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1、第一章化学反应与能量第一章化学反应与能量第一节化学反应与能量的变化课程标准导航1.了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。2了解化学能与热能的相互转化，了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。3了解热化学方程式的含义并能正确书写热化学方程式。4认识化学反应过程中同时存在着物质和能量的变化，能量的多少取决于反应物和生成物的质量，反应过程中能量守恒。5通过中和反应反应热的测定，初步学习测定化学反应热的实验方法。6能正确分析测定反应热时误差产生的原因，并能采取适当措施减少实验误差。第1课时焓变反应热新知初探自学导引自主学习一、化学反应过程中能量变化的表现形式1化学反应过程中，不仅有物质
2、的变化，还有能量的变化。这种能量的变化常以_、_、_等形式表现出来。热能电能 光能2 化 学 反 应 中 的 能 量 变 化，通 常 主 要 表 现为_的 变 化。对 化 学 反 应，以 反 应 过 程中 放 热 或 吸 热 为 标 准 划 分，分 为 放 热 反 应 和吸 热 反 应 两 种 类 型。有 热 量_的 反 应叫 做 放 热 反 应，需 要_ 热 量 的 反 应叫做吸热反应。热量放出吸收想一想是 不 是 所 有 的 化 学 反 应 都 有 能 量 的 变 化？为什么？提示：是的，原因是能量的变化与键能有关系，反 应 物 的 键 能 之 和 与 生 成 物 的 键 能 之 和是不相
3、等的。二、焓变反应热1焓变(1)焓变概述：焓(H)是与内能有关的_。在一定条件下，某一化学反应是吸热反应还是放热反应，由生成物与反应物的_即焓变(H)决定。物理量焓值差常用单位：_(或kJmol1)。(2)恒 压 条 件 下，反 应 的 热 效 应 等 于_。因此常用_表示反应热。2 H 的正、负和吸热、放热反应的关系(1)放 热 反 应：反 应 完 成 时，生 成 物 释 放 的 总能量_反应物吸收的总能量的反应。kJ/mol焓变 H大于由 于 反 应 后 放 出 热 量(释 放 给 环 境)而 使 反 应体 系 的 能 量_，故 H_0(填“”),即 H 为_(填“”或“”)。(2)吸热反
4、应：反应完成时，生成物释放的总能量_反应物吸收的总能量的反应。由于反应时吸收能量(能量来自环境)而使反应体系的能量_,故 H_0(填“”),即 H 为_(填“”或“”)。降低 3化学反应中能量变化的图示结 论：H E生 成 物 E反 应 物;E反 应 物_E生 成 物,反应放热；E反 应 物_E生成物，反应吸热。自主体验判断正误1 任 何 条 件 下，化 学 反 应 的 焓 变 都 等 于 化学反应的反应热。()2 伴 有 能 量 变 化 的 物 质 变 化 一 定 都 是 化 学变化。()3 需 要 加 热 才 能 进 行 的 反 应 一 定 是 吸 热 反应。()4 在 确 定 的 化 学
5、 反 应 体 系 中，反 应 物 的 总能量与生成物的总能量一定不同。()5 物 质 具 有 的 能 量 越 高，物 质 的 稳 定 性 越强。()答案：1.2.3.4.5.要点突破讲练互动 要点1 放热反应和吸热反应探 究 导 引1 浓H2SO4稀 释 时 放 出 的 热 量 是 否 为 反应热？提 示：只 有 化 学 反 应 过 程 中 放 出 或 吸 收 的 热 量才 叫 做 反 应 热；而 物 理 变 化 中 的 能 量 变 化 不 是反 应 热，如NH4NO3溶 于 水 吸 热，浓H2SO4稀 释放热等。探究导引2“放 热 反 应 都 不 需 要 加 热，吸 热反应都需加热”这种说法
6、对吗？提示：这种说法不对，因为在反应过程中，判断反应是吸热反应还是放热反应与是否需要在加热或点燃条件下反应没有直接关系。例如，铁与硫的反应，必须在加热条件下才能进行，但该反应属于放热反应。要点归纳放热反应和吸热反应的比较类型比较放热反应 吸热反应定义释放热量的化学反应吸收热量的化学反应形成原因反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量类型比较放热反应 吸热反应与化学键强弱的关系生成物分子成键时释放出的总能量大于反应物分子化学键断裂时吸收的总能量生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子化学键断裂时吸收的总能量表示方法 H0 或 H 为“”类型比较放热反应
7、吸热反应反应过程图示类型比较放热反应 吸热反应常见反应(1)大多数化合反应(2)所有的燃烧反应(3)酸碱中和反应(4)活泼金属与稀酸反应(1)大多数分解反应(2)某些盐的电离(3)Ba(OH)28H2O 与NH4Cl的反应(4)C 和CO2、C 和H2O(g)的反应特别提醒(1)描述上述概念时，无论是用“反应热”“焓变”表示还是用 H表示，其后所跟数值需带“”“”符号。(2)单位为kJmol1，不是kJ。符号、数值和单位三者缺一不可，是个整体。(3)所带“”“”符号均具有数学意义，参与大小比较。(4)某反应向右进行是放热(或吸热)反应，则其反向进行(向左进行)的反应就是吸热(或放热)反应，且热
8、值相等，符号相反。即时应用1下列说法正确的是()需要加热方能发生的反应一定是吸热反应放热反应在常温下一定很易发生反应是吸热还是放热必须看反应物和生成物所具有总能量的相对大小吸热反应在一定条件下也能发生ABC D解析：选D。反应是吸热还是放热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小。放热反应和吸热反应在一定条件下都能发生。反应开始需加热的反应可能是吸热反应，也可能是放热反应。探究导引3如 何 利 用 化 学 键 的 键 能 来 计 算 反应热？提 示：化 学 键 的 断 裂 要 吸 收 能 量，形 成 新 化学 键 要 释 放 能 量，若 反 应 物 断 键 所 吸 收 的 总能 量 大
9、 于 生 成 物 成 键 所 释 放 的 总 能 量，则 为吸热反应，反之则为放热反应。要点2反 应 热 的 实 质 及 H 的 简 单计算即E总(断键)E总(成键)，为吸热反应；E总(断键)E总(成键),为放热反应。H E总(断键)E总(成键)。要点归纳1反应热与物质中化学键的关系化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因(如图)。E1 E2反应吸收能量 H0吸热反应E1 E2反应放出能量 H0放热反应2反应热与物质固有能量的关系反应物具有的总能量大于生成物所具有的总能量，导致反应物转化为生成物时放出热量,为放热反应；反应物具有的总能量小于生成物所具有的总能量，则反应时需要从外界吸收能
10、量，为吸热反应。3 H的计算方法从不同角度解释反应热，其计算方式也不同,故 H一般有两种表达方式：(1)H生成物的总能量反应物的总能量(2)H反应物中化学键断裂吸收的能量之和生成物中化学键形成放出的能量之和特别提醒物质键能越小，破坏它需要的能量就越小，稳定性越弱，说明本身具有的能量越高；反之物质键能越大，破坏它需要的能量就越大,稳定性越强，说明本身具有的能量越低。即时应用2(2012芜湖高二测试)下列说法正确的是()A焓变单位中kJmol1，是指1 mol物质参加反应时的能量变化B当反应放热时 H0，反应吸热时 H0C一个化学反应中，当反应物的总能量大于生成物的总能量时,反应放热，H为“”D一
11、个化学反应中，生成物总键能大于反应物的总键能时，反应吸热，H为“”解 析：选C。焓 变 单 位 中 的kJmol1，是 指 每摩 尔 具 体 的 反 应，不 一 定 指 参 加 反 应 的 物 质,A 错；在 反 应 中 物 质 所 具 有 的 总 能 量 减 少，反应 就 放 热，反 之 就 吸 热，C 对；化 学 反 应 的 实质 是 旧 化 学 键 的 断 裂，新 化 学 键 的 形 成，断键时吸收能量，成键时放热，所以D 错。题型探究权威预测 题型1焓变与物质能量的关系例 例1 1(1)a、b、c分别代表什么意义？a_；b_；c_。(2)该反应是_反应(填“吸热”或“放热”)，H_0(
12、填“”或“”)。(2)由 图 可 知 该 反 应 中 反 应 物 总 能 量 大 于 生 成物总能量,所以该反应为放热反应，H0。【答案】(1)代表旧键断裂吸收的能量代表新键形成放出的能量代表反应热(2)放热【名师点睛】(1)放热反应是体系反应后放出能量而使体系的能量降低，H0；物质的稳定性增强。如AB HA。(2)吸热反应是反应通过加热、光照等外界条件吸收能量而使体系的能量升高，H0；物质的稳定性减弱。如AB H0，则稳定性AB。(2012 武 汉 高 二 检 测)由 右 图 分 析，下列说法正确的是()A AB C 和B CA 两 个 反 应 吸 收 或 放出的能量不等B AB C 是放热
13、反应 题型2放热反应和吸热反应例 例2 2CA具有的总能量高于B和C具有的能量总和DABC是吸热反应，BCA必然是放热反应【解 析】根 据 能 量 守 恒 可 知，正 逆 两 个 过程 中 的 能 量 变 化 的 数 值 是 相 等 的，只 是 一 个过 程 吸 热，另 一 个 过 程 放 热；A 的 能 量 低，而B C 的 能 量 高，所 以 反 应 中AB C 应是一个吸热反应。【答案】D【规律方法】判断化学反应放热或吸热的方法(1)根据 H的“”和“”判断。H为“”为吸热反应,H为“”为放热反应。(2)根据反应物和生成物的总能量差判断若E(反应物)E(生成物)，为放热反应；若E(生成物
14、)E(反应物)，则为吸热反应。(3)根据反应物和生成物的键能差判断若反应物的总键能大于生成物的总键能，则为吸热反应；若生成物的总键能大于反应物的总键能，则为放热反应。(4)依据化学反应的类型判断如所有的燃烧反应、酸、碱中和反应都属于放热反应。(2010高考重庆卷改编题)已知H2(g)Br2(g)=2HBr(g)H102 kJ/mol，其他相关数据如下表：题型3焓变与化学键键能的关系例 例3 3H2(g)Br2(g)HBr(g)1 mol 分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ436 a 369则表中a为()A404 B260C230 D200【解析】反应的 H(436a)2369102(kJ
15、/mol)解得a200。【答案】D【名师点睛】依据键能求解反应热的方法：H反应物的总键能生成物的总键能。化学反应能量变化的探究一个化学反应是吸热反应还是放热反应，常根据以下两个实验观察判断：(1)反应体系温度的变化；(2)封闭体系内压强的变化。热点示例思维拓展经典案例在研究化学反应中的能量变化时我们通常做如图所示的实验：在一个小烧杯里，加入约20 g已研磨成粉末的氢氧化钡晶体Ba(OH)28H2O,将小烧杯放在事先已滴有34滴水的玻璃片(或三合板)上,然后再加入约10 g NH4Cl晶体，并立即用玻璃棒迅速搅拌。试回答下列问题：(1)实验中要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是什么？(2)如果实验中没
16、有看到“结冰”现象，可能的原因是什么？(回答出三个以上的原因)(3)如果没有看到“结冰”现象，我们还可以采取哪些方式来说明该反应吸热？(回答出两种方案)【解 析】Ba(OH)28H2O 与NH4Cl的 反 应 是吸 热 反 应，二 者 充 分 反 应 后，温 度 会 明 显 降低。为 证 明 这 一 反 应 是 吸 热 反 应，可 在 烧 杯和 玻 璃 片 之 间 滴 入 少 量 水，通 过 二 者 反 应 使周 围 的 温 度 降 低，烧 杯 与 玻 璃 片 之 间 的 水 结成 冰，从 而 烧 杯 与 玻 璃 片 黏 在 一 起。但 实 验时要注意以下几点：药品用量不能太少。反 应 要 用 玻 璃 棒 充 分 迅 速 搅 拌，使 反 应 快速进行。玻璃片上的水不能太多，否则不易结冰。【答 案】(1)使 反 应 物 混 合 而 迅 速 充 分 地 反应，并使温度迅速下降。(2)药品用量太少；Ba(OH)28H2O 未研成粉末，反应太慢；没有立即迅速搅拌；环境温度太高；玻璃片上滴加的水太多。(3)用皮肤感觉很凉；用温度计来检验，发现温度下降。