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第二章  化学反应与能量

第一节 化学能与热能

第一课时化学键与化学反应中能量变化的关系

教师：陈慧茹

【教学目标】

知识与技能

了解化学键与化学反应中能量变化之间的关系

过程与方法

具有较强的问题意识，能够发现和提出有探究价值的化学问题，敢于质疑，勤于思索，逐渐形成独立思考问题的能力，善于与人合作，培养团队精神。

情感态度与价值观

1．培养学习化学的兴趣，乐于探究物质的奥秘，体验探究科学的艰辛和喜悦，感受化学世界的奇妙与和谐。

2．学习用图表表示化学反应放出能量和吸收能量的方法，培养学生阅读图表的能力

【教学重、难点】

1.知道化学反应中能量变化的主要原因。

2.根据反应前后物质总能量的相对大小判断化学反应是吸热反应还是放热反应。（重难点）

【教学过程】

[新课导入]

小明和爸妈一起到野外旅游。午餐时，小明爸爸拿出一个包装盒，轻轻一拉外面的绳头，几分钟后打开盒盖，热气腾腾的饭菜便呈现在眼前。他们没有生火为什么吃的饭是热的呢？原来，盒底部有夹层，内部有水袋和氧化钙，当拉起开关时，水袋中的水和氧化钙接触放热，从而使饭菜变热。

反应过程中反应物结构发生了怎样的变化？该反应为什么能够放热？所有反应都能够放热吗？

 [基础·初探]

教材整理　化学反应中能量变化的原因

一、化学反应中能量变化的原因——微观角度

(1)原因

1．化学反应的实质。

化学反应的实质是_______________________，即反应物中________的断裂和生成物中___________的形成。

2．化学反应中能量变化的直接原因。

(1)物质中的微粒之间是通过______结合的。

(2)断开反应物中的化学键要______能量；形成生成物中的化学键要______能量。

(3)化学键的______和______是物质在化学反应中发生能量变化的主要原因。

 [思考探究]

利用化学键的数据计算反应中的能量变化

以反应H₂＋Cl₂===2HCl为例：

断裂1 mol H—H键(H—H―→2H)吸收436 kJ能量，形成1 mol H—H键(2H―→H—H)放出436 kJ能量；

问题思考：

(1) H与Cl形成1 mol H—Cl，能量有什么变化？数值为多少？H与Cl形成2 mol H—Cl呢？

(2)原子形成1 mol化学键所放出的能量与断开1 mol该化学键所吸收的能量有什么关系？

二、化学反应中能量变化的决定因素——宏观角度

1．化学反应中能量变化的根本原因。

E(反应物)＞E(生成物)     能量

E(反应物)＜E(生成物)     能量

结论：化学反应中的能量变化决定于                    的相对大小。

2．化学键与化学反应中能量变化的关系。

化学反应中能量变化的原因

在化学反应中，断开反应物中的化学键(即破坏旧化学键)需要吸收一定能量(E₁)克服原子(或离子)间的相互作用；而形成新化学键时，又要释放一定的能量(E₂)。

特别提示：

任何化学反应一定伴随着能量的变化(包括热能、电能、光能等形式的能量，一般表现为热量的形式)，但是有能量变化的过程不一定是化学反应。吸热反应和放热反应均是化学反应。

NaOH固体溶于水、浓H₂SO₄溶于水，属于放热过程，不属于放热反应；NH₄NO₃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。

三、物质具有的能量与其稳定性之间的关系

1．物质具有的能量越低越稳定，参加反应时，化学键断裂吸收的能量就越多，而如果是通过新键形成而生成该物质，则放出的能量就越多。例如：N₂

2．物质具有的能量高，则其不稳定，参加反应时断键所需能量低，该物质性质活泼，而形成该物质时，放出的能量较少。

[题组·冲关]

1．下列关于化学反应的说法中不正确的是(　　)

A．化学反应过程中一定有热量释放出来

B．化学反应的特征是有新物质生成

C．化学反应的过程实际上是一个旧键断裂、新键形成的过程

D．在一确定的化学反应关系中，反应物的总能量与生成物的总能量一定不相等