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第六章化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量變化現(xiàn)代社會(huì)中,人類的一切活動(dòng)都離不開能量,而許多能量的利用與化學(xué)反應(yīng)中的________密切相關(guān)。從煤、石油和天然氣等提供的________,到各種化學(xué)電池提供的________,都是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)獲得的。第1課時(shí)化學(xué)反應(yīng)與熱能核心微網(wǎng)絡(luò)素養(yǎng)新目標(biāo)1.認(rèn)識(shí)并理解吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)。2.認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因。3.了解能量轉(zhuǎn)化和利用與社會(huì)發(fā)展的關(guān)系。學(xué)業(yè)基礎(chǔ)[預(yù)習(xí)新知]一、吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)1.定義吸熱反應(yīng):______熱量的化學(xué)反應(yīng);放熱反應(yīng):______熱量的化學(xué)反應(yīng)。2.實(shí)驗(yàn)(1)鎂和稀鹽酸的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有______產(chǎn)生;用溫度計(jì)測(cè)量,水銀柱______離子反應(yīng)____________實(shí)驗(yàn)結(jié)論活潑金屬與酸反應(yīng)是______反應(yīng)(2)Ba(OH)2·8H2O和氯化銨反應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象聞到______氣味,燒杯壁______;玻璃片和燒杯________,混合物呈______化學(xué)反應(yīng)______________________實(shí)驗(yàn)結(jié)論該反應(yīng)是______反應(yīng)二、化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系1.氫氣與氯氣反應(yīng)的過(guò)程示意圖2.化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因E1>E2,反應(yīng)______能量;E1<E2,反應(yīng)______能量。3.決定化學(xué)反應(yīng)中能量變化的因素反應(yīng)物總能量大于生成物總能量,反應(yīng)______;反應(yīng)物總能量小于生成物總能量,反應(yīng)______。eq\x(狀元隨筆)化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的形式(1)化學(xué)反應(yīng)的能量變化還可以看做是“儲(chǔ)存”在物質(zhì)內(nèi)部的能量(化學(xué)能)轉(zhuǎn)化為熱能、電能或光能等釋放出來(lái)的過(guò)程。(2)化學(xué)反應(yīng)的能量變化也可以看做是熱能、電能或光能等物質(zhì)外部的能量轉(zhuǎn)化為物質(zhì)內(nèi)部的能量(化學(xué)能)被“儲(chǔ)存”起來(lái)的過(guò)程。[即學(xué)即練]1.判斷正誤,正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”。(1)化學(xué)鍵斷裂需要吸收能量,化學(xué)鍵形成會(huì)放出能量。()(2)化學(xué)反應(yīng)必然伴隨能量變化。()(3)相同條件下由原子形成1molH—Cl鍵所放出的能量與斷開1molH—Cl鍵吸收的能量相等。()(4)放出能量越多的反應(yīng)通常生成物越不穩(wěn)定。()(5)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程不一定都有能量變化。()(6)NaOH溶于水要釋放能量。()(7)煤、石油和天然氣都是化石能源。()(8)柴草燃燒時(shí),化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為熱能。()2.下列過(guò)程一定釋放能量的是()A.化合反應(yīng)B.分解反應(yīng)C.分子拆成原子D.原子組成分子3.化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生必然伴有能量的轉(zhuǎn)化,其最根本原因是()A.化學(xué)反應(yīng)中一定有新物質(zhì)生成B.化學(xué)反應(yīng)中舊的化學(xué)鍵的斷裂需要吸收能量,新的化學(xué)鍵的形成需要放出能量C.化學(xué)反應(yīng)通常需要加熱等條件才能發(fā)生D.能量變化是化學(xué)反應(yīng)的基本特征之一4.下列各圖中,表示該化學(xué)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)的是()5.寫出下列變化中的能量轉(zhuǎn)化形式。(1)天然氣燃燒:________________________________________________________________________。(2)高溫煅燒石灰石制取生石灰:________________________________________________________________________。(3)植物的光合作用:________________________________________________________________________。(4)水力發(fā)電:________________________________________________________________________。(5)鉛蓄電池作汽車電源:________________________________________________________________________。6.下列反應(yīng)中,屬于放熱反應(yīng)的是________,屬于吸熱反應(yīng)的是________(填序號(hào))。①煅燒石灰石(主要成分是CaCO3)制生石灰(CaO)②燃燒蜂窩煤取暖③炸藥爆炸④硫酸與氫氧化鉀溶液反應(yīng)⑤生石灰與水作用制熟石灰⑥食物腐敗⑦碳與水蒸氣反應(yīng)制得水煤氣核心素養(yǎng)目標(biāo)一化學(xué)反應(yīng)中能量變化的分析[例1]如圖是某化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中能量變化的曲線圖。下列敘述正確的是()A.該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B.該圖可以表示Zn與HCl溶液反應(yīng)的能量變化C.該反應(yīng)先發(fā)生物質(zhì)變化后發(fā)生能量變化D.?dāng)嚅_反應(yīng)物化學(xué)鍵吸收的能量大于形成生成物化學(xué)鍵放出的能量eq\x(狀元隨筆)從能量守恒的角度來(lái)看,反應(yīng)物斷鍵吸收的總能量+反應(yīng)物的總能量=生成物成鍵釋放的總能量+生成物的總能量。[提升1]根據(jù)下面的信息,判斷下列敘述正確的是()A.氫氣與氧氣反應(yīng)生成水的同時(shí)釋放能量B.氫氣與氧氣反應(yīng)生成水的同時(shí)吸收能量C.1mo1H2與eq\f(1,2)molO2反應(yīng)生成1molH2O一定釋放能量245kJD.2molH2(g)與1molO2(g)反應(yīng)生成2molH2O(g)吸收能量490kJ[核心能力]1.化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系化學(xué)反應(yīng)完成后是吸收能量還是放出能量,決定于反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的相對(duì)大小,下表形象地表示了這種關(guān)系?;瘜W(xué)反應(yīng)放出能量化學(xué)反應(yīng)吸收能量2.化學(xué)反應(yīng)中能量變化的計(jì)算以H2+Cl2=2HCl為例斷裂化學(xué)鍵吸收的能量形成化學(xué)鍵放出的能量1mol化學(xué)鍵H2Cl2HCl436kJ243kJ431kJH2+Cl2=2HCl共吸收436kJ+243kJ=679kJ共放出862kJ679kJ-862kJ=-183kJ,即反應(yīng)放出183kJ熱量計(jì)算公式為:ΔQ=Q(吸)-Q(放)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(ΔQ<0為放熱反應(yīng),ΔQ>0為吸熱反應(yīng)))eq\x(狀元隨筆)從化學(xué)鍵的角度理解化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的能量變化(1)若反應(yīng)物中的化學(xué)鍵斷開時(shí)吸收的能量高于生成物成鍵釋放的能量,則該反應(yīng)吸收能量,吸收的能量=反應(yīng)物分解吸收的總能量-生成物形成釋放的總能量。(2)若反應(yīng)物中的化學(xué)鍵斷開時(shí)吸收的能量低于生成物成鍵釋放的能量,則該反應(yīng)放出能量,放出的能量=生成物形成釋放的總能量-反應(yīng)物分解吸收的總能量。目標(biāo)二吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的判斷[例2]下列反應(yīng)一定屬于放熱反應(yīng)的是()①硫酸與Ba(OH)2溶液混合②Mg與CH3COOH溶液的反應(yīng)③燃燒④中和反應(yīng)⑤復(fù)分解反應(yīng)A.①②③④B.②③④⑤C.①③④⑤D.全部eq\x(狀元隨筆)常見(jiàn)的吸熱反應(yīng)有:大多數(shù)的分解反應(yīng),C和CO2、C和H2O的反應(yīng),Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng)等。常見(jiàn)的放熱反應(yīng)有:大多數(shù)的化合反應(yīng),酸堿中和反應(yīng),金屬與酸或水的反應(yīng),燃燒反應(yīng),爆炸反應(yīng)等。[提升2]下列說(shuō)法正確的是()①需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)②放熱反應(yīng)在常溫下一定很容易發(fā)生③反應(yīng)是放出能量還是吸收能量必須看反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對(duì)大?、苡械姆艧岱磻?yīng)加熱到一定溫度引發(fā)后,停止加熱反應(yīng)也能繼續(xù)進(jìn)行A.只有③④B.只有①②C.①②③④D.②③④[核心能力]吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的判斷方法(1)根據(jù)反應(yīng)物和生成物的總能量的相對(duì)大小判斷——決定因素。若反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量,屬于放熱反應(yīng),反之是吸熱反應(yīng)。(2)根據(jù)化學(xué)鍵斷裂或形成時(shí)的能量變化判斷——用于計(jì)算。若斷裂反應(yīng)物中的化學(xué)鍵所吸收的能量小于形成生成物中化學(xué)鍵所放出的能量,屬于放熱反應(yīng),反之是吸熱反應(yīng)。(3)根據(jù)反應(yīng)物和生成物的相對(duì)穩(wěn)定性判斷。由不穩(wěn)定的物質(zhì)(能量高)生成穩(wěn)定的物質(zhì)(能量低)的反應(yīng)為放熱反應(yīng),反之為吸熱反應(yīng)。(4)根據(jù)反應(yīng)條件判斷。凡是持續(xù)加熱才能進(jìn)行的反應(yīng)一般就是吸熱反應(yīng)。eq\x(狀元隨筆)(1)吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)均是化學(xué)反應(yīng)。注意某些吸熱過(guò)程和放熱過(guò)程不屬于化學(xué)反應(yīng)。如:NaOH固體溶于水,濃硫酸稀釋屬于放熱過(guò)程;NH4NO3固體溶于水屬于吸熱過(guò)程,三者都不是化學(xué)反應(yīng),也就不屬于吸熱反應(yīng)或放熱反應(yīng)。(2)吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)與反應(yīng)是否需要加熱沒(méi)有關(guān)系。學(xué)考評(píng)價(jià)1.生活中每時(shí)每刻都發(fā)生著各種化學(xué)反應(yīng),下列反應(yīng)不一定屬于放熱反應(yīng)的是()A.H2SO4與Ba(OH)2溶液的反應(yīng)B.燃燒反應(yīng)C.復(fù)分解反應(yīng)D.中和反應(yīng)2.下列說(shuō)法正確的是()A.伴有能量變化的都是化學(xué)變化B.物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)一般都伴隨著能量的變化C.在一個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)中,反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量可能相同D.在一個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)中,反應(yīng)物的總能量總是高于生成物的總能量3.已知反應(yīng)A+B=C+D為放熱反應(yīng),對(duì)于該反應(yīng),下列說(shuō)法中正確的是()A.A和B的總能量一定高于C和D的總能量B.B的能量一定高于DC.因?yàn)樵摲磻?yīng)為放熱反應(yīng),故不加熱反應(yīng)就一定能發(fā)生D.A的能量一定高于C4.化學(xué)反應(yīng)A2+B2=2AB的能量變化如圖所示,則下列說(shuō)法正確的是()A.該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B.?dāng)嗔?molA—A鍵和1molB—B鍵放出xkJ的能量C.?dāng)嗔?molA—B鍵需要吸收ykJ的能量D.2molAB的總能量高于1molA2和1molB2的總能量5.人類將在未來(lái)幾十年內(nèi)逐漸由“碳素燃料文明時(shí)代”過(guò)渡至“太陽(yáng)能文明時(shí)代”(包括風(fēng)能、生物質(zhì)能等太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)換形態(tài)),人們將適應(yīng)“低碳經(jīng)濟(jì)”和“低碳生活”。下列說(shuō)法不正確的是()A.研究菠菜蛋白質(zhì)“發(fā)電”不屬于“太陽(yáng)能文明”B.發(fā)展太陽(yáng)能經(jīng)濟(jì)有助于減緩溫室效應(yīng)C.太陽(yáng)能電池可將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化為電能D.石油和天然氣都屬于碳素燃料6.某化學(xué)反應(yīng),設(shè)反應(yīng)物總能量為E1,生成物總能量為E2。如果把化學(xué)反應(yīng)中能量的變化看成是物質(zhì)內(nèi)部的能量與熱能之間進(jìn)行轉(zhuǎn)變,則:(1)若E1>E2,則該反應(yīng)為________熱反應(yīng),該反應(yīng)的過(guò)程可看成是“貯存”在物質(zhì)內(nèi)部的能量轉(zhuǎn)化為________能而被釋放出來(lái)的過(guò)程。(2)若E1<E2,則該反應(yīng)為________熱反應(yīng)。那么在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí),反應(yīng)物需要________才能轉(zhuǎn)化成生成物。該反應(yīng)過(guò)程可看成是______________________________________________________的過(guò)程。第六章化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量變化能量變化熱能電能第1課時(shí)化學(xué)反應(yīng)與熱能學(xué)業(yè)基礎(chǔ)[預(yù)習(xí)新知]吸收放出氣泡上升Mg+2H+=Mg2++H2↑放熱刺激性發(fā)涼黏結(jié)在一起糊狀Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O吸熱吸收釋放吸收釋放放熱吸熱[即學(xué)即練]1.答案:(1)√(2)√(3)√(4)×(5)×(6)√(7)√(8)×2.答案:D3.答案:B4.解析:吸熱反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量,A項(xiàng)正確。答案:A5.答案:(1)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能(2)熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能(3)太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能(4)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能(5)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能6.②③④⑤⑥①⑦核心素養(yǎng)[例1]解析:A錯(cuò),由圖可知,反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,則該反應(yīng)是放熱反應(yīng)。B對(duì),Zn和HCl溶液反應(yīng)生成ZnCl2和H2,并放出熱量,符合圖示能量變化。C錯(cuò),化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中,物質(zhì)變化和能量變化同時(shí)發(fā)生。D錯(cuò),該反應(yīng)是放熱反應(yīng),斷開反應(yīng)物中化學(xué)鍵吸收的能量小于形成生成物中化學(xué)鍵放出的能量。答案:B[提升1]解析:由題中信息可知,1molH2(g)的共價(jià)鍵斷裂吸收能量436kJ,eq\f(1,2)molO2(g)的共價(jià)鍵斷裂吸收能量249kJ,兩項(xiàng)共吸收能量685kJ;形成2molH—O鍵時(shí)共釋放能量930kJ。在1molH2(g)與eq\f(1,2)molO2(g)反應(yīng)生成1molH2O(g)的過(guò)程中,放出的能量比吸收的能量多245kJ,C項(xiàng)中缺少物質(zhì)的狀態(tài),所以釋放的能量不一定是245kJ。答案:A[例2]解析:硫酸與Ba(OH)2溶液混合,酸、堿發(fā)生中和反應(yīng),是放熱反應(yīng)。鎂與CH3COOH溶液的反應(yīng)也是放熱反應(yīng)。燃燒一般是指物質(zhì)與氧發(fā)生的劇烈的發(fā)光、發(fā)熱的反應(yīng),因而是放熱反應(yīng)。復(fù)分解反應(yīng)有的是放熱反應(yīng),如中和反應(yīng);有的是吸熱反應(yīng),如氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體的反應(yīng)。答案:A[提升2]解析:加熱才能發(fā)生的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng),如銅在氯氣中燃燒;放熱反應(yīng)在常溫下不一定容易發(fā)生,如N2與H2合成NH3;反應(yīng)是放熱還是吸熱取決于反應(yīng)物、生成物所具有的總能量的相對(duì)大小;需要加熱才能發(fā)生的放熱反應(yīng),如果反應(yīng)放出的熱量達(dá)到反應(yīng)所需要的熱量,停止加熱反應(yīng)也能繼續(xù)進(jìn)行,如Fe+Seq\o(=,\s\up15(△))FeS。答案:A學(xué)考評(píng)價(jià)1.解析:H2SO4與Ba(OH)2溶液混合,酸與堿發(fā)生中和反應(yīng),是放熱反應(yīng);燃燒是指劇烈的發(fā)光、發(fā)熱的反應(yīng),因而都是放熱反應(yīng);復(fù)分解反應(yīng),有的是放熱反應(yīng),如酸堿中和反應(yīng),有的是吸熱反應(yīng),如氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體的反應(yīng)。答案:C2.答案:B3.解析:該反應(yīng)為放熱反應(yīng),所以反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量,即A和B的總能量一定高于C和D的總能量,A項(xiàng)正確;化學(xué)反應(yīng)的放熱、吸熱只與反應(yīng)物的總能量和生成物的總能量有關(guān),故B的能量與D的能量關(guān)系無(wú)法確定,A的能量與C的能量關(guān)系也無(wú)法確定,B項(xiàng)、D項(xiàng)錯(cuò)誤;化學(xué)反應(yīng)的放熱、吸熱與反應(yīng)條件(如加熱)無(wú)關(guān),C項(xiàng)錯(cuò)誤
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