新编化学苏教必修2讲义：专题2 化学反应与能量转化 第2单元.doc

新编化学精品资料第二单元　化学反应中的热量学习目标核心素养建构1.了解化学能与热能的相互转化了解吸热反应、放热反应等概念2.知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因，能说出常见的能量转化形式3.了解热化学方程式的含义4.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料的重要性[知 识 梳 理]一、 放热反应和吸热反应1．反应中化学能与其他能的转化CaCO3的高温分解：热能→化学能；植物的光合作用：光能→化学能；电解水制H2：电能→化学能；物质的燃烧：化学能→热能、光能2．吸热反应、放热反应(1)实验探究实验操作实验现象有关化学方程式及结论产生大量气泡，混合液的温度升高离子方程式：2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑结论：反应过程中释放热量有刺激性气味气体产生，烧杯温度降低化学方程式：Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O结论：反应过程中吸收热量结论每一个化学反应都伴随着能量的变化，有的释放能量，有的吸收能量(2)概念：有热量放出的化学反应称为放热反应，吸收热量的化学反应称为吸热反应3．常见的放热反应和吸热反应(1)常见的放热反应：所有的燃烧反应，剧烈的发光、发热的化学反应；酸碱中和反应；大多数的化合反应；铝热反应；活泼金属与酸或H2O的反应。

2)常见的吸热反应：氢氧化钡与氯化铵晶体的反应；大多数的分解反应；碳与水蒸气的反应；以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应自主思考】1．根据下列图像，分析图Ⅰ、图Ⅱ中能量的变化，并说明理由提示　图Ⅰ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Ⅱ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2．从化学键变化的角度分析在化学反应中为什么会有能量的变化？提示　化学反应包含两个过程：一是要断开反应物中的化学键，这一过程需要吸收能量克服原子间的相互作用；二是要形成生成物中的化学键，这一过程会释放能量，吸收与放出的能量不同，对外表现为能量的变化化学反应中的能量变化可以用下图形象地表示出来：若E1>E2，反应吸收能量；若E1

2)生成物成键放出的总能量是多少？提示　生成物成键放出的总能量为2×431.8 kJ＝863.6 kJ3)判断H2＋Cl2===2HCl是吸收能量还是放出能量？提示　放出能量二、热化学方程式1．概念：表示反应中放出或吸收热量的化学方程式，叫做热化学方程式2．意义：不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化3．书写热化学方程式的注意事项(1)热化学方程式中要标明物质的状态，用 g、l、s分别代表气态、液态、固态2)用ΔH标明反应放出或吸收的热量，负值表示在该条件下反应放热，正值表示在该条件下反应吸热3)热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数，只表示物质的量因此，它可以用整数，还可以用简单分数表示对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其ΔH不同自主思考】4．热化学方程式H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－241.8 kJ·mol－1表示的意义是什么？提示　1 mol氢气与 mol的氧气反应生成1 mol水蒸气可放出241.8 kJ热量5．1 mol C与1 mol O2完全反应生成1 mol CO2气体，放出393.6 kJ热量，写出反应的热化学方程式。

提示　C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.6 kJ·mol－1 三、燃料燃烧释放的热量1．常见燃料C、C8H18、CH4、C2H5OH(乙醇)完全燃烧的热化学方程式可以分别表示为①C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.6 kJ·mol－1②C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)ΔH＝－5 472 kJ·mol－1③CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－889.6 kJ·mol－1④C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1 366.8 kJ·mol－1根据上述热化学方程式，回答下列问题：(1)完全燃烧相等物质的量的上述物质，放出热量的大小顺序是②>④>③>①2)完全燃烧相等质量的上述物质，放出热量的大小顺序为③>②>①>④3)燃料燃烧放出热量的大小常用热值来衡量燃料的热值是指在一定条件下单位质量的物质完全燃烧所放出的热量，单位是kJ·g－14)我国实施的“西气东输”工程中的“气”是指天然气，主要成分是甲烷，与煤等燃料相比较其优点是热值高，使用起来更经济，对环境污染小。

2．以煤为例，探究提高燃料燃烧效率问题1)煤燃烧时，将煤块粉碎成煤粉的依据是与空气中O2的接触面积增大，煤粉燃烧更充分，反应速率加快2)通入适当过量空气的依据是空气充足，煤粉燃烧充分，生成CO2，放出热量多；若空气不足，煤燃烧不完全，生成CO，产生热量减少，且会造成污染3)选择保温隔热且耐热的炉(灶)膛材料的主要目的是防止热量散失4)充分利用煤燃烧后的废气中的热量可采取的措施是将燃烧后的废气通过交换装置，供其他方面使用自主思考】6．已知：1 mol H—H键断裂时吸收热量为436 kJ,1 mol O===O键完全断裂时吸收热量496 kJ,1 mol H—O键形成时放出热量463 kJ计算反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)中的能量变化为多少？说明燃料燃烧放出热量的多少与形成生成物分子的化学键放出的总能量与燃烧时断裂反应物分子的化学键吸收的总能量有什么关系？提示　断开2 mol H—H键和1 mol O===O键需要吸收的能量为2×436 kJ＋496 kJ＝1 368 kJ，生成2 mol H2O(g)放出的量为4×463 kJ＝1 852 kJ所以反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)中，放出的能量为1 852 kJ－1 368 kJ＝484 kJ。

燃料燃烧放出的热量＝形成生成物分子的化学键放出的总能量－断裂反应物分子的化学键吸收的总能量7．在生产和生活中应根据什么标准来选择燃料？ 提示　①燃料的热值，②燃料的价格，③燃料对环境的影响，④燃料的储量，⑤燃料的开采、运输[效 果 自 测]1．判断(1)化学变化过程中既有物质变化又有能量变化　　)(2)化学反应中都会伴有能量的变化　　)(3)伴有能量变化的过程一定是化学变化　　)(4)化学反应中的能量变化全部是以热量的形式变化的　　)(5)只要有化学键的断裂，一定发生化学反应　　)(6)断裂化学键释放出能量而生成新键则吸收能量　　)(7)当反应物的总能量大于生成物的总能量时，化学反应吸收能量　　)(8)化学反应的过程实际上是一个旧键断裂的过程　　)答案　(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×　(7)×　(8)×2．下列对热化学方程式1/2H2(g)＋1/2I2(g)===HI(g)　ΔH＝＋26 kJ·mol－1的叙述中，正确的是(　　)A．1 mol氢气和1 mol碘蒸气完全反应需要吸收26 kJ的热量B．1个氢分子和1个碘分子完全反应需要吸收52 kJ的热量C．1 mol H2(g)与1 mol I2(g)完全反应生成2 mol的HI气体需吸收52 kJ的热量D．1 mol H2(g)与1 mol I2(g)完全反应放出26 kJ的热量解析　热化学方程式的具体形式是表示一定物质的量、一定聚集状态的反应物完全反应生成一定聚集状态的生成物时的放热、吸热情况。

只要依据书写热化学方程式的注意事项，对于本题就不难作出判断在A、B、D三个选项中均未指明生成物的状态；A、D则未将反应的化学计量数与ΔH正确对应起来；B则无视热化学方程式中各物质前的化学计量数并不是表示分子个数的前提；D将反应错认为是放热反应答案　C探究一、化学反应中热量的变化【合作交流】1．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应吗？提示　不一定加热、点燃、高温等反应条件是反应发生的引发条件，一个反应是吸热还是放热最终取决于反应物的总能量和生成物的总能量的相对大小，因此，开始需要加热的反应也可能是放热反应，吸热反应在常温下也有可能发生2．已知反应：2H2＋O2===2H2O已知断开1 mol H—H键吸收能量436 kJ，断开1 mol OO键吸收能量498 kJ，断开1 mol H—O键吸收能量465 kJ1 mol H2完全燃烧放出的能量是多少？提示　＝245 kJ点拨提升】1．反应热(ΔH) 2．反应热与化学键能的关系 (1)键能： 共价键的键能是指生成1 mol共价键所放出的能量或破坏1 mol共价键所消耗的能量 (2)键能与物质的稳定性： 键能越大，共价键越牢固，形成的物质越稳定，则该物质本身所具有的能量越低。

(3)利用键能计算反应热：ΔH＝反应物的键能之和－生成物的键能之和3．放热反应与吸热反应的比较 放热反应吸热反应 能量变化反应物的总能量大于生成物的总能量反应物的总能量小于生成物的总能量 键能变化生成物的总键能大于反应物的总键能生成物的总键能小于反应物的总键能 图示 实例 ①金属和水或酸的反应；②金属氧化物和水或酸的反应；③可燃物的燃烧反应及缓慢氧化；④酸和碱的中和反应；⑤铝热反应；⑥大部分化合反应①大部分分解反应；②以碳、CO、H2为还原剂的氧化还原反应；③Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应【典题例证1】　已知反应H2＋Cl2===2HCl，破坏1 mol H2中的化学键消耗的能量为Q1 kJ，破坏1 mol Cl2中的化学键消耗的能量为Q2 kJ，形成1 mol HCl中的化学键释放的能量为Q3 kJ则下列说法中正确的是(　　)A．该反应反应物的总能量高于生成物的总能量B．该反应的能量关系为Q1＋Q2

答案　A解题感悟　(1)一个确定的化学反应是吸热还是放热，取决于反应物总能量和生成物总能量的相对大小，或取决于断开反应物中的化学键所吸收总能量和形成生成物中的化学键所放出总能量的相对大小，与反应的条件没有关系2)ΔH＝断开反应物化学键所吸收的能量－形成生成物化学键所释放的能量若ΔH>0，则为吸热反应，若ΔH<0，则为放热反应学以致用1】　已知X＋Y===M。