化學(xué)反應(yīng)與熱能高一化學(xué)系列

人教版必修第二冊(cè)網(wǎng)科學(xué)第六章化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié)反應(yīng)反應(yīng)與能量變化化學(xué)反應(yīng)與熱能學(xué)習(xí)目標(biāo)（1）通過實(shí)驗(yàn)和已有的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)感受化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，知道常見的吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)，樹立物質(zhì)變化中伴隨能量變化的觀念（2）能從反應(yīng)物與生成物所具有的能量、化學(xué)鍵的斷裂與形成兩個(gè)角度形成化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因，提升證據(jù)推理能力（3）了解人類對(duì)化學(xué)反應(yīng)中能量的利用情況，了解節(jié)能的意義和方法，感受化學(xué)學(xué)科的社會(huì)價(jià)值，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任學(xué)習(xí)重點(diǎn)：化學(xué)反應(yīng)中能量變化的本質(zhì)學(xué)習(xí)難點(diǎn):化學(xué)反應(yīng)中能量變化的本質(zhì)化學(xué)反應(yīng)與光能、熱能、電能...“暖寶寶”中含有鐵粉、活性炭、水、氯化鈉等物質(zhì)，遇空氣發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：4Fe+3O2+6H2O=4Fe(OH)3

該過程放熱思考：生活中哪些事實(shí)說明了在化學(xué)反應(yīng)中伴隨著能量的變化？請(qǐng)說出能量轉(zhuǎn)化的方式?，F(xiàn)代社會(huì)的一切活動(dòng)都離不開能量，化學(xué)反應(yīng)在發(fā)生物質(zhì)變化的同時(shí)伴隨有能量變化，是人類獲取能量的重要途徑。小知識(shí)自熱包發(fā)熱原理1、自熱包內(nèi)含有生石灰、碳酸鈉、焙燒硅藻土、鐵粉、鋁粉、焦炭粉、活性炭2、CaO+H2O=Ca(OH)2放出大量熱3、其他物質(zhì)使反應(yīng)速率可控，還提供持續(xù)穩(wěn)定的反應(yīng)，是自熱包安全性的保障。4、反應(yīng)過程中還會(huì)生成少量氫氣，

建議自熱鍋在通風(fēng)處食用[問題1]在化學(xué)反應(yīng)中，能量變化主要表現(xiàn)為熱量的放出或吸收，分別觸摸下列兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中的試管外壁或燒杯外壁，判斷反應(yīng)中的熱量變化，寫出對(duì)應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式。學(xué)習(xí)任務(wù)一化學(xué)反應(yīng)中的熱量變化互動(dòng)探究實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論有氣泡產(chǎn)生鎂與鹽酸反應(yīng)放出熱量

Mg+2HCl=MgCl2+H2↑鎂條逐漸溶解溫度計(jì)指示溫度升高實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論該反應(yīng)產(chǎn)生NH3，吸收熱量(2)聞到氣味后迅速用玻璃片蓋上燒杯Ba(OH)2.8H2O+2NH4Cl=BaCl2+10H2O+2NH3↑以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中，化學(xué)反應(yīng)前后的溫度變化說明化學(xué)反應(yīng)過程中伴有熱量的釋放或吸收有刺激性氣味氣體產(chǎn)生用手摸燒杯底部有冰涼感覺用手拿起燒杯，木片粘結(jié)到燒杯的底部[問題2]化學(xué)上有釋放熱量的化學(xué)反應(yīng)叫放熱反應(yīng)；把吸熱熱量的化學(xué)反應(yīng)叫吸熱反應(yīng)；試根據(jù)生活常識(shí)判斷下列反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)？放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)一定需要加熱？放熱反應(yīng)一定不需要加熱嗎？吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)1、放熱反應(yīng)：2、吸熱反應(yīng)：釋放熱量的化學(xué)反應(yīng)吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)金屬與酸、水的反應(yīng)；燃燒反應(yīng)；中和反應(yīng)；多數(shù)化合反應(yīng)；緩慢氧化反應(yīng)；鋁熱反應(yīng)常見的放熱反應(yīng)Ba(OH)2和NH4Cl的反應(yīng)；HCl和NaHCO3的反應(yīng)；C與CO2；C與H2O(g)多數(shù)分解反應(yīng)；常見的吸熱反應(yīng)

特別提醒：吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)屬于化學(xué)反應(yīng)，一些物質(zhì)溶于水，也會(huì)有吸熱和放熱現(xiàn)象：濃H2SO4、NaOH(s)等溶于水要放熱；NH4NO3(s)、NH4Cl(s)等溶于水要吸熱，但不能說是放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)。3.【注意】提煉歸納放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)1.概念釋放熱量的化學(xué)反應(yīng)——放熱反應(yīng)吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)——吸熱反應(yīng)2.常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)1、燃料的燃燒2、物質(zhì)的緩慢氧化3、活潑金屬與水或酸的反應(yīng)4、中和反應(yīng)5、大部分化合反應(yīng)吸熱反應(yīng)1、C、H2、CO等高溫下作還原劑

例：C+CO2、H2+CuO、C+H2O(g)2、大部分分解反應(yīng)3、Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl4.鹽酸與碳酸氫鈉判斷放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)的兩大誤區(qū):①條件誤區(qū):誤認(rèn)為能量變化與反應(yīng)條件有關(guān)。吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)與反應(yīng)是否需要加熱等條件沒有直接聯(lián)系，需要持續(xù)加熱才進(jìn)行的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，不需加熱或加熱停止后仍能進(jìn)行的反應(yīng)為放熱反應(yīng)。②表象誤區(qū):誤認(rèn)為吸熱的過程就是吸熱反應(yīng),放熱過程就是放熱反應(yīng)。忽視了放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)都是化學(xué)反應(yīng)這一前提。一些物理變化也會(huì)有吸熱和放熱現(xiàn)象：濃H2SO4、NaOH(s)等溶于水要放熱；干冰升華、冰融化、硝酸銨等銨鹽溶于水會(huì)吸熱1.將鐵粉和硫粉混合后加熱,待反應(yīng)一發(fā)生即停止加熱,反應(yīng)仍可持續(xù)進(jìn)行,直至反應(yīng)完全生成新物質(zhì)硫化亞鐵。鐵粉和硫粉加熱才能發(fā)生反應(yīng),屬于吸熱反應(yīng)嗎?典題精練化學(xué)反應(yīng)的放熱與吸熱與反應(yīng)條件沒有關(guān)系。需要加熱的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)；放熱的反應(yīng)不一定不需要加熱2.于謙的這首詩中,涉及哪些反應(yīng)?請(qǐng)寫出這些反應(yīng)的化學(xué)方程式,并指明反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)。提示:CaCO3====CaO+CO2↑吸熱反應(yīng)CaO+H2O====Ca(OH)2放熱反應(yīng)Ca(OH)2+CO2====CaCO3↓+H2O放熱反應(yīng)高溫吸熱現(xiàn)象：干冰升華、冰融化等；硝酸銨等銨鹽溶于水放熱現(xiàn)象：濃硫酸、NaOH等溶于水；物理過程3.已知有下列變化過程:①濃硫酸溶于水;②鹽酸和氫氧化鈉溶液的反應(yīng);③甲烷在空氣中燃燒;④氫氣和氯氣反應(yīng);⑤二氧化碳?xì)怏w與碳共熱生成一氧化碳;⑥加熱高錳酸鉀生成錳酸鉀;⑦液態(tài)水變成水蒸氣;⑧鋁與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣;⑨常溫下,Ba(OH)2·8H2O晶體研細(xì)后與NH4Cl晶體反應(yīng)。問題思考:(1)以上變化中,需要吸收熱量的是________,是不是都需要加熱?

提示:⑤、⑥、⑦、⑨均需要吸收熱量。⑨不需要加熱。(2)上述變化中,屬于化學(xué)變化并且能夠放出熱量的有__________。

提示:②、③、④、⑧均是化學(xué)變化且放出熱量。4.除了用手觸摸和溫度計(jì)測(cè)量外還可以借助其他方法感知溫度的變化，如在探究化學(xué)反應(yīng)過程中有熱量變化時(shí)，某興趣小組設(shè)計(jì)了如下三套實(shí)驗(yàn)裝置：(1)該小組選擇裝置Ⅰ探究Na2O2和H2O反應(yīng)為放熱反應(yīng)，將水滴入盛有過氧化鈉的試管中，現(xiàn)象為_________________________，化學(xué)方程式：______________________________。U形管右側(cè)液面下降，左側(cè)液面上升2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑(2)該小組采用裝置Ⅱ，探究硝酸銨溶于水的能量變化，當(dāng)向盛有硝酸銨固體的試管中滴入少量水，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)管中形成一段水柱，則該變化_______(填“是”或“不是”)吸熱反應(yīng)，原因?yàn)開________。硝酸銨溶于水沒有新物質(zhì)生成，為物理變化(3)該小組在探究鎂和鹽酸反應(yīng)熱量變化時(shí)，選擇了裝置Ⅲ，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)過程中，導(dǎo)管口有氣泡冒出該裝置______(填“能”或“不能”)證明鎂和鹽酸反應(yīng)為放熱反應(yīng)，原因?yàn)開________________?；瘜W(xué)反應(yīng)的特征？化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)？有新物質(zhì)的生成思考與交流舊鍵斷裂，新鍵形成吸收能量釋放能量化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因是什么？化學(xué)鍵的斷裂和形成化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因[問題3]閱讀課文P33，請(qǐng)根據(jù)下列信息判斷氫氣和氯氣化合生成氯化氫的反應(yīng)是吸收能量還是放出能量？H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)舊化學(xué)鍵斷裂需要吸收的能量：436+243=679kJ新化學(xué)鍵形成需要釋放的能量：2×431=862kJ能量變化（放出熱量）：862－679＝183kJHHClCl1moL

1moLClClHHHClHCl2moL吸收能量

吸收能量

放出能量放出能量吸收436kJ能量吸收243kJ能量放出431kJ能量上述分析表明，化學(xué)鍵斷裂和形成時(shí)的能量變化是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因。化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因---微觀角度1molH22molH共價(jià)鍵斷裂吸收436kJ能量1molCl22molCl共價(jià)鍵斷裂吸收243kJ能量共價(jià)鍵形成釋放862kJ能量}2molHClE（kJ）反應(yīng)歷程H2(g)

+Cl2(g)2HCl(g)2H+2Cl能量變化關(guān)系示意圖+436kJ(H2)+243kJ(Cl2)2×(-431kJ)=-862kJ-183kJH2(g)

+CI2(g)

=2HCI(g)H—H+Cl—Cl→2H—Cl(436+243)KJ

吸收的能量(431+431)KJ

釋放的能量<反應(yīng)結(jié)果放出能量=(431+431)—(436+243)KJ=183KJ取決于斷鍵吸收的總能量與成鍵放出的總能量的相對(duì)大小化學(xué)反應(yīng)中熱量變化的實(shí)質(zhì)反應(yīng)物生成物舊鍵的斷裂新鍵的斷裂吸熱放熱舊鍵斷裂吸收的熱量大于新鍵形成放出的熱量，為吸熱反應(yīng)；舊鍵斷裂吸收的熱量小于新鍵形成放出的熱量，為放熱反應(yīng)?；瘜W(xué)反應(yīng)中能量變化的原因---微觀角度提煉歸納化學(xué)反應(yīng)的能量變化的宏觀分析反應(yīng)物的總能量高生成物的總能量低生成物的總能量高反應(yīng)物的總能量低吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)[問題4]各種物質(zhì)都具有能量，物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)與狀態(tài)不同，所具有的能量也不同。根據(jù)下述示意圖判斷反應(yīng)物、生物物具有的總能量相對(duì)大小與放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)有何關(guān)系？釋放能量吸收能量放熱反應(yīng)：反應(yīng)物的總能量>生成物的總能量吸熱反應(yīng)：反應(yīng)物的總能量<生成物的總能量生成物反應(yīng)物的總能量生成物的總能量能量能量生成物反應(yīng)物圖1生成物的總能量反應(yīng)物反應(yīng)物的總能量圖2吸收熱量放出熱量提煉歸納①反應(yīng)物總能量小于生成物總能量，為吸熱反應(yīng)。②反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量時(shí)為放熱反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因---宏觀角度物質(zhì)的能量能量越低越穩(wěn)定物質(zhì)的能量和物質(zhì)穩(wěn)定性的關(guān)系是什么？冰水水蒸氣溫度不斷升高，自身能量不斷增大，穩(wěn)定性越來越低1、已知反應(yīng)A＋B＝C＋D為放熱反應(yīng)，對(duì)該反應(yīng)的下列說法中正確的是

A.A的能量一定高于CB.B的能量一定高于DC.A和B的總能量一定高于C和D的總能量

D.該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故不必加熱就一定能發(fā)生C典題精練2.(1)20世紀(jì)30年代,Eyring和Pzer在碰撞理論的基礎(chǔ)上提出化學(xué)反應(yīng)的過渡態(tài)理論:化學(xué)反應(yīng)并不是通過簡單的碰撞就能完成的,而是在反應(yīng)物到生成物的過程中經(jīng)過一個(gè)高能量的過渡態(tài)。如圖是NO2和CO反應(yīng)生成CO2和NO過程中的能量變化示意圖,說明這個(gè)反應(yīng)是___________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng),NO2和CO的總能量________(填“大于”“小于”或“等于”)CO2和NO的總能量。

放熱

大于(2)已知在高溫、高壓、催化劑作用下,1molC(石墨)轉(zhuǎn)化為C(金剛石),吸收1.9kJ的熱量。①該反應(yīng)________(填“是”或“不是”)吸熱反應(yīng)。

②C(石墨)和C(金剛石)相比,________能量高,________更穩(wěn)定。

③推測(cè)C(石墨)與C(金剛石)各1mol在相同條件下燃燒,________放出的熱量多。

是C(金剛石)

C(石墨)C(金剛石)3.氫氣在氯氣中燃燒時(shí)產(chǎn)生蒼白色火焰。在反應(yīng)過程中,破壞1mol氫氣中的化學(xué)鍵消耗的能量為Q1kJ,破壞1mol氯氣中的化學(xué)鍵消耗的能量為Q2kJ,形成1mo