第二章化学反第二章化学反应与能量与能量第一节化学能与热能第一节化学能与热能情景设疑情景设疑目标定位目标定位“神舟神舟”七号飞船返回时怎样七号飞船返回时怎样“退烧退烧”？“釜底抽薪式退烧釜底抽薪式退烧”烧蚀，就是用一些高分子材料烧蚀，就是用一些高分子材料做飞船的蒙皮，有意识地让它在做飞船的蒙皮，有意识地让它在高温加热时烧掉，将热量带走，高温加热时烧掉，将热量带走，从而达到保存主要结构的目的。从而达到保存主要结构的目的。烧蚀防热是广泛用于载人飞船进烧蚀防热是广泛用于载人飞船进入大气层时降温的一种方法，目入大气层时降温的一种方法，目前，随着技术的发展，烧蚀材料前，随着技术的发展，烧蚀材料的种类越来越多。的种类越来越多。“神舟神舟”七号七号飞船的热量是怎样产生的呢？飞船的热量是怎样产生的呢？(附图下页附图下页)1.知道化学键的断裂知道化学键的断裂与形成是化学反应中与形成是化学反应中能量变化的主要原因。能量变化的主要原因。2知道反应物与生成知道反应物与生成物总能量的相对高低物总能量的相对高低是反应过程中能量变是反应过程中能量变化的决定因素。化的决定因素。3了解化学能与热能了解化学能与热能的相互转化。的相互转化。4了解能量转化在生了解能量转化在生产、生活中的应用。产、生活中的应用。1化学反应的实质化学反应的实质化学反化学反应的的实质是是_，即反即反应物中物中_的断裂和生成物中的断裂和生成物中_的形成。的形成。原子原子(或原子团或原子团)的重新组合的重新组合旧化学键旧化学键新化学新化学键键2化学反应中能量变化的原因化学反应中能量变化的原因(微观角度微观角度)(1)物物质中的原子之中的原子之间是通是通过_结合的。合的。(2)断开反断开反应物中的化学物中的化学键要要_能量，形成生能量，形成生成物中的化学成物中的化学键要要_能量。能量。(3)实例例(25 和和101 kPa的条件下的条件下)化学键化学键吸收吸收放出放出(4)物物质在化学反在化学反应中中发生能量生能量变化的主要原因是化学化的主要原因是化学键的的_。断裂和形成断裂和形成3化学反应中能量变化的决定因素化学反应中能量变化的决定因素(宏观角度宏观角度)(1)物物质的的稳定性与能量的关系定性与能量的关系(2)化学反化学反应中能量中能量变化的决定因素化的决定因素(用用E表示物表示物质能量能量)即：即：断裂化学键断裂化学键吸收的能量吸收的能量形成化学键形成化学键放出的能量放出的能量H2Cl2HCl1 mol化化学键学键436 kJ243 kJ431 kJH2Cl2=2HCl共吸收共吸收436 kJ243 kJ679 kJ共放出共放出862 kJ679 kJ862 kJ183 kJ，即反应，即反应放出放出183 kJ热量热量3举例举例化学键变化学键变化化能量变化能量变化拆开拆开1 mol NN吸收吸收942 kJ折开折开1 mol HH吸收吸收436 kJ形成形成1 mol NH放出放出391 kJ则反反应：N23H2=2NH3的能量的能量变化化QQ(吸吸)Q(放放)(942 kJ436 kJ3)391 kJ3296 kJ即即该过程放出程放出96 kJ热量。量。特别提醒特别提醒公式中公式中Q(吸吸)表示所有反应物断裂时所有化学键吸收表示所有反应物断裂时所有化学键吸收的能量和，的能量和，Q(放放)表示所有生成物形成时所有化学键放出的能量和。表示所有生成物形成时所有化学键放出的能量和。1已知拆开已知拆开1 mol氢气中的化学气中的化学键需要消耗需要消耗436 kJ能量，拆开能量，拆开1 mol O2分子中的化学分子中的化学键需要消耗需要消耗496 kJ能量，形成水分子中的能量，形成水分子中的1 mol HO共价共价键能能释放出放出463 kJ能量。能量。试说明反明反应2H2O2=2H2O中的能量中的能量变化，并将反化，并将反应中能量中能量变化的数化的数值标注在如下注在如下图所示的坐所示的坐标系中。系中。解析：解析：拆开拆开2 mol氢气中的化学键和氢气中的化学键和1 mol O2分子中的化学键，共分子中的化学键，共需要消耗能量需要消耗能量436 kJmol12 mol496 kJmol11 mol1 368 kJ，由，由4 mol H原子和原子和2 mol O原子形成原子形成2 mol H2O释放能量为：释放能量为：463 kJmol14 mol1 852 kJ，释放的能量大于吸收的能量，所以反，释放的能量大于吸收的能量，所以反应放热，放出热量为：应放热，放出热量为：1 852 kJ1 368 kJ484 kJ。答案：答案：该反反应为放放热反反应，能量，能量变化数化数值见下下图1两条基本的自然定律两条基本的自然定律(1)质量守恒定律：自然界的物量守恒定律：自然界的物质发生生转化化时，_不不变。(2)能量守恒定律：一种形式的能量可以能量守恒定律：一种形式的能量可以转化化为另一种形式的能量，但是体系包含的另一种形式的能量，但是体系包含的_不不变。总质量总质量总能量总能量3化学能与热能相互转化的意义化学能与热能相互转化的意义过程程(1)：提供了人：提供了人类生存和生存和发展所需要的能量和展所需要的能量和动力。力。过程程(2)：人：人类进行化工生行化工生产、研制新物、研制新物质不可或缺的条件和途径。不可或缺的条件和途径。4人类利用能源的三个阶段人类利用能源的三个阶段(1)柴草柴草时期期该时期从火的期从火的发现至至18世世纪产业革命，以革命，以树枝枝杂草草为主要能源。主要能源。(2)化石能源化石能源时期期从从18世世纪中期到中期到现代，以代，以_为主要能源。主要能源。(3)多能源多能源结构构时期期以可再生能源和清以可再生能源和清洁能源能源(_能源能源)为主要能主要能源，主要源，主要_、生物、生物质能能等。等。煤、石油、天然气煤、石油、天然气绿色绿色包括太阳能、氢能、核能包括太阳能、氢能、核能特别提醒特别提醒吸热反应和放热反应均是化学反应。吸热反应和放热反应均是化学反应。NaOH固体溶于水、浓固体溶于水、浓H2SO4溶于水，属于放热过程，不属于放热溶于水，属于放热过程，不属于放热反应；反应；NH4NO3固体溶于水、升华、蒸发、分子形成原子等属于吸固体溶于水、升华、蒸发、分子形成原子等属于吸热过程，不属于吸热反应。热过程，不属于吸热反应。答案：答案：CD解析：解析：任何化学反应都伴随着能量的变化，任何化学反应都伴随着能量的变化，A正确；有新物质生成正确；有新物质生成的反应为化学反应，的反应为化学反应，B正确；很多放热反应需要加热或点燃才能发正确；很多放热反应需要加热或点燃才能发生，生，C正确；化学反应中有反应物中旧化学键断裂，也有生成物中正确；化学反应中有反应物中旧化学键断裂，也有生成物中新化学键形成，新化学键形成，D不正确。不正确。答案：答案：D规律方法规律方法化学反应都伴随着能量变化，只有两种情况：一种为化学反应都伴随着能量变化，只有两种情况：一种为吸热反应，一种为放热反应。某个反应是吸热反应还是放热反应吸热反应，一种为放热反应。某个反应是吸热反应还是放热反应与反应条件无必然关系。与反应条件无必然关系。1下列反下列反应一定属于放一定属于放热反反应的是的是()硫酸与硫酸与Ba(OH)2溶液混合溶液混合Mg与与CH3COOH溶液的反溶液的反应燃燃烧中和反中和反应复分解反复分解反应ABC D全是全是解析：解析：硫酸与硫酸与Ba(OH)2溶液混合，酸碱发生中和反应，是放热反溶液混合，酸碱发生中和反应，是放热反应。镁与醋酸溶液的反应也是放热反应。燃烧是指剧烈的发光发应。镁与醋酸溶液的反应也是放热反应。燃烧是指剧烈的发光发热的反应，因而都是放热反应。复分解反应，有的是放热反应，热的反应，因而都是放热反应。复分解反应，有的是放热反应，如酸碱中和反应；有的是吸热反应，如氢氧化钡晶体与氯化铵晶如酸碱中和反应；有的是吸热反应，如氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应。体的反应。答案：答案：A下表中的数据是破坏下表中的数据是破坏1 mol物物质中的化学中的化学键所消耗的能量：所消耗的能量：物质物质Cl2Br2I2HCl HBr HIH2能量能量(kJ)243 193 151 432366298 436根据上述数据回答下列根据上述数据回答下列问题：(1)下列物下列物质本身具有的能量最低的是本身具有的能量最低的是_。AH2BCl2CBr2 DI2(2)下列下列氢化物中最化物中最稳定的是定的是_。AHCl BHBrCHI(3)X2H2=2HX(X代表代表Cl、Br、I)的反的反应是吸是吸热反反应还是放是放热反反应？_。(4)相同条件下，相同条件下，X2(X代表代表Cl、Br、I)分分别与与氢气反气反应，当消耗等物，当消耗等物质的量的的量的氢气气时，放出或吸收的，放出或吸收的热量最多的是量最多的是_。思路点拨：思路点拨：解决此题的关键有以下两点：解决此题的关键有以下两点：(1)键能越大，物质越稳定。键能越大，物质越稳定。(2)化学键变化所吸收或放出的能量即为反应热。化学键变化所吸收或放出的能量即为反应热。解析：解析：(1)、(2)破坏破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量越大，则物质中的化学键所消耗的能量越大，则物质越稳定，所具有的能量越低。物质越稳定，所具有的能量越低。(3)、(4)以氯元素为例计算断开以氯元素为例计算断开1 mol ClCl键和键和HH键需吸收能量：键需吸收能量：243 kJ436 kJ679 kJ，而，而形成形成2 mol HCl放出的能量为放出的能量为2432 kJ864 kJ，所以在，所以在Cl2H2=2HCl反应中放出反应中放出864 kJ679 kJ185 kJ的热量，同理可计的热量，同理可计算在算在Br2H2=2HBr、I2H22HI反应中分别放出反应中分别放出103 kJ、9 kJ的热量的热量 。答案：答案：(1)A(2)A(3)放放热反反应(4)Cl22氢气在气在氯气中燃气中燃烧时产生生苍白色火焰。在反白色火焰。在反应过程中，破坏程中，破坏1 mol氢气中的化学气中的化学键消耗的能量消耗的能量为Q1 kJ，破坏，破坏1 mol氯气中的化学气中的化学键消耗的能量消耗的能量为Q2 kJ，形成，形成1 mol氯化化氢中的化学中的化学键释放的能量放的能量为Q3 kJ。下列关系式正确的是。下列关系式正确的是()AQ1Q2Q3BQ1Q22Q3CQ1Q2Q3DQ1Q22Q3答案：答案：D热点实验探究热点实验探究Ba(OH)28H2O和和NH4Cl的吸热反应的吸热反应探究探究Ba(OH)28H2O和和NH4Cl的反的反应应注意以下注意以下问题：(1)注意注意药品的用量品的用量因因为反反应物越多，所吸收的物越多，所吸收的热量越多，温度降低的越快，所以量越多，温度降低的越快，所以该反反应所用所用药品的量不能少于教材中提供的品的量不能少于教材中提供的药品用量：品用量：20 g Ba(OH)28H2O、10 g NH4Cl。(2)注意注意仪器的器的选择烧杯以杯以选择100 mL规格的格的为宜；宜；对于玻璃片于玻璃片(或小木板或小木板)应该选择质量量轻、面、面积和和烧杯底部吻合杯底部吻合(比比烧杯底面杯底面积稍大稍大)的的,最好最好选用薄的毛用薄的毛玻璃。玻璃。(3)注意正确的操作注意正确的操作玻璃片上玻璃片上铺水要均匀；水要均匀；搅拌要快、要拌要快、要稳。探究举例探究举例在一个小在一个小烧杯里，加入杯里，加入约20 g已研磨成粉末的已研磨成粉末的氢氧化氧化钡晶体晶体Ba(OH)28H2O，将小，将小烧杯放在事先已滴有杯放在事先已滴有34滴水的玻滴水的玻璃片璃片(或三合板或三合板)上，然后向上，然后向烧杯内加入杯内加入约10 g NH4Cl晶体晶体,并立即用并立即用玻璃棒迅速玻璃棒迅速搅拌如拌如图所示。所示。试回答下列回答下列问题：(1)实验中要立即用玻璃棒迅速中要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是拌的原因是_。(2)如果如果实验中没有看到中没有看到“结冰冰”现象，可能的原因是象，可能的原因是_。(答出答出3个或个或3个以上原因个以上原因)(3)如果没有看到如果没有看到“结冰冰”现象，象，为说明明该反反应吸吸热，我，我们还可以可以采取的方式是采取的方式是_。(答出两种方案答出两种方案)(4)实验中即使不中即使不“结冰冰”，提起，提起烧杯的杯的时候，候，发现烧杯与玻璃片杯与玻璃片也也“粘在一起了粘在一起了”，原因是，原因是_。(5)试用用简单的方法的方法说明明烧杯与玻璃片之杯与玻璃片之间是因是因为“结冰冰”而粘在而粘在一起的：一起的：_。解析：解析：要想证明该反应吸热，不一定要通过要想证明该反应吸热，不一定要通过“结冰结冰”现象，还现象，还可以是可以是“人的感觉人的感觉”、“温度计温度计”等，但是无论通过什么方式，等，但是无论通过什么方式，实验成功的关键是让反应快速进行，从而在较短的时间内使体系实验成功的关键是让反应快速进行，从而在较短的时间内使体系温度得到明显的下降。温度得到明显的下降。通过通过“结冰结冰”现象推断反应吸热时，容易出现一个假象，因为即现象推断反应吸热时，容易出现一个假象，因为即使在不结冰的情况下，由于水排开了烧杯底部与玻璃片之间的空使在不结冰的情况下，由于水排开了烧杯底部与玻璃片之间的空气，在大气压的作用下，烧杯和玻璃片也可能粘在一起，当然这气，在大气压的作用下，烧杯和玻璃片也可能粘在一起，当然这种假象可以通过烧杯和玻璃片之间是否能够发生相对滑动来验证，种假象可以通过烧杯和玻璃片之间是否能够发生相对滑动来验证，如果是大气压的作用，它们之间可以发生相对滑动；如果是结冰如果是大气压的作用，它们之间可以发生相对滑动；如果是结冰的原因，它们之间不能发生相对滑动。的原因，它们之间不能发生相对滑动。答案：答案： (1)使反使反应物迅速混合而充分反物迅速混合而充分反应，使温度迅速下降，使温度迅速下降(2)药品用量太少；品用量太少；Ba(OH)28H2O晶体未研成粉末，反晶体未研成粉末，反应太慢；太慢；没有立即迅速没有立即迅速搅拌；拌；环境温度太高；境温度太高；玻璃片上加水太多；玻璃片上加水太多；氢氧化氧化钡晶体失水晶体失水(3)用皮肤感受，感用皮肤感受，感觉很凉；很凉；用温度用温度计来来检验，发现温度降低温度降低(4)水排开了水排开了烧杯底部与玻璃片之杯底部与玻璃片之间的空气，在大气的空气，在大气压的作用下，的作用下，烧杯与玻璃片粘在一起了杯与玻璃片粘在一起了 (5)看能否从看能否从侧面相面相对滑滑动，若不能，若不能，则是由于是由于“结冰冰”而粘在一而粘在一起的起的1. (2011江江苏化学化学)化学与人化学与人类生活、社会可持生活、社会可持续发展密切相关。展密切相关。下列措施有利于下列措施有利于节能减排、保能减排、保护环境的是境的是() 加快化石燃料的加快化石燃料的开采与使用；开采与使用；研研发易降解的生物易降解的生物农药；应用高效用高效洁净的能源的能源转化技化技术；田田间焚焚烧秸秸秆；推广使用推广使用节能能环保材料。保材料。ABC D解析：解析：本题考查化学与本题考查化学与STSE的联系，意在考查考生运用化学知的联系，意在考查考生运用化学知识解决实际问题的能力。加快化石燃料的开采与使用不利于节能识解决实际问题的能力。加快化石燃料的开采与使用不利于节能减排，田间焚烧秸秆会污染环境，故选减排，田间焚烧秸秆会污染环境，故选B。答案：答案：B2下列下列变化化过程需要吸收能量的是程需要吸收能量的是()解析：解析：A选项中氢气球发生爆炸时发生了氢气与氧气的反应，是燃选项中氢气球发生爆炸时发生了氢气与氧气的反应，是燃烧反应为放热反应；烧反应为放热反应；B选项中向河水中投放生石灰时发生了选项中向河水中投放生石灰时发生了CaOH2O=Ca(OH)2，是放热反应；，是放热反应；C选项中两个氯原子之间结合成氯选项中两个氯原子之间结合成氯气分子，原子之间形成了共价键，对外释放能量；因此，气分子，原子之间形成了共价键，对外释放能量；因此，A、B、C三个过程均是释放能量的变化过程。三个过程均是释放能量的变化过程。D选项中一个氢气分子分解生选项中一个氢气分子分解生成了两个氢原子，破坏氢气分子中的化学键要吸收能量。所以正确成了两个氢原子，破坏氢气分子中的化学键要吸收能量。所以正确答案为答案为D。答案：答案：D3如如图所示，燃料燃所示，燃料燃烧后的后的产物物(如如CO2、H2O、N2等等)可以利用太可以利用太阳能阳能实现转化循化循环利用。利用。则下列有关下列有关说法不正确的是法不正确的是()A通通过上述循上述循环，太阳能最，太阳能最终转化化为热能能B所有可燃物燃所有可燃物燃烧时放出的能量均来源于太阳能放出的能量均来源于太阳能C上述上述转化涉及的反化涉及的反应都属于化学都属于化学变化化D上述上述转化不化不仅可以消除可以消除对大气的大气的污染，染，还可以可以节约燃料，燃料，缓解解能源危机能源危机解析：解析：由题图信息知燃料燃烧的产物由题图信息知燃料燃烧的产物H2O、CO2、N2在太阳能的在太阳能的作用下生成可燃物，此过程将太阳能转化为化学能而贮存起来，作用下生成可燃物，此过程将太阳能转化为化学能而贮存起来，当这些燃料燃烧时，又由化学能转化为热能，因此太阳能最终转当这些燃料燃烧时，又由化学能转化为热能，因此太阳能最终转化为热能，故化为热能，故A项正确；所有可燃物燃烧时放出的能量均来自化学项正确；所有可燃物燃烧时放出的能量均来自化学能，而化学能不一定来自太阳能，能，而化学能不一定来自太阳能，B项错误；题中转化涉及的反应项错误；题中转化涉及的反应均有新物质生成，都属于化学变化，均有新物质生成，都属于化学变化，C项正确；化石燃料的大量燃项正确；化石燃料的大量燃烧，导致温室效应，而燃烧产物的循环利用，不仅降低了温室气烧，导致温室效应，而燃烧产物的循环利用，不仅降低了温室气体的排放，同时减少了化石燃料的使用，缓解了能源危机，故体的排放，同时减少了化石燃料的使用，缓解了能源危机，故D项项正确。正确。答案：答案：B4根据下面的信息，判断下列叙述正确的是根据下面的信息，判断下列叙述正确的是(双双选)()答案：答案：AD5预计将于将于2011年年发射的射的“神舟八号神舟八号”宇宙宇宙飞船将会有两个重大船将会有两个重大使命，一是突破空使命，一是突破空间交会交会对接技接技术，二是，二是实现载人人飞船定型。船定型。“神舟神舟”系列火箭用偏二甲系列火箭用偏二甲肼(C2H8N2)作燃料，四氧化二氮作氧化作燃料，四氧化二氮作氧化剂，生成氮气和二氧化碳气体。生成氮气和二氧化碳气体。(1)写出反写出反应的化学方程式：的化学方程式：_。(2)该反反应是是_(填填“放放热”或或“吸吸热”)反反应，反，反应物的物的总能量能量_(填填“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”)生成物的生成物的总能量，断开化学能量，断开化学键_的的总能量小于形成化学能量小于形成化学键_的的总能量。能量。解析：解析：因为此反应是燃烧反应，所以应是放热反应。因为此反应是燃烧反应，所以应是放热反应。练规范、练技能、练速度练规范、练技能、练速度