4.2   化學(xué)變化中的能量變化(第一課時(shí))

課前自主預(yù)習(xí)

基礎(chǔ)梳理

[閱讀與思考]閱讀教材P_82-85，思考并完成下列內(nèi)容：

一,、化學(xué)反應(yīng)中能量的形式

化學(xué)反應(yīng)過程中釋放的能量有多種形式,，如_________、_________,、_________等多種形式的能量,，但大多數(shù)是_________。

二,、吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)

化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,，通常表現(xiàn)為_______的變化。在化學(xué)反應(yīng)中__________________的熱量,，叫做反應(yīng)的熱效應(yīng)。把有熱量放出的化學(xué)反應(yīng)叫做_________反應(yīng),，在反應(yīng)方程式右方用“______Q”表示（填“+”或“-”）,；把________________的化學(xué)反應(yīng)叫做吸熱反應(yīng)，在反應(yīng)方程式右方用“______Q”表示（填“+”或“-”）,。如：

放熱反應(yīng)      C + O₂ CO₂ + Q        2H₂ + O₂ 2H₂O + Q

吸熱反應(yīng)      CaCO₃ CaO + CO₂↑- Q     C + CO₂ 2CO – Q

三,、化學(xué)能與反應(yīng)熱

1．化學(xué)能：________________________________________________________________；

2．反應(yīng)熱： _________________________________________________________________,；

一個(gè)反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng),，取決于______________________________________,；而與反應(yīng)條件無關(guān)。

若反應(yīng)物具有的總能量﹥生成物具有的總能量,，該反應(yīng)為___________反應(yīng),。

若反應(yīng)物具有的總能量﹤生成物具有的總能量，該反應(yīng)為___________反應(yīng),。

化學(xué)反應(yīng)中能量變化示意圖

因此,，化學(xué)反應(yīng)的過程可看成是儲(chǔ)存在物質(zhì)內(nèi)部的能量轉(zhuǎn)化為熱能等_________出來的過程，也可看成是熱能等轉(zhuǎn)化為物質(zhì)內(nèi)部的能量而被_________起來的過程,。

3．化合反應(yīng)中,，應(yīng)用反應(yīng)熱判斷物質(zhì)的熱穩(wěn)定性

大量事實(shí)表明，在_____________反應(yīng)中,，生成相等物質(zhì)的量的生成物時(shí),，放出的能量越多，生成物的熱穩(wěn)定性越______,。吸收的能量越多,，生成物的熱穩(wěn)定性越_____。因此,，___________________________________________是判斷生成物熱穩(wěn)定性的有效標(biāo)志,。

如：2H₂(g) + O₂(g) 2H₂O(g) + 483.6 kJ

H₂(g) + S(g) H₂S(g) + 20.1 kJ

可見，上述化合反應(yīng)中,，生成1molH₂O(g)放出熱量_________ kJ,；而生成1molH₂S(g)放出熱量_________ kJ，所以熱穩(wěn)定性H₂O________ H₂S（填“﹤”,、“﹥”,、“﹦”）。

自我測(cè)評(píng)

1．下列說法正確的是（      ）

A．放熱反應(yīng)一定需要加熱才能發(fā)生

B．有些吸熱反應(yīng)在常溫下也能發(fā)生

C．反應(yīng)物的總能量與生成物具有的總能量決定了反應(yīng)是放熱還是吸熱

D．化學(xué)反應(yīng)中的能量變化僅表現(xiàn)為熱量變化

2．下列變化屬于吸熱反應(yīng)的是（      ）

①液態(tài)水汽化  ②將膽礬加熱變?yōu)榘咨勰?/SPAN>  ③濃硫酸稀釋  ④氯酸鉀分解制氧氣 

⑤生石灰與水反應(yīng)生成熟石灰

A．①④          B．②③         C．①④⑤       D．②④

3．已知： ①H₂(g)+F₂(g)→2HF(g) + Q,， 

②H₂(g)+Cl₂(g)→2HCl(g) + 184.6kJ,，

③H₂(g)+Br₂(g)→2HBr(g) + 72.8kJ，

④H₂(g)+I₂(g)→2HI(g) - 53kJ,，

請(qǐng)根據(jù)上述化學(xué)方程式,，推測(cè)Q值      184.6kJ（填“>”或“<”）,并判斷HF、HCl,、HBr,、HI的熱穩(wěn)定性的相對(duì)大小為                   ?？芍?，      反應(yīng)中生成         的生成物時(shí)，吸收或放出熱量的相對(duì)大小是判斷生成物熱穩(wěn)定性的有效標(biāo)志,。

課堂互動(dòng)探究

核心突破

1．根據(jù)下列能量變化示意圖,，分析下列說法中正確的是（      ）  

A．A(g)+B(g)→C(g)+D(l) 是放熱反應(yīng)

B．A(g)+B(g)→C(g)+D(l) 是吸熱反應(yīng)

C．C(g)+D(l)→A(g)+B(g) 是放熱反應(yīng)

D．C(g)+D(l) 具有的能量大于A(g)+B(g) 具有的能量 

2．根據(jù)下列熱化學(xué)方程式,，分析三種氯化物加熱分解時(shí)從難到易的順序是（      ）

Ca(s)+Cl₂(g)→CaCl₂(s)+795kJ；

Sr(s)+Cl₂(g)→SrCl₂(s)+828kJ,；

Ba(s)+Cl₂(g)→BaCl₂(s)+860kJ

A．CaCl₂,、SrCl₂、BaCl₂           B．BaCl₂,、CaCl₂,、SrCl₂  

C．BaCl₂、SrCl₂,、CaCl₂           D．SrCl₂,、CaCl₂、BaCl₂

3．下列反應(yīng)中,，屬于放熱反應(yīng)的有___________,，屬于吸熱反應(yīng)的有_____________。

A．碳酸鈣受熱分解                    B．燃料燃燒  

C．Ba(OH)₂·8H₂O和NH₄Cl固體反應(yīng)     D．鎂與鹽酸反應(yīng) 

E．C和H₂O制水煤氣                  F．酸堿中和反應(yīng),，

4．已知：H₂(g)＋O₂(g)→ H₂O(g)，反應(yīng)過程中的能量變化如圖,，問：

(1)a,、b、c分別代表什么意義,？

a ______________________________________________

b_______________________________________________

c_______________________________________________

(2)該反應(yīng)是________反應(yīng)（填“吸熱”,、“放熱”）。若用E（反應(yīng)物吸收）表示反應(yīng)物化學(xué)鍵斷裂吸收的能量,，用E（生成物釋放）表示生成物化學(xué)鍵形成時(shí)釋放的能量,，則計(jì)算反應(yīng)熱的公式為:反應(yīng)熱=____________________

變式訓(xùn)練

1．從右圖所示的某氣體反應(yīng)的能量變化分析，以下判斷錯(cuò)誤的是（      ）

A．這是一個(gè)放熱反應(yīng)         

B．該反應(yīng)可能需要加熱

C．生成物的總能量低于參加反應(yīng)物的總能量 

D．反應(yīng)物比生成物更穩(wěn)定 

2．下列反應(yīng)既屬于氧化還原反應(yīng),，又是吸熱反應(yīng)的是（      ）

A．鋅粒與稀硫酸的反應(yīng)                 B．灼熱的木炭與CO₂反應(yīng)

C．甲烷在氧氣中的燃燒反應(yīng)        D．Ba(OH)₂·8H₂O晶體與NH₄Cl晶體的反應(yīng)

3．已知拆開1 mol H—H鍵,、1 mol I—I、1 mol H—I鍵分別需要吸收的能量為436kJ,、151k J,、299k J。則由氫氣和碘反應(yīng)生成1 mol HI需要      （填“放出”或“吸收”）     k J熱量,。

課后鞏固歸納

自主練習(xí)

基礎(chǔ)題

一,、選擇題（每小題只有一個(gè)正確選項(xiàng)）

1．下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)換的認(rèn)識(shí)中不正確的是（      ）

A．電解水生成氫氣和氧氣時(shí)，電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能   

B．白熾燈工作時(shí)電能全部轉(zhuǎn)化成光能

C．綠色植物光合作用過程中太陽能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能  

D．煤燃燒時(shí)化學(xué)能主要轉(zhuǎn)變成熱能

2．下列關(guān)于反應(yīng)熱的敘述,，正確的是（      ）

A．反應(yīng)過程中放出的熱才是反應(yīng)熱          B．反應(yīng)過程中吸收的熱才是反應(yīng)熱

C．反應(yīng)過程中放出或吸收的熱都是反應(yīng)熱    D．燃燒放出的熱量才是反應(yīng)熱

3．下列變化過程中，需要吸收熱量的是（      ）

    A．水凝結(jié)成冰            B．氟利昂蒸汽液化   

    C．碘蒸汽凝華            D．電解水

4．下列反應(yīng)過程一定吸收能量的是（      ）

    A．化合反應(yīng)     B．分解反應(yīng)   C．分子解離為原子  D．原子組成分子

5．從右圖所示的某氣體反應(yīng)的能量變化分析,，以下判斷錯(cuò)誤的是（      ）

A．這是一個(gè)放熱反應(yīng)         

B．該反應(yīng)可能需要加熱

C．生成物的總能量低于參加反應(yīng)物的總能量 

D．反應(yīng)物比生成物更穩(wěn)定 

6．下列反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)的是（      ）

A．氫氣還原氧化銅                       B．氫氣在氧氣中燃燒

C．碳酸鈣高溫分解成氧化鈣和二氧化碳     D．氯酸鉀和二氧化錳混合加熱制氧氣 

7．下列變化屬于吸熱反應(yīng)的是：①液態(tài)水汽化  ②將膽礬加熱變?yōu)榘咨勰?/SPAN>  ③濃硫酸稀釋  ④氯酸鉀分解制氧氣  ⑤生石灰與水反應(yīng)生成熟石灰（      ）

    A．①④          B．②③         C．①④⑤       D．②④

8．根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是舊鍵的斷裂和新鍵的形成過程,，下列不屬于化學(xué)變化的是（      ）

    A．白磷在260℃轉(zhuǎn)化為紅磷          B．石墨在高溫高壓下轉(zhuǎn)化為金剛石

    C．干冰轉(zhuǎn)化為CO₂氣體             D．固態(tài)S₈加熱到444.6℃轉(zhuǎn)化為硫蒸氣S₂ 

9．下列說法錯(cuò)誤的是（      ）

    A．化學(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因

    B．放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)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

    C．化學(xué)反應(yīng)中能量變化,通常主要表現(xiàn)為熱量的變化------放熱或者吸熱

    D．凡經(jīng)加熱而發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)

10．天然氣和液化石油氣燃燒的主要化學(xué)方程式分別為：

CH₄＋2O₂→CO₂＋2H₂O      C₃H₈＋5O₂→3CO₂＋4H₂O

現(xiàn)有一套以天然氣為燃料的灶具,，今改為燒液化石油氣，應(yīng)采用正確措施是（      ）

    A．減少空氣進(jìn)入量,，增大石油氣進(jìn)氣量   

    B．增大空氣進(jìn)入量,，減少石油氣進(jìn)氣量

    C．減少空氣進(jìn)入量，減少石油氣進(jìn)氣量   

    D．增大空氣進(jìn)入量,，增大石油氣進(jìn)氣量

二,、填空題

11．化學(xué)反應(yīng)過程中釋放的能量有多種形式，如_________,、_________,、_________等多種形式的能量，但大多數(shù)是_________,。

12．化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,，通常表現(xiàn)為_________的變化。在化學(xué)反應(yīng)中_________________的熱量,，叫做反應(yīng)的熱效應(yīng),。把有熱量放出的化學(xué)反應(yīng)在叫做___________反應(yīng)；把____________________的化學(xué)反應(yīng)叫做吸熱反應(yīng),。

13．一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng),，取決于__________________________________，而與_____________無關(guān),。通常,，在常見的化學(xué)反應(yīng)中，____________________,、_________________,、____________________等是放熱反應(yīng)；而____________________,、__________________________等是吸熱反應(yīng),。

14．大量事實(shí)表明，在___________反應(yīng)中,，生成相等物質(zhì)的量的生成物時(shí),，放出的能量越多，生成物的熱穩(wěn)定性越______,。吸收的能量越多,，生成物的熱穩(wěn)定性越_____。因此,，___________________________________________是判斷生成物熱穩(wěn)定性的有效標(biāo)志,。

已知：2H₂(g) + O₂(g) 2H₂O(g) + 483.6 kJ，H₂(g) + S(g) H₂S(g) + 20.1 kJ，則熱穩(wěn)定性H₂O________ H₂S（填“﹤”,、“﹥”,、“﹦”）。

提高題

一,、選擇題（每小題只有一個(gè)正確選項(xiàng)）

1．下列各圖中,，表示正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)的圖象是（      ）

2．下列反應(yīng)中，既屬于氧化還原反應(yīng),，又是吸熱反應(yīng)的是（      ）

A．灼熱的碳與CO₂的反應(yīng)        B．Ba(OH)₂·8H₂O與NH₄Cl的反應(yīng)

C．鋁片與稀鹽酸的反應(yīng)          D．甲烷在氧氣中的燃燒反應(yīng)

3．下列過程需要吸熱的是（      ）

A．O₂→O＋O                 B．H＋Cl→HCl   

C．CaO＋H₂O→Ca(OH)₂        D．濃硫酸稀釋

4．下列說法正確的是（      ）

① 干冰蒸發(fā)吸收大量的熱,，這就是化學(xué)反應(yīng)中的吸熱現(xiàn)象  ② 酒精常被用作酒精燈和內(nèi)燃機(jī)中的燃料，說明酒精燃燒是放熱反應(yīng)   ③木炭常溫下不燃燒,，加熱才能燃燒,，說明木炭燃燒是吸熱反應(yīng)  ④人們用氫氧焰焊接金屬，主要是利用了H₂和O₂化合時(shí)所放出的熱量

    A．① ②      B．② ④    C．① ③      D．③ ④

5．我國發(fā)射的神舟五號(hào)載人飛船的燃料是鋁粉與高氯酸銨的混合物,。點(diǎn)燃時(shí),，鋁粉氧化放熱引發(fā)高氯酸銨反應(yīng)：2NH₄ClO₄→N₂↑+4H₂O+Cl₂↑+2O₂↑+Q。關(guān)于該反應(yīng)敘述不正確的是（      ）

A．該反應(yīng)屬于分解反應(yīng),、氧化還原反應(yīng),、放熱反應(yīng)

B．該反應(yīng)瞬間能產(chǎn)生大量高溫氣體，推動(dòng)飛船飛行

C．從能量變化上看,，該反應(yīng)主要是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎蛣?dòng)能

D．反應(yīng)中NH₄ClO₄只起到氧化劑的作用

6．已知氯氣,、溴蒸氣分別跟氫氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下(Q₁、Q₂均為正值)：

H₂(g)+Cl₂(g) →2HCl(g)+Q₁,；H₂(g)+Br₂(g) →2HBr (g)+Q₂,。 有關(guān)敘述正確的是 （      ）

  A． Q₁＜Q₂                      

  B．生成物總能量均高于反應(yīng)物總能量

  C．生成1molHCl氣體時(shí)放出 熱量

D．1mol HBr(g)具有的能量大于1mol HBr(1)具有的能量

二、填空題

7． “中和熱”是熱化學(xué)中一個(gè)重要的概念,，其定義為：在稀溶液里,，酸和堿發(fā)生中和反應(yīng)而生成1mol水，這時(shí)的反應(yīng)熱叫做中和熱,。即：

H⁺（aq）+OH^-（aq）→H₂O（l）+Q,。

（1）HCl + NaOH → NaCl + H₂O + Q₁，Q₁   Q（填">",、"<"或"=",，下同）；

（2）H₂SO₄ + 2NaOH → 2NaCl + 2H₂O + Q₂,，Q₂     Q,；

（3）CH₃COOH + NaOH →CH₃COONa + H₂O + Q₃，Q₃     Q,。

8．50 mL 0.50 mol·L^-1鹽酸與50 mL 0.55 mol·L^-1NaOH溶液在如圖所示的裝置中進(jìn)行中和反應(yīng),。通過測(cè)定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計(jì)算中和熱,，回答下列問題：

中和熱的測(cè)定

（1）燒杯間填滿碎泡沫塑料的作用是_______________________。

（2）大燒杯上如不蓋硬紙板,，求得的中和熱數(shù)值_____________,。（填“偏大”“偏小”或“無影響”）。

（3）實(shí)驗(yàn)中改用60 mL 0.50 mol·L^-1鹽酸進(jìn)行反應(yīng),，與上述實(shí)驗(yàn)相比，所放出的熱量_____________（填“相等”“不相等”）,，所求中和熱_____________（填“相等”“不相等”）,，簡述理由：_______________________________________________________________________。

（4）用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),，測(cè)得的中和熱的數(shù)值會(huì)_____________（填“偏大”“偏小”“無影響”）,。

9．已知：H₂(g)＋O₂(g)→ H₂O(g),，反應(yīng)過程中的能量變化如圖,，問：

(1)a、b,、c分別代表什么意義,？

a ______________________________________________

b_______________________________________________

c_______________________________________________

(2)該反應(yīng)是________反應(yīng)（填“吸熱”、“放熱”）,。若用E（反應(yīng)物吸收）表示反應(yīng)物化學(xué)鍵斷裂吸收的能量,，用E（生成物釋放）表示生成物化學(xué)鍵形成時(shí)釋放的能量，則計(jì)算反應(yīng)熱的公式為:反應(yīng)熱=____________________

三,、簡答題

10．已知：①1 mol H₂分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收436 kJ的能量　

②1 mol Cl₂分子中化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收243 kJ的能量　

③由H原子和Cl原子形成1 mol HCl分子時(shí)釋放431 kJ的能量,。

問：H₂與Cl₂反應(yīng)生成HCl是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)？1mol H₂發(fā)生該反應(yīng)時(shí)的反應(yīng)熱如何計(jì)算,？