2019-2020学年人教版必修2 第二章第一节 化学能与热能 学案

第一节 化学能与热能

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

的总能量与生成物的总能量的相对大小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。

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——微观角度 (1)化学反应过程,反应物)――→(2)化学反应中能量变化的原因

旧化学键断裂

原子或

原子团

新化学键形成

――→生成物

2．化学反应中能量变化的决定因素——宏观角度 图示 能量相对大小 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

结论：化学反应中的能量变化决定于反应物的总能量和生成物的总能量的相对大小。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)只要有化学键的断裂，一定发生化学反应。( ) (2)断裂化学键释放能量，生成化学键吸收能量。( )

(3)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。( ) (4)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)× 2．已知2SO2＋O22SO3为放热反应，下列对该反应的说法正确的是( ) A．O2的能量一定高于SO2的能量

B．SO2和O2的总能量一定高于SO3的总能量 C．SO2的能量一定高于SO3的能量

D．因为该反应为放热反应，所以不必加热就可发生

解析：选B。判断一个反应是放热反应还是吸热反应，关键看反应物总能量与生成物总能量的相对大小。如果反应物的总能量高于生成物的总能量，反应放热，B项正确，A项和C项错误；放热反应只表明反应物的总能量比生成物的总能量高，而加热是反应的条件，两者无必然联系，许多放热反应也必须加热才能开始进行，D项错误。

3．氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中，断裂1 mol H2中的化学键消耗的能量为Q1 kJ，断裂1 mol Cl2 中的化学键消耗的能量为Q2 kJ，形成1 mol HCl中的化学键释放的能量为Q3 kJ。下列关系式中，正确的是( )

A．Q1＋Q2＝Q3 B．Q1＋Q2>2Q3 C．Q1＋Q2

解析：选D。H2在Cl2中燃烧为放热反应，故断裂化学键消耗的能量总和(Q1＋Q2)小于形成化学键释放的能量总和(2Q3)，即Q1＋Q2<2Q3。

化学反应中能量变化的计算

Q(吸)表示反应物分子化学键断裂时吸收的总能量，Q(放)表示生成物分子化学键形成时放出的总能量，则公式为ΔQ＝Q(吸)－Q(放)。

??ΔQ<0，为放热反应

ΔQ＝Q(吸)－Q(放)?

?ΔQ>0，为吸热反应?

应用公式计算化学反应中能量变化时，不仅要注意参加反应的分子的物质

的量，还要注意一个分子中化学键的数目。

已知1 mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出242 kJ的能量，且氧气中1 mol

O===O键完全断裂时需要吸收496 kJ的能量，水蒸气中1 mol H—O键形成时放出463 kJ 的能量，则氢气中1 mol H—H键断裂时吸收的能量为( )

A．920 kJ B．557 kJ C．436 kJ D．181 kJ

[解析] 由题意知，1 mol氢气(含1 mol H—H键)完全燃烧生成水蒸气时放出的能量为

1点燃

242 kJ。由化学方程式H2(g)＋O2(g)=====H2O(g)，可设1 mol H—H键断裂时吸收的能量为

21

Q，则2×463 kJ－Q－×496 kJ＝242 kJ，解得Q＝436 kJ。

2

[答案] C

已知反应N2(g)＋3H2(g)高温、高压2NH3(g)，有关物质的化学键键能(拆开1 mol化学键所需要的能量)如下，则该反应生成2 mol NH3时的能量变化是( )

化学键 键能/(kJ/mol) A.吸收46.5 kJ C．吸收93.0 kJ

解析：选D。旧键断裂需要吸收的能量：Q

N≡N 945.0 N—H 391.0 H—H 436.0 催化剂

B．放出46.5 kJ D．放出93.0 kJ

吸＝E(N≡N)＋3×E(H—H)＝945.0

kJ/mol

＋3×436.0 kJ/mol＝2 253.0 kJ/mol。因为1 mol NH3中含有3 mol N—H键，化学反应中生成2 mol NH3，共含有6 mol N—H键，所以新键形成放出的能量：Q放＝6E(N—H)＝6×391.0 kJ/mol＝2 346.0 kJ/mol，Q吸＜Q放，所以该反应为放热反应。ΔQ＝Q吸－Q放＝2 253.0 kJ/mol－2 346.0 kJ/mol＝－93.0 kJ/mol，即该反应生成2 mol NH3时放出的热量为93.0 kJ。

考查化学反应中的能量变化

1．下列对化学反应的认识错误的是( ) A．会引起化学键的变化 B．会产生新的物质

C．必然引起物质状态的变化 D．必然伴随着能量的变化

解析：选C。化学反应的本质是化学键的断裂和形成，表现为有新物质生成，并伴随着能量的变化，而化学变化中的反应物和生成物的状态在反应前后可能相同，也可能不相同，故C项符合题意。

2．下列说法正确的是( )

A．任何化学反应都伴随着能量的变化 B．H2O(g)―→H2O(l)过程中放出大量的热，所以该过程是化学变化 C．化学反应中能量的变化都表现为热量的变化 D．如图所示的过程是吸收能量的过程

解析：选A。任何化学反应都有能量的变化，但有能量变化的过程不一定是化学变化，如物质的三态变化，虽然存在能量变化，但不存在旧化学键的断裂与新化学键的形成，故不是化学变化，A项正确，B项错误；化学反应中能量变化的形式有多种，除热能外，还有光能、电能等，C项错误；由题图可知，该过程中反应物的总能量大于生成物的总能量，故该过程中放出能量，D项错误。

考查化学反应中能量变化的计算

3．在H2与Cl2生成HCl的反应中，已知断裂1 mol H—H键吸收的能量为a kJ，断裂1 mol Cl—Cl键吸收的能量为b kJ，形成1 mol H—Cl键放出的能量为c kJ，则生成1 mol HCl 放出的能量为( )

A．(c－a－b) kJ B．(a＋b－c) kJ C．(2c－a－b) kJ D．(2c－a－b)/2 kJ

解析：选D。由于H2与Cl2反应生成HCl的化学方程式为H2＋Cl2===2HCl，在该反应中断裂化学键吸收的能量是(a＋b) kJ，形成化学键放出的能量是2c kJ，所以在该反应中生成2 mol HCl放出的能量为(2c－a－b) kJ，所以生成1 mol HCl放出的能量为(2c－a－b)/2 kJ。

4．反应N2(g)＋O2(g)===2NO(g)的能量变化如图所示。已知：断开1 mol N2(g)中化学键需吸收946 kJ的能量，断开1 mol O2(g)中化学键需吸收498 kJ的能量。下列说法正确的是( )

A．N2(g)＋O2(g)===2NO(g)ΔH＝－180 kJ·mol 11－B．NO(g)===N2(g)＋O2(g) ΔH＝90 kJ·mol1

22C．断开1 mol NO(g)中化学键需吸收632 kJ能量

D．形成1 mol NO(g)中化学键可释放90 kJ能量

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