.第一节化学能与热能学习目标核心素养建构1.知道化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因。2知道反应物与生成物总能量的相对高低是反应过程中能量变化的决定因素。3了解化学能与热能的相互转化。4了解能量转化在生产、生活中的应用。知 识 梳 理一、化学键与化学反应中能量变化的关系1化学反应中能量变化的原因E1E2，反应吸收能量；E1E2，则该反应为_热反应，该反应的过程可看成是“贮存”在物质内部的能量转化为_能而被释放出来的过程。(2)若E1E2，则该反应为_热反应。那么在发生化学反应时，反应物需要_才能转化成生成物。该反应过程可看成是_的过程。解析(1)反应物的总能量大于生成物的总能量，则反应进行的结果必然是部分能量被释放出来。(2)反应物的总能量小于生成物的总能量，则反应进行时，必然有外部能量参与到反应中来。答案(1)放热(2)吸吸收能量热能转化为物质内部的能量而被“贮存”起来探究一、化学键与化学反应中能量变化的关系【合作交流】1化学反应中能量变化的原因是任何化学反应中，旧键断裂时_(填“吸收”或“放出”)的能量与新键形成时_(填“吸收”或“放出”)的能量均不相等，所以任何化学反应都有能量变化。提示吸收放出2氢能是一种绿色能源，H2在O2中燃烧，放出大量能量，说明2 mol H2和1 mol O2具有的总能量_(填“大于”或“小于”)2 mol H2O具有的总能量。提示大于3NaCl溶于水，化学键有没有变化？如果仅从化学键角度分析，NaCl溶于水是吸热还是放热？提示NaCl溶于水，NaCl=NaCl，只有化学键断裂，没有化学键形成，因此NaCl溶于水是吸收热量。【点拨提升】1从化学键的角度理解化学反应过程中的能量变化化学反应过程中的能量变化来源于化学反应过程中旧化学键断裂与新化学键形成时的能量变化。(1)若反应物中的化学键断开时吸收的能量高于生成物成键释放的能量，则该反应吸收能量，吸收的能量反应物分解吸收的总能量生成物形成释放的总能量。(2)若反应物中的化学键断开时吸收的能量低于生成物成键释放的能量，则该反应放出能量，放出的能量生成物形成释放的总能量反应物分解吸收的总能量。2从总能量的角度理解化学反应过程中的能量变化一个确定的化学反应完成后的结果是吸收能量还是放出能量取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。具体情况见下表：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常见实例金属与水或酸的反应；金属氧化物与水或酸的反应；可燃物的燃烧反应及缓慢氧化；酸与碱的中和反应；大部分化合反应大部分分解反应；Ba(OH)28H2O和NH4Cl反应高温下焦炭与水的反应【典题例证1】化学反应A2B2=2AB的能量变化如图所示，则下列说法正确的是()A该反应是吸热反应B断裂1 mol AA键和1 mol BB键放出x kJ的能量C断裂2 mol AB键需要吸收y kJ的能量D2 mol AB的总能量高于1 mol A2和1 mol B2的总能量解析从题图可以看出，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应是放热反应，A、D项错误；断键时需要吸收能量，B项错误，C项正确。答案C【学以致用1】根据下面的信息，判断下列叙述正确的是()A氢气跟氧气反应生成水的同时释放能量B氢气跟氧气反应生成水的同时吸收能量C1 mol H2跟 mol O2反应生成1 mol H2O一定释放能量245 kJD2 mol H2(g)跟1 mol O2(g)反应生成2 mol H2O(g)吸收能量490 kJ解析由题中信息可知，1 mol H2(g)的共价键断裂吸收能量436 kJ， mol O2(g)的共价键断裂吸收能量249 kJ，两项共吸收能量685 kJ；形成2 mol HO键时共释放能量930 kJ。在1 mol H2(g)跟 mol O2(g)反应生成1 mol H2O(g)的过程中，放出的能量比吸收的能量多245 kJ，C项中缺少物质的状态，所以释放的能量不一定是245 kJ。答案A探究二、吸热反应与放热反应的比较【合作交流】1不同化学反应所伴随发生的能量变化也不同。化学反应是吸热还是放热由什么决定？是不是放热反应不需加热，吸热反应都要加热？试举例说明。提示化学反应是吸热还是放热决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小，前者大于后者为放热反应，前者小于后者为吸热反应。有的放热反应需要加热才能发生，例如煤的燃烧就是放热反应，但需要加热或点燃引发反应；有的放热反应不需要加热，如磷的自燃。吸热反应大都需要加热，也有不需加热就能反应的，例如Ba(OH)28H2O固体与NH4Cl固体的反应。2NaOH溶于水放出热量、NaOH溶于水是放热反应吗？提示吸热反应和放热反应均是化学反应。注意明确某些吸热过程和放热过程不属于化学反应。如：NaOH固体溶于水，浓硫酸稀释属于放热过程；NH4NO3固体溶于水属于吸热过程，三者都不是化学反应，也就不属于吸热反应或放热反应。【点拨提升】1规避吸热反应和放热反应判断的2个易错点(1)“三个不一定”。需加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如碳和氧气的反应；放热反应常温下不一定容易发生，如铝热反应；吸热反应也不一定需要加热，如Ba(OH)28H2O晶体和NH4Cl晶体的反应。(2)吸热反应和放热反应都是化学变化，如NaOH固体溶于水是放热过程，但不是放热反应；如升华、蒸发等过程是吸热过程，但不是吸热反应。2吸热反应和放热反应的判断方法(1)根据反应物和生成物的总能量的相对大小判断决定因素。若反应物的总能量大于生成物的总能量，属于放热反应，反之是吸热反应。(2)根据化学键断裂或形成时的能量变化判断用于计算。若断裂反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量，属于放热反应，反之是吸热反应。(3)根据反应物和生成物的相对稳定性判断。由不稳定的物质(能量高)生成稳定的物质(能量低)的反应为放热反应，反之为吸热反应。(4)根据反应条件判断。凡是持续加热才能进行的反应一般就是吸热反应。【典题例证2】下列说法正确的是()需要加热才能发生的反应一定是吸热反应放热反应在常温下一定很容易发生反应是放出能量还是吸收能量必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小有的放热反应加热到一定温度引发后，停止加热反应也能继续进行A只有B只有C D解析加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如铜在氯气中燃烧；放热反应在常温下不一定容易发生，如N2与H2合成NH3；反应是放热还是吸热取决于反应物、生成物所具有的总能量的相对大小；需要加热才能发生的放热反应，如果反应放出的热量达到反应所需要的热量，停止加热反应也能继续进行，如FeSFeS。答案A【学以致用2】下列变化中属于吸热反应的是()液态水汽化将胆矾加热变为白色粉末苛性钠固体溶于水氯酸钾分解制氧气生石灰跟水反应生成熟石灰干冰升华A BC D解析注意吸热或放热过程与吸热反应或放热反应的区别。水汽化是物理变化，不属于吸热反应。CuSO45H2O受热分解生成CuSO4和H2O，属于吸热反应。KClO3分解是吸热反应。是放热反应，均为物理变化。答案B1下列各图中，表示该化学反应是吸热反应的是()解析吸热反应中反应物的总能量小于生成物的总能