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1、中学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
2、的温度升高离子方程式：2Al6H=2Al33H2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)28H2O2NH4Cl=BaCl22NH310H2O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
3、、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、图中能量的变化，并说明理由。提示图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E1E2，反应吸收能量；若E1。(2)完全燃烧相等质量的上述物质，放出热量的大小顺
4、序为。(3)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kJg1。(4)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
5、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 HH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 HO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 HH键和1 mol O=O键需要吸收的能量为2436 kJ496 kJ1 368 kJ，生成2 mol H2O(g)放出的量为4463
6、 kJ1 852 kJ。所以反应2H2(g)O2(g)=2H2O(g)中，放出的能量为1 852 kJ1 368 kJ484 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？ 提示燃料的热值，燃料的价格，燃料对环境的影响，燃料的储量，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。()(
7、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)H26 kJmol1的叙述中，正确的是()A1 mol氢气和1 mol碘蒸气完全反应需要吸收26 kJ的热量B1个氢分子和1个碘分子完全反应需要吸收52 kJ的热量C1 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D1 mol H2(g)与1 mol I2(g)完
8、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H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
9、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：2H2O2=2H2O。已知断开1 mol HH键吸收能量436 kJ，断开1 mol OO键吸收能量498 kJ，断开1 mol HO键吸收能量465 kJ。1 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(H) 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：H反应
10、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 金属和水或酸的反应；金属氧化物和水或酸的反应；可燃物的燃烧反应及缓慢氧化；酸和碱的中和反应；铝热反应；大部分化合反应大部分分解反应；以碳、CO、H2为还原剂的氧化还原反应；Ba(OH)28H2O和NH4Cl的反应【典题例证1】已知反应H2Cl2=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
11、，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Q1Q20，则为吸热反应，若H0，体系能量升高；放热反应H0，B、D 错。答案C1下列反应属于放热反应的是()A氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应B能量变化如图所示的反应C化学键断裂吸收的热量比化学键形成放出的热量多的反应D燃烧反应和酸碱中和反应解析氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应属于吸热反应；生成物的总能量比反应物的总能量大的反应为吸热反应；化学键断裂吸收的热量比化学键形成放出的热量多的反应为吸热反应。答案D2下列关于反应能量的说法中正确的是()A化学反应中
12、的能量变化，都表现为热量的变化B化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因C已知反应：Zn(s)CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)Cu(s)为放热反应，则反应物总能量E2，故D项错误。答案B31 g氢气燃烧生成液态水时，放出142.9 kJ的热量，下列表示该反应的热化学方程式中，正确的是()A2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H142.9 kJmol1BH2(g)1/2O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1C2H2O2=2H2OH571.6 kJmol1D2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmol1解析1 g氢气燃烧生成液态水时，放出142.9 k
13、J的热量，H4Q3B2Q1Q24Q3CQ1Q2Q3D2Q1Q24Q3(4)已知1 g H2(g)完全燃烧生成水蒸气时放出热量121 kJ，且O2(g)中1 mol O=O键完全断裂时吸收热量496 kJ，H2O(g)中1 mol HO键形成时放出热量463 kJ，则H2(g)中1 mol HH键断裂时吸收热量为_ kJ。解析(1)化学反应发生时，首先断裂反应物中的化学键，再形成生成物中的化学键，H2(g)和O2(g)与2H(g)和O(g)之间的能量差是H22H(g)和O2(g)O(g)过程中断开HH键和O=O键需吸收的能量。故a表示断裂1 mol HH键和0.5 mol O=O键所吸收的总能量。同理，b表示形成2 mol HO键所放出的总能量，c表示1 mol H2(g)和0.5 mol O2(g)完全反应生成1 mol H2O(g)放出的能量。(3)氢气在氧气中燃烧的反应为2H2(g)O2(g)=2H2O(g)，反应释放能量。在该反应中破坏2 mol HH键、1 mol O=O键，形成4 mol HO键，所以2Q1Q2a，所以由 mol N2(g)和 mol H2(g)生成1 mol NH3(g)的过程释放出(ba)kJ能量。答案(1)释放(2)释放(ba)