断裂1 mol h2和 mol o2中的化学键吸收的能量总和为436 kj249 kj685 kj，而形成1 mol h2o的共价键释放930 kj能量，放出的能量大于吸收的能量，故该反应要放出能量。(2)化学反应中的能量变化可以用下图形象地表示出来：若e1e2，反应吸收能量；若e1e2，反应释放能量。2化学反应的能量变化与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(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)化学反应的能量变化与物质内部能量的关系图中反应物内部的总能量大于生成物内部的总能量，反应释放能量；图中反应物内部的总能量小于生成物内部的总能量，反应吸收能量。归纳总结1化学反应的基本特征一是物质发生了变化，即有新物质生成；二是能量发生了变化，即吸收能量或放出能量。由于拆开不同的化学键消耗的能量不同，形成不同的化学键释放的能量也不同，所以化学反应中总会伴有能量的变化，最终的反应结果表现为吸收能量和放出能量。2化学反应中能量变化的原因(1)从化学键的角度理解反应物、生成物中化学键的变化关系反应类型断裂旧化学键吸收的总能量形成新化学键释放的总能量放出能量断裂旧化学键吸收的总能量形成新化学键释放的总能量吸收能量(2)从物质储存化学能的角度理解反应物、生成物储存的化学能的大小关系反应类型反应物的总能量生成物的总能量放出能量反应物的总能量生成物的总能量吸收能量3下列关于反应能量的说法中正确的是()a化学反应中的能量变化，都表现为热量的变化b化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因c已知反应：zn(s)cuso4(aq)=znso4(aq)cu(s)为放热反应，则反应物总能量e2，d项错误。规律总结判断反应放热或吸热的依据是根据反应物和生成物总能量的相对大小。放热反应：反应物总能量生成物总能量；吸热反应：反应物总能量4q3c.2q1q24q3d.2q1q22q3答案c解析2h2o22h2o是放热反应，断开化学键吸收的总能量比形成化学键放出的总能量小，c项正确。规律总结反应中放出、吸收能量的计算：吸收能量值e吸e放；放出能量值e放e吸。1下列对化学反应的认识中错误的是()a会引起化学键的变化b会产生新的物质c必然引起物质状态的变化d必然伴随着能量的变化答案c解析化学反应不一定引起物质状态的变化，如氮气与氢气化合生成氨气无状态变化。2下列变化过程需要吸收能量的是()a2h2o22h2obclclcl2ccaoh2o=ca(oh)2dh2hh答案d解析h2在o2中燃烧放出大量的热，生石灰溶于水放热，原子间化合放出能量，而断裂hh键则需吸收能量。3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燃料的燃烧反应均是放热反应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答案b解析a项，cco2=2co是化合反应，但需要吸热，2h2o2=2h2oo2是分解反应，但放出热量，错误；b项，物质之所以被用作燃料，就是因为它易燃烧并放出热量，正确；c项，吸热反应属于化学反应，干冰升华不是化学反应，错误；d项，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， 错误。4下列图示变化为吸收能量的反应的是()答案a解析a项，反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量，该反应吸热；b项，反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量，该反应放热；c项，释放能量，不是化学反应；d项，反应放出能量。5根据下列信息判断氢气燃烧生成水时的热量变化，其中一定正确的是()ah2o分解为h2与o2时放出热量b生成1 mol h2o时吸收热量245 kjc甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系：乙甲丙d氢气和氧气的总能量小于水的能量答案c解析根据能量变化可知，1 mol h2与 mol o2断键时吸收685 kj能量，而生成1 mol h2o放出930 kj能量，所以h2燃烧生成h2o的反应是放热反应，则h2o的分解是吸热反应。6.如图所示，把试管放入盛有25 的饱和澄清石灰水的烧杯中，试管开始放入几小块镁条，再用滴管滴入 5 ml 盐酸于试管中，试回答下列问题：(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”)镁条和盐酸的总能量。.已知断开1 mol hh键、1 mol nh键、1 mol nn键分别需要吸收的能量为436 kj、391 kj、946 kj。一定条件下由氢气和氮气反应生成1 mol nh3需要_(填“放出”或“吸收”)_ _ kj的热量。答案.(1)镁条上有大量气泡产生；镁条逐渐溶解；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)mg2h=mg2h2 (4)小于 .放出46解析.镁条与盐酸反应放热，是由于反应物(mg和盐酸)的总能量高于生成物(mgcl2和h2)的总能量。放出的热量通过小试管传递给饱和石灰水溶液，使ca(oh)2的溶解度下降而析出ca(oh)2固体。.根据化学方程式n23h22nh3，生成1 mol nh3时需要消耗0.5 mol的n2和1.5 mol的h2。因此在上述的反应过程中断裂0.5 mol nn键和1.5 mol hh键，共吸收热量0.5946 kj1.5436 kj1 127 kj；形成1 mol nh3中的3 mol nh键，共放出热量3391 kj1 173 kj。因为1 173 kj1 127 kj，因此反应放热，共放出 1 173 kj1 127 kj46 kj的热量。基础过关题组1放热反应和吸热反应1下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是()a碳酸钙受热分解b乙醇燃烧c铝与氧化铁粉末反应d氧化钙溶于水答案a解析生成物总能量高于反应物总能量则说明反应过程需要吸收能量。2下列有关化学反应与能量的说法，正确的是()a酸碱中和反应是放热反应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答案a解析炭燃烧为放热反应，b项错误；形成化学键时要释放能量，c项错误；在化学反应过程中，化学能可转化为热能、光能、电能等，d项错误。3下列说法正确的是()需要加热才能发生的反应一定是吸收能量的反应释放能量的反应在常温下一定很容易发生反应是释放能量还是吸收能量取决于反应物和生成物总能量的相对大小释放能量的反应加热到一定温度引发后，停止加热反应也能继续进行反应物总能量大于生成物总能量，则反应吸收能量任何化学反应都伴随能量变化a只有 b只有c d只有答案a解析需要加热才能发生的反应有可能是放热反应，错误；释放能量的反应在常温下不一定能发生，有些反应需要加热或点燃，如nh3的催化氧化，fe和s的反应都需要加热，错误；反应物总能量大于生成物总能量，则反应释放能量，错误。题组2化学反应与能量变化的原因4等质量的固态硫和硫蒸气分别在相同条件下完全燃烧，放出的热量()a前者多 b后者多c二者相等 d无法比较答案b解析等质量的硫蒸气本身具有的能量高于等质量的固态硫，b项正确。5反应abc(放热反应)分两步进行：abx(吸热反应)；xc(放热反应)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是()答案d解析a项，图中反应为放热反应，反应为吸热反应，且总反应为吸热反应，错误；b项，图中反应和反应均为吸热反应，错误；c项，图中反应和反应均为放热反应，错误；d项，图中反应为吸热反应，反应为放热反应，正确。6已知化学反应2c(s)o2(g)2co(g)、2co(g)o2(g)2co2(g)都是放热反应。据此判断，下列说法不正确的是(其他条件相同)()a12 g c所具有的能量一定高于28 g co所具有的能量b56 g co和32 g o2所具有的总能量大于88 g co2所具有的总能量c12 g c和32 g o2所具有的总能量大于44 g co2所具有的总能量d将一定质量的c燃烧，生成co2比生成co时放出的热量多答案a解析放出热量的化学反应，反应物的总能量一定高于生成物的总能量。c和co的燃烧反应都是放热反应， co2co2必然是放热反应，b、c项正确；12 g c并不代表反应物的全部，o2也是反应物，a项错误；由于cco放热、coco2放热，所以cco2比cco放出的热量要多，d项正确。7已知反应：xy=mn为放热反应，下列对该反应的说法中正确的是()ax的能量一定高于mby的能量一定高于ncx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，所以不必加热就可发生答案c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关系，d项错误。8下列说法正确的是()a任何化学反应都伴随着能量的变化bh2o(g)h2o(l)该过程放出大量的热，所以该过程是化学变化c化学反应中能量的变化都表现为热量的变化d对于如图所示的过程，是吸收能量的过程答案a解析任何化学反应都有能量的变化，但有能量变化的过程不一定是化学变化，如物质的三态变化，虽然存在能量变化，但不存在旧化学键的断裂与新化学键的形成，故不是化学变化，所以a项正确，b项错误；化学反应中能量变化的形式有多种，除热能外，还有光能、电能等，c项错误；由图像知，该过程中反应物的总能量大于生成物的总能量，故该过程中放出了能量，d项错误。9已知断开1 mol hh键吸收的能量为436 kj，形成1 mol hn键放出的能量为391 kj，根据