化学反应与热能.高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第六章化学反应与能量第一节化学反应与能量变化课时1

化学反应与热能课堂引入自嗨锅的背后是什么能量与什么能量的转化？自嗨锅的背后是什么反应？其原因是什么？CaO+H2O=Ca(OH)2化合反应反应放热

生石灰和水黑色铁粉+空气生活中的化学反应和能量的变化化学反应物质变化能量变化主要表现为化学能与热能的转化，也可以转化为机械能、光能、电能等能量形式。

生石灰和水质量守恒定律能量守恒定律【实验6-1】在一支试管中加入2mL2mol/L盐酸，并用温度计测量其温度。

再向试管中放入用砂纸打磨光亮的镁条，观察现象，并测量溶液温度的变化。现象：有

产生，用手触摸反应后的试管，感觉到

，温度计的温度

。结论：该反应产生

，反应

。气泡温热气体放出热量升高Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑反应原理：。一、放热反应与吸热反应【实验6-2】将20gBa(OH)2·8H2O晶体研细后与10gNH4Cl晶体一起放入烧杯中，并将烧杯放在滴有几滴水的木片上。用玻璃棒快速搅拌，闻到气味后迅速用玻璃片盖上烧杯，用手触摸杯壁下部，试着用手拿起烧杯。观察现象。现象：闻到

气味，烧杯壁

，木片和烧杯

，混合物呈

。结论：该反应产生

和H2O，该反应

热量。刺激性NH3吸收糊状反应原理：

。发凉黏结在一起Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2＋2NH3↑＋10H2O【归纳小结】反应前后的温度变化说明反应过程中伴有热量的释放或吸收。一、放热反应与吸热反应(1)概念放热反应：吸热反应：放出热量的化学反应。吸收热量的化学反应。注：吸热反应和放热反应均属于化学反应。

不一定。浓H2SO4、NaOH固体等溶于水放热过程；NH4NO3、NH4Cl、KNO3等固体溶于水吸热过程，升华、蒸发等是吸热过程。以上变化过程均为物理变化。【思考交流】1.放出(吸收)热量的变化一定是放热(吸热)反应吗？举例说明一、放热反应与吸热反应硝酸铵和水(2)常见的放热反应和吸热反应放热反应：①大多数化合反应；②所有的燃烧反应及缓慢氧化(如食物的腐败)；③酸碱中和反应；④活泼金属与水或酸的反应；⑤少数分解反应(如H2O2的分解)CaO＋H2O==Ca(OH)22Na＋2H2O==2NaOH＋H2↑H2SO4＋2NaOH==Na2SO4＋2H2O⑥铝热反应：2H2O2===2H2O+O2↑MnO2C＋O2

CO2点燃Mg＋2HCl==MgCl2＋H2↑一、放热反应与吸热反应2Al＋Fe2O3===Al2O3＋2Fe高温(2)常见的放热反应和吸热反应吸热反应：①大多数分解反应(高温煅烧石灰石)：②铵盐与碱的反应：④灼热的炭与水蒸气、CO2的反应：③NaHCO3与盐酸的反应：CaCO3===CaO＋CO2↑高温C+H2O(g)===CO＋H2高温C+CO2===2CO高温NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O+CO2↑Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2＋2NH3↑＋10H2O【思考交流】1.吸热反应一定需要加热才能发生吗？举例说明一、放热反应与吸热反应需要加热的反应不一定是吸热反应。如碳和氧气的反应，前期需加热引发，但为放热反应。只有那些需要持续加热才能维持的反应才是吸热反应，如CaCO3的分解。因此反应条件(加热)和反应吸放热没有必然的联系。常温下能自发进行的反应不一定是放热反应，如：Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应在常温下可自发进行【思考交流】2.有加热或高温的条件的反应一定属于吸热反应吗？

反应条件和反应吸放热是否有必然的联系？3.常温下能自发(自动发生)进行的化学反应一定是放热反应吗？1.下列说法正确的是（

）①需要加热才能发生的反应一定是吸热反应；②放热反应在常温下一定很容易发生；③工业合成氨是可逆反应，正反应是放热反应则逆反应是吸热反应；④镁条在空气中燃烧是放热反应，反应过程中释放的能量全部转化为热能

A．只有③

B．只有①②

C．①②③④

D．②③④A

【解析】

1．吸热反应也不一定必须加热，如Ba(OH)2•8H2O和NH4Cl；

放热反应不一定容易发生，如燃烧反应；

2．在可逆反应中，如果正反应为吸热，则逆反应为放热。2.下列各组变化中，前者是放热反应，后者是吸热反应的是()A.生石灰溶于水；锌粒和稀硫酸反应B.干冰升华；金属或金属氧化物熔化C.氨水与醋酸反应；木炭和水蒸气反应生成CO和H2D.工业煅烧石灰石；化石燃料燃烧C化学反应过程中为什么会有能量变化？为什么有的化学反应释放热量，有的化学反应吸收热量？1、微观角度：化学键二、化学反应中能量变化的原因H2+Cl22HCl旧化学键的_____和新化学键的_____断裂形成化学反应的本质H−H

Cl−Cl

H−Cl

＋能量变化的主要原因：化学键的断裂和形成旧键断裂-吸收能量E吸新键形成-放出能量E放化学键键能化学键键能H−H436H−Cl431Cl−Cl243规律：键能越大化学键越牢固物质越稳定键能：在25oC、101KPa条件下，断开1mol化学键所吸收的能量或形成1mol化学键时放出的能量。某些化学键的键能(kJ/mol)吸收放出吸收点燃例如：H2+Cl2=2HCl该反应是放热反应还是吸热反应？E吸=436+243=679KJ

断键吸收的总能量

E放=2×431=862KJ

成键放出的总能量

<取决于断键吸收的总能量与成键放出的总能量的相对大小放热反应放出183KJ能量【思考与交流】以下哪张是H2与Cl2的放热反应的能量随反应过程的变化图？并说明理由(提示：任何物质都具有能量)能量/kJ反应物H2、Cl2生成物HCl断键E吸成键E放反应历程乙能量/kJ反应物H2、Cl2生成物HCl断键E吸成键E放反应历程甲HClHClHClHClE吸＜E放二、化学反应中能量变化的原因(1)断键吸收总能量(E吸)<成键放出总能量(E放)，放热反应(2)断键吸收总能量(E吸)>成键放出总能量(E放)，吸热反应例1：化学反应A2＋B2=2AB的能量变化如图所示，则下列说法正确的是(

)A.该反应是吸热反应B.断裂1molA－A键和1molB－B键共放出xkJ的能量C.形成2molA－B键需要吸收ykJ的能量D.断键吸收的总能量低于成键释放的总能量D1.微观角度：化学键的断裂和形成各种物质本身都具有能量（也称为化学能），物质的组成结构状态不同，所具有的能量也不同。规律：物质具有的能量越低，就越稳定。

物质具有的能量越高，就越不稳定。思考：物质具有的能量越高越稳定还是越低越稳定？化学能“储存”在物质中二、化学反应中能量变化的原因二、化学反应中能量变化的原因反应物具有的总能量高生成物具有的总能量低化学反应

向环境

释放能量放热反应水由高处向低处流要释放能量图示2、宏观角度：反应物和生成物的总能量反应物的总能量(E反)﹥生成物的总能量(E生)能量转化——反应物所具有的化学能转化为热能释放出来。二、化学反应中能量变化的原因2、宏观角度：反应物和生成物的总能量生成物具有的总能量高反应物具有的总能量低化学反应从环境吸收能量吸热反应水由低处抽向高处流需提供能量图示反应物的总能量(E反)﹤生成物的总能量(E生)能量转化——热能转化为化学能被生成物“储存”。反应物生成物能量/kJ反应历程释放的能量反应物生成物能量/kJ反应历程吸收的能量用图形表征化学反应中能量变化取决于：反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。1.微观角度：化学键的断裂与形成(1)断键吸收总能量(E吸)<成键放出总能量(E放)，放热反应(2)断键吸收总能量(E吸)>成键放出总能量(E放)，吸热反应2.宏观角度：反应物和生成物的总能量(1)反应物的总能量(E反)>

生成物的总能量(E生)，放热反应(2)反成物的总能量(E反)<

生应物的总能量(E生)，吸热反应小结:化学反应中能量变化的原因(1)质量守恒定律——自然界的物质发生转化时，总质量保持不变。(2)能量守恒定律——一种形式的能量可以转化为另一种形式的能量。

但体系包含的总能量不变。【注意】任何化学反应在发生物质变化的同时必然伴随着能量的变化，但化学反应中能量的转化不一定都表现为化学能与热能的转化，化学能也可以与光能、电能、机械能等发生转化。3.化学反应遵循的基本规律放热反应吸热反应【思考】1.下列能量变化图哪个是放热反应，哪个是吸热反应？

判断依据是什么？2.已知：物质能量越高稳定性越差，根据下列反应:C(金刚石，s)＋O2(g)＝CO2(g)；

放出能量E1，C(石墨，s)＋O2(g)＝CO2(g)；

放出能量E2，已知：E1>E2，则稳定性

金刚石_____石墨。<小结：键能越大，越稳定；能量越低,越稳定.

1.人类利用能源的三个阶段三、人类对能源的利用(1)柴草：早期的以树枝杂草为主要能源。(2)化石能源：现代以煤、石油和天然气为主要能源。(3)多能源结构：未来调整和优化能源结构，开发利用新能源。人类获取热能的主要途径都是通过物质的燃烧。不同社会发展水平时期的人均耗能量2.利用化石燃料面临的问题三、人类对能源的利用（1）短期内不可再生，储量有限；（2）煤、石油产品燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO等是大气污染物的主要来源。3.解决办法（1）节能减排；提高燃料的燃烧效率和能源利用率（2）开发使用新能源，如太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等。能

源一级能源二级能源可再生能源不可再生能源（一级能源加工转换）（水能，风能，太阳能，）（煤炭，石油，天然气，核能）蒸汽电能水能风能石油天然气原煤指出下列哪些是二次能源？课堂小结一、放热反应和吸热反应三、人类对能源的利用二、化学反应中能量变化的原因1.放热反应：把释放热量的化学反应称为放热反应。

吸热反应：把吸收热量的化学反应称为吸热反应。2.常见的放热反应和吸热反应1.人类利用能源的三个阶段2.利用化石燃料面临的问题3.解决办法1.化学反应

的能量变化如图所示(1)图中A、C分别表示_______________________________、____________________，反应____(填“吸收”或“释放”)能量。A、C分别表示1molN2(g)和3molH2(g)(反应物)的总能量、2molNH3(g)(生成物)的总能量，由于反应物总能量高于生成物总能量，因此反应放出能量。1molN2(g)和3molH2(g)的总能量2molNH3(g)的总能量释放(2)反应过程中断裂的化学键为_________________________，_____(填“吸收”或“释放”)的能量为___；形成的化学键为____________，_____(填“吸收”或“释放”)的能量为___。1molN≡N和吸收E16molN—H释放E33molH—H(3)E2＝______或_______(用A、C或E1、E3表示)。C—A

E1－E32.(2022·江苏淮安高一期中)下列反应或过程中能量的变化符合图像的是A.2NH4Cl＋Ba(OH)2·8H2