人教版（2019）高中化学必修第二册 学案（含答案）《化学能与热能》要点精讲

2-1化学能与热能（要点精讲）
要点一、吸热反应与放热反应的比较
【要点概述】
类型比较 放热反应 吸热反应
定义 释放热量的化学反应 吸收热量的化学反应
形成原因 反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量 反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量
与化学键强弱的关系 生成物分子成键时释放出的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量 生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量
表示方法 ΔH<0 ΔH>0
反应过程图示
常见反应 (1)大多数化合反应；(2所有的燃烧反应；(3)酸碱中和反应；(4)金属与酸反应；(5)铝热反应 (1)大多数分解反应；(2)Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应；(3)C和CO2、C和H2O(g)反应
【例题助学】
【典型例题1】下列变化中属于吸热反应的是(　　)
①液态水汽化　②将胆矾加热变为白色粉末　③苛性钠固体溶于水　④氯酸钾分解制氧气　⑤生石灰跟水反应生成熟石灰　⑥干冰升华
A．①④　 　B．②④　 C．③⑤　　　 D．④⑥
【解析】注意吸热或放热过程与吸热反应或放热反应的区别。①水汽化是物理变化，不属于吸热反应。②CuSO4·5H2O受热分解生成CuSO4和H2O，属于吸热反应。④KClO3分解是吸热反应。⑤是放热反应，③⑥均为物理变化。
【答案】B
【变式训练】已知反应X＋Y===M＋N为吸热反应，下列说法正确的是(　　)
A．X的能量一定低于M的，Y的能量一定低于N的
B．该反应一定要加热，反应才能进行
C．破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中的化学键所放出的能量
D．X和Y的总能量低于M和N的总能量
【解析】　由该反应为吸热反应可知，反应物的总能量小于生成物的总能量，即X和Y的总能量低于M和N的总能量。吸热反应不一定需要加热反应才能进行，如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应，常温下就可以发生。破坏化学键所吸收的能量小于形成化学键所放出的能量时，为放热反应。故A、B、C错误，D正确。
【答案】D
【温馨提示】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)2·8H2O固体与NH4Cl固体的反应。
要点二、利用化学键计算化学反应中的能量变化
【要点概述】以H2＋Cl2===2HCl为例：
即：
断裂化学键吸收的能量 形成化学键放出的能量
H2 HCl
1 mol化学键 436 kJ 243 kJ 431 kJ
H2＋Cl2===2HCl 共吸收436 kJ＋243 kJ＝679 kJ 共放出862 kJ
679 kJ－862 kJ＝－183 kJ，即反应放出183 kJ热量
计算公式：利用化学键的能量变化计算化学反应中的能量变化：
ΔQ＝Q(吸)－Q(放)
【例题助学】
【典型例题1】　根据下图所示的信息，判断下列叙述不正确的是(　　)
A．1 mol H2的共价键形成放出436 kJ能量
B．氢气跟氧气反应生成水的同时吸收能量
C．1 mol H2(g)跟 mol O2(g)反应生成1 mol H2O(g)释放能量245 kJ
D．1 mol H2(g)与 mol O2(g)的总能量大于1 mol H2O(g)的能量
【解析】对同一个化学键来说，断裂时吸收的能量与形成时放出的能量相等，A项正确；H2在O2中燃烧为放热反应，B项错误；ΔQ＝Q(吸)－Q(放)＝(436 kJ＋249 kJ)－930 kJ＝－245 kJ，说明反应中放出245 kJ能量，C项正确；放热反应的反应物总能量大于生成物总能量，D项正确。
【答案】B
【方法归纳】解答该题需注意以下三点：
(1)同一个化学键，断裂时吸收的能量与形成时放出的能量相等。
(2)微观上，Q(吸)与Q(放)的相对大小决定了反应的能量变化。
(3)宏观上，E(反应物)与E(生成物)相对大小决定了反应的能量变化。
【变式训练】(2013·新余高一检测)(1)从能量的角度看，断开化学键要________，形成化学键要________，化学反应是释放能量还是吸收能量取决于________________，当反应物的总能量高于生成物的总能量时，为________反应；当反应物的总能量低于生成物的总能量时，为________反应。
(2)工业合成氨的反应：N2＋3H22NH3是一个可逆反应，反应条件是高温、高压，并且需要合适的催化剂。已知形成1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键放出的能量分别为436 kJ、391 kJ、942 kJ。则：
若1 mol N2完全反应生成NH3可________(填“吸收”或“放出”)热量________kJ。
【解析】(2)反应的化学方程式是：3H2＋N22NH3，如果1 mol N2完全反应必有3 mol H2反应，生成2 mol NH3。拆开3 mol H—H键和1 mol N≡N键需要吸收的能量为436 kJ×3＋942 kJ＝2 250 kJ，但是生成2 mol NH3即生成6 mol N—H键可放出热量391 kJ×6＝2 346 kJ，总的结果是放出能量2 346 kJ－2 250 kJ＝96 kJ。
【答案】(1)吸收能量　释放能量　反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小　放热　吸热 (2)放出　96
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