高一化学：化学反应与能量公开课课件

高一化学：化学反应与能量反应·能量·守恒·应用化学必修2026年课程导览01能量从何而来从生活现象切入，认识化学反应中的能量变化02本质探秘揭示化学键断裂与形成中的能量本质03量化表达建立热化学方程式与盖斯定律的计算工具04能源与未来联系能源利用与社会可持续发展能量从何而来能量变化，就在身边从燃烧到电池，化学反应中的能量世界01从生活现象看能量变化化学反应在生成新物质的同时，总伴随能量的变化放热反应与吸热反应，是化学能与生活相遇的两种方式放热反应——能量释放，直接利用天然气燃烧供暖做饭，木炭燃烧烤熟食物，释放的热量被直接利用自热火锅、暖宝宝的发热量来自化学反应释放的热能吸热反应——能量储存，转化利用光合作用吸收光能，把能量储存在有机物中电池放电时化学能转化为电能，为手机和电动汽车提供动力放热反应与吸热反应放热还是吸热，取决于能量的相对高低放热反应释放热量释放热量的化学反应，反应后体系总能量

降低判断依据比较反应物总能量与生成物总能量的高低吸热反应吸收热量吸收热量的化学反应，反应后体系总能量

升高宏观表现反应体系温度升高或降低，吸热反应常需持续加热常见放热与吸热反应记住典型实例，判断反应热效应时就有依据放热反应燃烧反应金属与酸的反应中和反应铝热反应大多数化合反应吸热反应氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应大多数分解反应碳与二氧化碳的反应碳与水蒸气的反应实验探究感受热量变化实验目的实验目的通过体系温度变化判断反应是放热还是吸热实验一镁条与稀盐酸反应，触摸试管外壁，感受温度明显升高实验二氢氧化钡晶体与氯化铵晶体混合搅拌，感受温度明显降低注意事项药品用量适中，及时读数，避免直接接触腐蚀性药品结论可依据体系温度变化定性判断反应的热效应化学能与多种能量形式能量可以转化形式，但总量保持不变化学能→热能燃料燃烧是最普遍的转化方式化学能→电能原电池与各类化学电源化学能→光能燃烧发光，萤火虫的生物发光能量转化与守恒能量既不会凭空产生，也不会凭空消失能量变化的利用与思考联系生产生活应用，为后续本质探秘埋下问题意识“如何让有限的能源释放出更多有用的能量？”燃料燃烧3用为生活供暖冬季取暖与日常用热的基础来源为工业提供高温冶炼、锻造等工艺的核心热源为发电厂提供动力驱动汽轮机转动发电化学电源3用为手机提供便携能量随身设备随时补充电力为电脑提供便携能量移动办公与学习不再受限为电动汽车提供便携能量清洁动力驱动绿色出行吸热反应2用制成化学冷敷袋便携式应急降温工具用于降温与冷疗运动损伤后物理冷敷缓解不适能源应用与能量转化效率的思考：如何让有限的能源释放出更多有用的能量？本质探秘断键吸热，成键放热微观视角下的能量变化本质02化学反应的本质断键与成键，是能量变化的微观根源能量变化的微观根源化学键的断裂与形成，是能量吸收与释放的根本载体；原子重新组合的过程，就是能量重新分配的过程。键断键与成键的四种基本效应断键吸热化学反应的本质是反应物化学键的断裂与生成物化学键的形成。成键放热旧化学键断裂需要吸收能量，新化学键形成会释放能量。能量差值定效应反应表现为放热还是吸热，取决于吸收能量与释放能量的相对大小。原子重组即能量重组原子重新组合的过程，就是能量重新分配的过程。断键吸热与成键放热断键吸热克服原子间的强烈相互作用，必须吸收能量成键放热原子结合成更稳定的新键，会释放能量吸收能量

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释放能量反应放热，ΔH<0吸收能量

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释放能量反应吸热，ΔH>0常见化学键的键能对比三种化学键键能对比单位：kJ·mol⁻¹化学键与键能键能越大，化学键越牢固H—H氢氢单键436kJ·mol⁻¹Cl—Cl氯氯单键243kJ·mol⁻¹H—Cl氢氯单键431kJ·mol⁻¹从键能计算反应热H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)1断键吸热断裂化学键H—H与Cl—Cl吸收

436+243=679kJ2成键放热形成化学键H—Cl×2释放

2×431=862kJ3ΔH<0计算反应热放热反应ΔH=679−862=−183kJ·mol⁻¹，反应为放热反应反应热与焓变一定条件下，化学反应释放或吸收的热量，用符号ΔH表示反应热一定条件下，化学反应释放或吸收的热量，用符号

ΔH

表示符号规定2种放热反应ΔH<0，体系向环境释放热量吸热反应ΔH>0，体系从环境吸收热量单位1项kJ·mol⁻¹摩尔反应热的标准计量单位，即每摩尔反应进度对应的热量变化物理意义1项能量差值焓变反映生成物总能量与反应物总能量的差值反应过程的能量变化曲线用能量曲线图像统合前文判断方法，培养读图与图像分析能力能量曲线的四个判读要点坐标轴横坐标为反应过程，纵坐标为体系能量放热反应反应物总能量高于生成物总能量，图像整体下降吸热反应反应物总能量低于生成物总能量，图像整体上升活化能曲线最高点表示反应需要越过的能量障碍看懂能量曲线，就能读懂反应的吸放热量化表达用方程式，算清能量账热化学方程式与盖斯定律的应用03热化学方程式的意义热化学方程式既能表明物质的变化，又能表明能量的变化两种方程式普通

vs

热化学对比项普通化学方程式热化学方程式物质状态不标注标注（g/l/s）能量变化不体现ΔH标明反应热为定量研究化学反应中的能量变化提供工具示例H₂(g)+0.5O₂(g)=H₂O(l)ΔH=−285.8kJ·mol⁻¹ΔH=−285.8kJ·mol⁻¹意义：为定量研究化学反应中的能量变化提供工具热化学方程式的书写规则梳理书写规范，形成可操作的书写清单热化学方程式书写五规则5条注明状态用

g、l、s、aq

分别表示气态、液态、固态和溶液注明条件需注明反应时的温度和压强，常温常压时可以不注明计量数灵活化学计量数可以是整数，也可以是简单分数ΔH成正比反应热数值与化学计量数成正比，计量数加倍，ΔH也加倍逆反应反号逆反应的

ΔH数值相等、符号相反12345常见物质的燃烧热对比燃烧热：25℃、101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量H₂、C、CH₄三种物质燃烧热对比不同燃料完全燃烧放热差异显著，甲烷燃烧热最高25℃、101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量H₂285.8kJ·mol⁻¹C393.5kJ·mol⁻¹CH₄890.3kJ·mol⁻¹中和反应反应热的测定以一个定量实验示范反应热的测定思路与方法57.3kJ·mol⁻¹中和反应反应热强酸与强碱的稀溶液反应的实测放热量强酸与强碱的稀溶液反应原理测量酸碱中和反应前后的温度变化，计算中和反应的反应热装置保温杯作简易量热计，配温度计和环形玻璃搅拌棒步骤量取盐酸与氢氧化钠溶液，测初始温度，混合后搅拌，读取最高温度处理依据温度差、溶液质量和比热计算反应热盖斯定律的内容与理解反应热只与始态和终态有关，与反应的途径无关登山类比起点与终点的高度差相同无论选择哪条路线，高度差始终相同反应热只与始态终态有关意义难以直接测定的反应热，可通过间接方式求得应用前提所设计的相关反应，其反应热必须是已知的盖斯定律的应用举例两条路径，殊途同归反应热与路径无关，这正是盖斯定律的核心一路径一：一步直接燃烧C(s)+O₂(g)=CO₂(g)，ΔH₁=−393.5kJ·mol⁻¹二路径二：两步分步燃烧C(s)+0.5O₂(g)=CO(g)，ΔH₂=−110.5kJ·mol⁻¹CO(g)+0.5O₂(g)=CO₂(g)，ΔH₃=−283.0kJ·mol⁻¹律规律ΔH₁=ΔH₂+ΔH₃，两条路径的反应热总和相等反应热的计算类型归纳由键能计算键能差值法ΔH=反应物键能总和−生成物键能总和由物质总能量计算能量守恒法ΔH=生成物总能量−反应物总能量由燃烧热计算燃烧热换算结合燃烧热的定义与化学计量数进行换算。由盖斯定律计算路径设计法设计合理路径，把已知的热化学方程式加加减减。能源与未来化学能量，点亮未来从能源利用到可持续发展04能源的分类一次能源一次能源自然界中直接存在煤、石油、天然气、水能、风能、太阳能无需加工，可直接利用来源于自然，是能源供应的基础来源二次能源二次能源由一次能源加工转化得到电力、蒸汽、汽油、氢能经加工转化，便于使用由一次能源转换而来，应用更广泛便捷化学能与电能的转化“从燃烧到电池，能量转化路径越短越高效。”常见化学电源干电池铅蓄电池锂离子电池燃料电池应用领域：手机、笔记本电脑、电动汽车都依赖化学电源燃料燃烧化学能→热能→机械能/电能环节多、损耗大原电池化学能→电能能量转化效率更高原电池的工作原理由锌片铜片浸入稀硫酸，导线相连，构成原电池。01左电极负极（锌）Zn−2e⁻=Zn²⁺锌失去电子，发生氧化反应02右电极正极（铜）2H⁺+2e⁻=H₂↑氢离子得到电子，发生还原反应原电池的应用与生活从化学电源到金属防护，原电池原理贯穿真实产品与日常应用。干电池与蓄电池为手电筒、遥控器提供电能为汽车启动提供电能干电池蓄电池燃料电池氢氧燃料电池产物为水，清洁高效可用于航天与新能源汽车清洁高效航天金属腐蚀与防护利用原电池原理进行防护采用牺牲阳极的阴极保护法保护钢铁牺牲阳极阴极保护生活启示合理使用电池，注意废旧电池的回收处理合理使用回收处理提高燃料燃烧效率提高燃料燃烧效率，关键在于两点：提供充足空气、增大接触面积提供充足空气空气不足导致不完全燃烧，产生一氧化碳并浪费能量增大接触面积煤块粉碎、液体燃料雾化，使燃烧更充分减少热量损失改进炉具与锅炉结构，回收利用余热燃料脱硫减少二氧化硫排放，减轻酸雨危害新能源的开发利用从太阳能到生物质能，新能源版图正在重塑能源结构。太阳能取之不尽，可通过光热转化和光电转化加以利用风能、水能、潮汐能清洁可再生，适合用于发电氢能燃烧热高、产物只有水，被誉为理想的清洁能源但制取与储运成本