高二預(yù)習(xí)課程第一講化學(xué)反應(yīng)與能量變化學(xué)生版

1、化學(xué)反應(yīng)與能量變化化學(xué)之美人類第一個化學(xué)發(fā)現(xiàn)火的利用和掌握火能帶來巨大災(zāi)難，也能帶來光明和溫暖，火可以驅(qū)走野獸，燒烤后的食物更加可口并可促進(jìn)智力發(fā)展，減少疾病，延長壽命。人類的祖先正是從對火的懼怕之中，逐步認(rèn)識和利用了火。 森林大火 火山爆發(fā)火的利用為實用化學(xué)工藝的出現(xiàn)鋪平了道路。利用和控制了火，可以實現(xiàn)許多物質(zhì)變化。古代化學(xué)采用的全部方法，如燃燒、鍛燒、煮沸、蒸餾、升華、甚至溶解，都無不與用火直接或間接地有關(guān)。這些方法至今仍然是化學(xué)實驗中常用。取火方法解決了，能源問題自然成了人類首先要解決的問題。人類最先使用的燃料主要是樹枝、柴草，后來學(xué)會燒制木炭，并用來冶煉青銅。然而用木炭做燃料，達(dá)不到很

2、高的溫度，因此后來人類又認(rèn)識利用了煤、石油和天然氣。煤、石油和天然氣并稱為三大重要的天然能源。人們冬天時想吃得熱一些，夏天時想喝得冷一些，于是發(fā)明了微波爐、冰箱等設(shè)備，但這些設(shè)備太大，不方便攜帶?，F(xiàn)在就有了一拉就會熱的食品，搖一搖就會冷的食品，非常方便，也非常有趣。 一拉熱 搖搖冰你能解釋上面兩個商品的原理嗎？課堂探究1吸放熱反應(yīng)上面我們提到的反應(yīng)從能量變化上看是物質(zhì)具有的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，根據(jù)化學(xué)能與熱能間的轉(zhuǎn)化，我們會把化學(xué)反應(yīng)分為放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)，回顧前面學(xué)過的化學(xué)反應(yīng)，放出熱量的有哪些？那有哪些反應(yīng)是吸收熱量的呢？2為什么化學(xué)變化中會有吸放熱現(xiàn)象？從微觀角度分析首先我們先來了解鍵能在

3、101kPa、298K條件下，1mol氣態(tài)AB分子生成氣態(tài)A原子和B原子的過程中所吸收的能量，叫做AB間共價鍵的鍵能。單位:kJmol-1以H2為例：H2 + 436kJ H + HH + H H2 + 436kJ思考：鍵能：鍵能越大，共價鍵越 ，含有該鍵的分子越 。試比較氯化氫與碘化氫的穩(wěn)定性，解釋原因。鍵鍵能kJ/mol鍵鍵能kJ/molH-H436C-H413Cl-Cl243O-H463Br-Br193N-H393I-I151H-Cl431C-C348H-I298化學(xué)鍵與化學(xué)變化中的能量變化實驗測得1molH2與1molCl2反應(yīng)生成2molHCl時放出184.6kJ的熱量。任何化學(xué)反應(yīng)

4、都伴隨能量變化，這是由于在化學(xué)反應(yīng)的過程中，當(dāng)反應(yīng)物分子的化學(xué)鍵斷裂時，需要克服原子間的相互作用，這需要吸收能量；當(dāng)原子重新結(jié)合成生成物分子，新的化學(xué)鍵形成時，要放出能量。1molH2斷裂需要吸收436kJ/mol能量，1molCl2斷裂需要243kJ/mol能量，生成1molHCl需要吸收431kJ/mol能量。（1）化學(xué)鍵斷裂時需要吸收能量，吸收總能量為： （2）化學(xué)鍵形成時需要釋放能量，釋放總能量為： （3）反應(yīng)中熱量變化： ，表現(xiàn)為反應(yīng)前后放出183kJ的能量3怎樣描述這種化學(xué)反應(yīng)間的能量變化？反應(yīng)熱與焓變的概念（1）反應(yīng)熱的概念在化學(xué)反應(yīng)中，發(fā)生物質(zhì)變化的同時，還伴隨有能量變化，這種

5、能量變化，常以熱能的形式表現(xiàn)出來。在化學(xué)反應(yīng)過程中放出或吸收的能量，通常叫做化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)，一般也可稱為反應(yīng)熱。一般用符號Q來表示，單位為kJmol1（2）焓變的概念定義：“焓”是用于描述物質(zhì)所具有的能量的物理量，常用符號H表示。而“焓變”則是描述反應(yīng)熱的物理量，用符號H表示，符號是kJmol1。（3）反應(yīng)熱與焓變的關(guān)系H是化學(xué)反應(yīng)在恒定壓強(qiáng)下（即敞口容器中進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)）且不與外界進(jìn)行電能，光能等其他能量交換時的反應(yīng)熱，即此時化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱就是焓變。高中階段二者通用，且用H表示反應(yīng)熱。對于放熱反應(yīng)，由于反應(yīng)后放出熱量而使得反應(yīng)體系的能量降低。因此，規(guī)定放熱反應(yīng)的符號為“”，所以，上述反應(yīng)

6、的反應(yīng)熱：H184.6 kJ/mol。反之，對于吸熱反應(yīng)，由于反應(yīng)通過加熱、光照等吸收能量，而使反應(yīng)體系的能量升高。因此規(guī)定吸熱反應(yīng)的H為“”。例如，1molC與1mol水蒸氣起反應(yīng)，生成1molCO和1molH2，需要吸收131.5kJ的熱量，即該反應(yīng)的反應(yīng)熱為H131.5 kJ/mol。綜上所述，當(dāng)H為“”或H0時，為放熱反應(yīng)；當(dāng)H為“”或H0時，為吸熱反應(yīng)。反應(yīng)熱計算公式：H反應(yīng)物的鍵能總和生成物的鍵能總和基礎(chǔ)演練【例1】 下列化學(xué)反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)的有（ ）A鹽酸與燒堿溶液反應(yīng)BBa(OH)28H2O+2NH4Cl=BaCl2+10H2O+2NH3CC+CO22COD葡萄糖在人體內(nèi)氧化分

7、解【答案】B【例2】 下列說法正確的是（ ）A焓變是指1 mol物質(zhì)參加反應(yīng)時的能量變化B當(dāng)反應(yīng)放熱時H0，反應(yīng)吸熱時H0C在加熱條件下發(fā)生的反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)D一個化學(xué)反應(yīng)中，當(dāng)反應(yīng)物能量大于生成物能量時，反應(yīng)放熱，H為“-”【答案】D【例3】 已知鍵的鍵能為。下列有關(guān)鍵能的敘述正確的是（ ）A要拆開鍵需吸收能量B要形成鍵需吸收能量C要拆開鍵需放出能量D要形成鍵需放出能量【答案】AD【例4】 下列說法正確的是（ ）A物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)時放出的熱量來源于對反應(yīng)的加熱B化學(xué)反應(yīng)除了生成新物質(zhì)外，還發(fā)生能量變化C化學(xué)反應(yīng)過程中放出或吸收的熱量，都是物質(zhì)本身所具有的能量變化的表現(xiàn)D化學(xué)反應(yīng)總是放出熱量【答案

8、】B【例5】 已知：分子中化學(xué)鍵斷開時需要吸收的能量；分子中化學(xué)鍵斷開時需要吸收的能量；由原子和原子形成分子時釋放的能量。下列敘述正確的是（ ）A氫氣和氯氣反應(yīng)生成氯化氫氣體的熱化學(xué)方程式是B氫氣和氯氣反應(yīng)生成氯化氫氣體，反應(yīng)的C氫氣和氯氣反應(yīng)生成氯化氫氣體，反應(yīng)的D氫氣和氯氣反應(yīng)生成氯化氫氣體，反應(yīng)的【解析】本題主要考查化學(xué)反應(yīng)中的能量變化情況。書寫熱化學(xué)方程式時除標(biāo)明反應(yīng)物的聚集狀態(tài)外，還必須標(biāo)明與化學(xué)計量數(shù)相對應(yīng)的熱量變化值，A不正確；由已知條件知生成2molHCl氣體時的反應(yīng)物的總鍵能為436kJ+243kJ=679kJ，而2molHCl的鍵能為2431kJ=862kJ，所以生成2mo

9、lHCl的反應(yīng)過程中放出的熱量為H=679kJmol1-862kJmol1=-183kJmol1?！敬鸢浮緾【例6】 已知1mol N2（氣態(tài)）與適量H2（氣態(tài)）反應(yīng)，生成NH3（氣態(tài)），放出92kJ的熱量，且形成1mol NH鍵時放出391kJ的熱量，完全斷裂1mol HH鍵吸收436kJ的熱量，則1mol N2斷鍵時吸收熱量的（ ）A946 kJB135 kJC1130 kJD780 kJ【答案】A課堂探究放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)的比較 類型 比較 放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)定義形成原因與化學(xué)鍵強(qiáng)弱的關(guān)系表示方法圖示實例H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g)H = -184.6 kJmol-1C

10、(s) + H2O(g) = CO(g) +H2(g)H = +131.3 kJmol-1化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱H =生成物的總能量反應(yīng)物的總能量探究整個反應(yīng)過程中的能量變化 （1） （2）觀察以上兩圖可以得出什么結(jié)論？Ea是什么？觀察下圖用自己的語言表述催化劑在反應(yīng)中的作用： 基礎(chǔ)演練【例7】 下列說法中正確的是（ ）A物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量變化B伴有能量變化的物質(zhì)變化都是化學(xué)變化C在一個確定的化學(xué)反應(yīng)關(guān)系中，反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量一定不同D在一個確定的化學(xué)反應(yīng)關(guān)系中，反應(yīng)物的總能量總是高于生成物的總能量【解析】物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)一定伴有能量變化，伴有能量變化的反應(yīng)不一定都是化學(xué)變化，

11、物質(zhì)發(fā)生物理變化、核變化（如原子彈的爆炸）也都伴有能量變化。在一個確定的化學(xué)反應(yīng)關(guān)系中，反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量不相等，化學(xué)反應(yīng)一定伴有能量變化?！敬鸢浮緼C【例8】 對下列化學(xué)反應(yīng)熱現(xiàn)象，說法不正確的是（ ）放熱反應(yīng)發(fā)生時不必加熱化學(xué)反應(yīng)一定有能量變化吸熱反應(yīng)需要加熱后才能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)數(shù)值與參與反應(yīng)的物質(zhì)多少有關(guān)A B C D【解析】放熱反應(yīng)不一定不需要加熱；化學(xué)反應(yīng)一定有能量變化；一些吸熱反應(yīng)不需要加熱也能發(fā)生例如 Ba(OH)2與NH4Cl的反應(yīng)，不需要加熱就能發(fā)生。【答案】C【例9】 對下列化學(xué)反應(yīng)熱現(xiàn)象，不正確的說法是（）A放熱的反應(yīng)發(fā)生時不必加熱B化學(xué)反應(yīng)一定有能量變化

12、C化學(xué)反應(yīng)一般地說，吸熱反應(yīng)需要加熱后才能發(fā)生D化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)數(shù)值與反應(yīng)物質(zhì)多少有關(guān)【解析】A錯。在放熱反應(yīng)中有一些需加熱以提供必需的能量來引發(fā)反應(yīng)，如煤的燃燒。C錯在有些吸熱反應(yīng)并不需要加熱，如Ba(OH)2晶體與NH4Cl的反應(yīng)，HAc的電離等吸熱過程，均不需要加熱。【答案】AC【例10】 下列說法正確的是（）A需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)B任何放熱反應(yīng)在常溫條件下一定能發(fā)生反應(yīng)C反應(yīng)物和生成物所具有的總能量決定了放熱還是吸熱D吸熱反應(yīng)在一定條件下(如常溫、加熱等)也能發(fā)生反應(yīng)【解析】此類題可舉例證明。A煤的燃燒需要加熱才能發(fā)生，但，煤燃燒放熱。B也可用A的例子說明。C當(dāng)反應(yīng)物的總

13、能量生成物的總能量時，反應(yīng)放熱；反之吸熱。D吸熱反應(yīng)在一定條件下(如常溫、加熱等)也能發(fā)生反應(yīng)【答案】CD【例11】 下列說法中正確的是A伴有能量變化的物質(zhì)變化都是化學(xué)變化B放熱反應(yīng)在常溫下一定很容易發(fā)生C吸熱反應(yīng)只有在點燃條件下才能發(fā)生D反應(yīng)是吸熱還是放熱是由反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對大小而決定的【答案】D【例12】 已知：H2(g)+ O2(g)=H2O(g), 反應(yīng)過程中 能量變化如圖。問：（1）a、b、c分別代表什么意義？a b c (2)該反應(yīng)是放熱還是吸熱？ H大于0還是小于0？ 【例13】 2SO2(g)+O2(g) =2SO3(g)反應(yīng)過程的能量變化如圖所示。已知1mo

14、l SO2(g)氧化為1mol SO3(g)的H= -99kJmol-1。請回答下列問題：（1）圖中A、C分別表示 、 ，E的大小對該反應(yīng)的反應(yīng)熱 （填“有”或“無”）影響。該反應(yīng)通常用V2O5作催化劑，加V2O5會使圖中B點 （填“升高”還是“降低”），H (填“變大”、“變小”或“不變”)，理由是 （2）圖中H= kJmol-1；知識導(dǎo)圖1.化學(xué)反應(yīng)中除了物質(zhì)的變化還伴隨著_的變化，因此化學(xué)反應(yīng)還可以分為_反應(yīng)和_反應(yīng)。2.當(dāng)化學(xué)反應(yīng)在一定的_下進(jìn)行時，反應(yīng)所_或_的熱量稱為在此溫度下的_。3.“焓”是用來描述物質(zhì)所具有的_的物理量，其符號為_，可用它的變化來描述與_有關(guān)的能量變化。在反應(yīng)

15、中反應(yīng)體系_時，所發(fā)生的反應(yīng)的反應(yīng)熱稱為_。4.若H0時，_物所具有的能量大于_物所具有的能量（即體系的能量_），反應(yīng)為_反應(yīng)；反之，若H0時，_物所具有的能量小于_物所具有的能量（即體系的能量_），反應(yīng)為_反應(yīng)。即：反應(yīng)中物質(zhì)所具有的焓（能量）增加，焓的變化就為正值，反應(yīng)就從外界吸收熱量；反之，反應(yīng)就向外界放出熱量?；瘜W(xué)反應(yīng)與熱量吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)的判斷方法反應(yīng)熱的實質(zhì)吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)的判斷方法反應(yīng)物和生成物具有總能量的相對大小反應(yīng)物與生成物的相對穩(wěn)定性H的值是大于零還是小于零根據(jù)化學(xué)平衡移動原理判斷（復(fù)習(xí)）反應(yīng)物與生成物能量的高低反應(yīng)熱等于反應(yīng)物的鍵能總和與生成物鍵能總和的差。反應(yīng)后體系

16、溫度的變化課后練習(xí)【練習(xí)1】 科學(xué)家已獲得了極具理論研究意義的N4分子，其結(jié)構(gòu)為正四面體（如右圖所示），與白磷分子相似。已知斷裂1molN-N鍵吸收193kJ熱量，斷裂1molNN三鍵吸收941kJ熱量，則（ ）AN4的熔點比P4高 B1molN4氣體轉(zhuǎn)化為N2時要吸收748kJ能量CN4是N2的同系物 D1molN4氣體轉(zhuǎn)化為N2時要放出724kJ能量【答案】D【練習(xí)2】 白磷與氧可發(fā)生如下反應(yīng)：P4+5O2=P4O10。已知斷裂下列化學(xué)鍵需要吸收的能量分別為：P-P akJmol1、P-O b kJmol1、P=O c kJmol1、O=O d kJmol1根據(jù)下圖所示的分子結(jié)構(gòu)和有關(guān)數(shù)據(jù)

17、估算該反應(yīng)的H，其中正確的是A(6a+5d-4c-12b)kJmol1B(4c+12b-6a-5d)kJmol1C(4c+12b-4a-5d)kJmol1D(4c+5d-4c-12b)kJmol1【解析】化學(xué)鍵斷裂吸收的能量為(6a+5d)kJ，化學(xué)鍵生成放出的能量為(12b+4c)kJ?！敬鸢浮緼【練習(xí)3】 化學(xué)反應(yīng)可視為舊鍵斷裂和新鍵形成的過程，化學(xué)鍵的鍵能是形成（或拆開）1mol化學(xué)鍵時釋放（或吸收）的能量?，F(xiàn)提供以下化學(xué)鍵的鍵能（kJmol1）Si-O:460、Si-Si:175、O-O:498，則反應(yīng)：Si + O2SiO2的反應(yīng)熱H為 A992 kJmol1B247 kJmol1C236 kJmol1D+236 kJmol1【答案】A【練習(xí)4】 下列說法錯誤的是 （ ）A需要加熱方能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)B放熱的反應(yīng)在常溫下一定很容易發(fā)生C反應(yīng)是放熱還是吸熱必須看反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對大小D吸熱反應(yīng)在一定的條件下