-1化学反应与热能1

第一节

化学反应与能量变化化学反应与热能第1课时镁条的燃烧“暖宝宝”中含有铁粉、活性炭、水、氯化钠4Fe+3O2+6H2O=4Fe(OH)3

“神州”11号火箭发射【化学与生活、科技】

化学反应会伴随着能量变化，而能量变化一般情况下主要以热能的形式出现，如：燃料的燃烧、炸药的爆炸等。【实验6-1】

在一只试管中加入2mL2mol/L盐酸，并用温度计测量其温度。再向试管中放入用砂纸打磨光亮的镁条，观察现象，并测量溶液温度的变化。【现象】

(1)看到溶液中有

产生;(2)用手触摸反应后的试管,手感到

;(3)温度计显示溶液温度

。【结论】该反应放出热量一、化学反应与热能

气泡发烫升高【实验6-2】把Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体混合搅拌。(1)闻到_________气味；(2)用手触摸杯壁下部，有_______的感觉；(3)用手拿起烧杯，木片________________；(4)烧杯内反应物呈____状刺激性冰凉和烧杯粘到一起糊【现象】【结论】该反应是吸收热量Ba(OH)2.8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O（一）吸热反应与放热反应1.概念①把

热量的化学反应称为放热反应。②把

热量的化学反应称为吸热反应。释放吸收化学反应放热反应：放出热量的化学反应吸热反应：吸收热量的化学反应

【注】吸热反应和放热反应属于化学反应。一些物质溶于水，也会有吸热和放热现象：浓H2SO4、NaOH(s)等溶于水要放热；NH4NO3(s)、KNO3(s)、NH4Cl(s)等溶于水要吸热，但不能说是放热反应和吸热反应。①大多数分解反应②C+CO2(或H2O);用C、CO、H2还原金属氧化物的反应③Ba(OH)2·8H2O＋NH4Cl(固态铵盐与碱的反应)④NaHCO3与盐酸的反应常见的放热反应①燃烧反应；铝热反应②金属与水或酸的反应④缓慢氧化③中和反应⑤大部分化合反应:CaO+H2O=Ca(OH)2

常见的吸热反应钢铁生锈；食物的腐烂8Al+3Fe3O4

9Fe+4Al2O3高温C+H2O(g)CO+H2

高温2H2O22H2O+O2↑MnO22、常见的放热反应和吸热反应Fe2O3+3H22Fe+3H2O高温C+CO22CO高温【特例】

CaCO3CaO+CO2↑高温【注意】

(1)需加热或点燃才能发生的反应不一定是吸热反应，如可燃物的燃烧反应、铝热反应。(2)放热反应在常温下不一定容易发生，如煤的燃烧。(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。例1、判断下列反应是放热反应还是吸热反应。(1)镁条的燃烧。(2)高温下木炭与二氧化碳反应生成一氧化碳。(3)氧化钙与水的反应。(4)高温煅烧石灰石(主要成分是CaCO3)制生石灰(CaO)。(5)Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应(6)盐酸与氢氧化钠溶液反应放热反应吸热反应放热反应吸热反应吸热反应放热反应【思考】化学反应中为何会有能量变化呢？一个化学反应是否放热或吸热取决于什么呢？【思考】化学反应的本质是什么？

请从化学键的观点来分析能量的变化？旧键断裂新键形成形成化学键断开化学键放出的总能量吸收的总能量>放出能量形成化学键断开化学键放出的总能量吸收的总能量<吸收能量→吸收能量→放出能量

以

H2(g)+Cl2

(g)=2HCl(g)为例，判断一个化学反应是否为放热还是吸热？光照1molH22molH共价键断裂吸收436kJ能量1molCl22molCl共价键断裂吸收243kJ能量共价键形成释放862kJ能量}2molHCl（二）从微观角度分析能量变化的原因（微观探析）放出的能量=(431+431)—(436+243)kJ=183kJ可以用方程式表示为吸收的能量(436+243)KJ

(431+431)KJ

释放的能量<H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=-183kJ•mol-1H2

(g)+Cl2

(g)=2HCl(g)E（kJ）反应历程H2(g)

+Cl2(g)2H.+2Cl.2HCl(g)-183kJ+436kJ(H2)+243kJ(Cl2)2×(-431kJ)=-862kJ能量变化关系示意图【注意】在相同条件下，由原子形成1mol化学键时所放出的能量，与断开1mol相同化学键所吸收的能量是相等的。1、键能：

在25℃、101kPa条件，每断裂或形成1mol共价键所吸收或放出的能量，单位：kJ·mol-1。（二）从微观角度分析能量变化的原因（微观探析）化学键H-HCl-ClBr-BrH-ClH-BrH-O键能(kJ/mol)436243193431366465【规律】键能越大，物质越稳定，物质本身的能量就越低。例2、已知下表数据，分析反应H2(g)

+

F2(g)=2HF(g)的能量变化。断键吸收：________________________________成键放出：______________________________大小比较：_________________________________物质F2HFH2键能(kJ/mol)155565436即：反应H2(g)

+

F2(g)=2HF(g)，放出539kJ/mol。若有2molH2完全反应，则____________________的能量。155kJ+436kJ=591kJ565kJ×2=1130kJ591kJ－1130kJ=-539kJ放出539×2=1078kJ反应热(△H)=反应物的总键能－生成物的总键能反应热：化学反应过程中伴随的热量变化。恒压条件下，反应的热效应等于焓变，所以用△H表示。2、键能的应用：——计算反应热（焓变）

△H=反应物的总键能－生成物的总键能△H<0:放热反应；△H>0:吸热反应。例3、(双选)在反应3H2(g)+N2(g)=2NH3(g)中，已知H-H键能为436.00kJ/mol，N≡N键能为941.69kJ/mol，N-H键能为391.00kJ/mol，判断该反应是（）

A.吸热反应

B.放热反应

C.生成2molNH3，吸收96.31kJ热量

D.生成2molNH3，放出96.31kJ热量BD

例4、已知1g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量121kJ，且氧气中1molO=O键完全断裂时需要吸收能量496kJ,水蒸气中1molH-O键形成时放出能量463kJ,则氢气中1molH-H键断裂时吸收的能量为（）

A、920kJB、557kJC、436kJD、188kJC吸热反应:

断开化学键所吸收的能量

形成化学键所放出的能量放热反应:断开化学键所吸收的能量

形成化学键所放出的能量<>【总结】（三）从宏观角度分析能量变化的原因（宏观辩识）放热反应吸热反应反应物的总能量>

生成物的总能量反应物的总能量<

生成物的总能量1、物质的稳定性与能量的关系

物质本身所具有的能量越高，该物质越不稳定；物质本身具有的能量越低，该物质越稳定。即能量越低越稳定。

2、能量关系图：总键能：

E(断键)＜E(成键)反应物总键能＜生成物总键能总能量：E(反应物)＞E(生成物)E(断键)＞E(成键)反应物总键能＞生成物总键能

E(反应物)＜

E(生成物)(E)(E)△H<0△H>0例5、已知2SO2+O22SO3为放热反应,下列关于该反应的说法正确的是(

)A.1molO2具有的能量一定高于2molSO2具有的能量B.2molSO2和1molO2具有的总能量一定高于2molSO3具有的总能量C.2molSO2的总键能一定低于2molSO3总键能D.因该反应为放热反应，故不必加热就可以发生B例6、从如图所示的某气体反应的能量变化分析，以下判断正确的是（）A．该反应为吸热反应B．该反应需要加热C．生成物的总能量低于反应物的总能量D．反应物比生成物更稳定CE不能通过实验测得，∴没有实际的计算意义3、由反应物、生成物的能量计算反应热活化分子能量活化分子能量E1E2E1E2=生成物总能量－反应物总能量

或△H=E1－E2△H<0△H>0焓变(△H)=反应物的总键能－生成物的总键能例7、已知H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(g)反应过程中的能量变化如图所示。下列判断正确的是