化學反應與熱能.高一下學期化學人教版（2019）必修第二冊

第六章化學反應與能量第一節(jié)化學反應與能量變化課時1

化學反應與熱能課堂引入自嗨鍋的背后是什么能量與什么能量的轉化？自嗨鍋的背后是什么反應？其原因是什么？CaO+H2O=Ca(OH)2化合反應反應放熱

生石灰和水黑色鐵粉+空氣生活中的化學反應和能量的變化化學反應物質變化能量變化主要表現(xiàn)為化學能與熱能的轉化，也可以轉化為機械能、光能、電能等能量形式。

生石灰和水質量守恒定律能量守恒定律【實驗6-1】在一支試管中加入2mL2mol/L鹽酸，并用溫度計測量其溫度。

再向試管中放入用砂紙打磨光亮的鎂條，觀察現(xiàn)象，并測量溶液溫度的變化?，F(xiàn)象：有

產(chǎn)生，用手觸摸反應后的試管，感覺到

，溫度計的溫度

。結論：該反應產(chǎn)生

，反應

。氣泡溫熱氣體放出熱量升高Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑反應原理：。一、放熱反應與吸熱反應【實驗6-2】將20gBa(OH)2·8H2O晶體研細后與10gNH4Cl晶體一起放入燒杯中，并將燒杯放在滴有幾滴水的木片上。用玻璃棒快速攪拌，聞到氣味后迅速用玻璃片蓋上燒杯，用手觸摸杯壁下部，試著用手拿起燒杯。觀察現(xiàn)象。現(xiàn)象：聞到

氣味，燒杯壁

，木片和燒杯

，混合物呈

。結論：該反應產(chǎn)生

和H2O，該反應

熱量。刺激性NH3吸收糊狀反應原理：

。發(fā)涼黏結在一起B(yǎng)a(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2＋2NH3↑＋10H2O【歸納小結】反應前后的溫度變化說明反應過程中伴有熱量的釋放或吸收。一、放熱反應與吸熱反應(1)概念放熱反應：吸熱反應：放出熱量的化學反應。吸收熱量的化學反應。注：吸熱反應和放熱反應均屬于化學反應。

不一定。濃H2SO4、NaOH固體等溶于水放熱過程；NH4NO3、NH4Cl、KNO3等固體溶于水吸熱過程，升華、蒸發(fā)等是吸熱過程。以上變化過程均為物理變化。【思考交流】1.放出(吸收)熱量的變化一定是放熱(吸熱)反應嗎？舉例說明一、放熱反應與吸熱反應硝酸銨和水(2)常見的放熱反應和吸熱反應放熱反應：①大多數(shù)化合反應；②所有的燃燒反應及緩慢氧化(如食物的腐敗)；③酸堿中和反應；④活潑金屬與水或酸的反應；⑤少數(shù)分解反應(如H2O2的分解)CaO＋H2O==Ca(OH)22Na＋2H2O==2NaOH＋H2↑H2SO4＋2NaOH==Na2SO4＋2H2O⑥鋁熱反應：2H2O2===2H2O+O2↑MnO2C＋O2

CO2點燃Mg＋2HCl==MgCl2＋H2↑一、放熱反應與吸熱反應2Al＋Fe2O3===Al2O3＋2Fe高溫(2)常見的放熱反應和吸熱反應吸熱反應：①大多數(shù)分解反應(高溫煅燒石灰石)：②銨鹽與堿的反應：④灼熱的炭與水蒸氣、CO2的反應：③NaHCO3與鹽酸的反應：CaCO3===CaO＋CO2↑高溫C+H2O(g)===CO＋H2高溫C+CO2===2CO高溫NaHCO3＋HCl===NaCl＋H2O+CO2↑Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2＋2NH3↑＋10H2O【思考交流】1.吸熱反應一定需要加熱才能發(fā)生嗎？舉例說明一、放熱反應與吸熱反應需要加熱的反應不一定是吸熱反應。如碳和氧氣的反應，前期需加熱引發(fā)，但為放熱反應。只有那些需要持續(xù)加熱才能維持的反應才是吸熱反應，如CaCO3的分解。因此反應條件(加熱)和反應吸放熱沒有必然的聯(lián)系。常溫下能自發(fā)進行的反應不一定是放熱反應，如：Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應在常溫下可自發(fā)進行【思考交流】2.有加熱或高溫的條件的反應一定屬于吸熱反應嗎？

反應條件和反應吸放熱是否有必然的聯(lián)系？3.常溫下能自發(fā)(自動發(fā)生)進行的化學反應一定是放熱反應嗎？1.下列說法正確的是（

）①需要加熱才能發(fā)生的反應一定是吸熱反應；②放熱反應在常溫下一定很容易發(fā)生；③工業(yè)合成氨是可逆反應，正反應是放熱反應則逆反應是吸熱反應；④鎂條在空氣中燃燒是放熱反應，反應過程中釋放的能量全部轉化為熱能

A．只有③

B．只有①②

C．①②③④

D．②③④A

【解析】

1．吸熱反應也不一定必須加熱，如Ba(OH)2?8H2O和NH4Cl；

放熱反應不一定容易發(fā)生，如燃燒反應；

2．在可逆反應中，如果正反應為吸熱，則逆反應為放熱。2.下列各組變化中，前者是放熱反應，后者是吸熱反應的是()A.生石灰溶于水；鋅粒和稀硫酸反應B.干冰升華；金屬或金屬氧化物熔化C.氨水與醋酸反應；木炭和水蒸氣反應生成CO和H2D.工業(yè)煅燒石灰石；化石燃料燃燒C化學反應過程中為什么會有能量變化？為什么有的化學反應釋放熱量，有的化學反應吸收熱量？1、微觀角度：化學鍵二、化學反應中能量變化的原因H2+Cl22HCl舊化學鍵的_____和新化學鍵的_____斷裂形成化學反應的本質H?H

Cl?Cl

H?Cl

＋能量變化的主要原因：化學鍵的斷裂和形成舊鍵斷裂-吸收能量E吸新鍵形成-放出能量E放化學鍵鍵能化學鍵鍵能H?H436H?Cl431Cl?Cl243規(guī)律：鍵能越大化學鍵越牢固物質越穩(wěn)定鍵能：在25oC、101KPa條件下，斷開1mol化學鍵所吸收的能量或形成1mol化學鍵時放出的能量。某些化學鍵的鍵能(kJ/mol)吸收放出吸收點燃例如：H2+Cl2=2HCl該反應是放熱反應還是吸熱反應？E吸=436+243=679KJ

斷鍵吸收的總能量

E放=2×431=862KJ

成鍵放出的總能量

<取決于斷鍵吸收的總能量與成鍵放出的總能量的相對大小放熱反應放出183KJ能量【思考與交流】以下哪張是H2與Cl2的放熱反應的能量隨反應過程的變化圖？并說明理由(提示：任何物質都具有能量)能量/kJ反應物H2、Cl2生成物HCl斷鍵E吸成鍵E放反應歷程乙能量/kJ反應物H2、Cl2生成物HCl斷鍵E吸成鍵E放反應歷程甲HClHClHClHClE吸＜E放二、化學反應中能量變化的原因(1)斷鍵吸收總能量(E吸)<成鍵放出總能量(E放)，放熱反應(2)斷鍵吸收總能量(E吸)>成鍵放出總能量(E放)，吸熱反應例1：化學反應A2＋B2=2AB的能量變化如圖所示，則下列說法正確的是(

)A.該反應是吸熱反應B.斷裂1molA－A鍵和1molB－B鍵共放出xkJ的能量C.形成2molA－B鍵需要吸收ykJ的能量D.斷鍵吸收的總能量低于成鍵釋放的總能量D1.微觀角度：化學鍵的斷裂和形成各種物質本身都具有能量（也稱為化學能），物質的組成結構狀態(tài)不同，所具有的能量也不同。規(guī)律：物質具有的能量越低，就越穩(wěn)定。

物質具有的能量越高，就越不穩(wěn)定。思考：物質具有的能量越高越穩(wěn)定還是越低越穩(wěn)定？化學能“儲存”在物質中二、化學反應中能量變化的原因二、化學反應中能量變化的原因反應物具有的總能量高生成物具有的總能量低化學反應

向環(huán)境

釋放能量放熱反應水由高處向低處流要釋放能量圖示2、宏觀角度：反應物和生成物的總能量反應物的總能量(E反)﹥生成物的總能量(E生)能量轉化——反應物所具有的化學能轉化為熱能釋放出來。二、化學反應中能量變化的原因2、宏觀角度：反應物和生成物的總能量生成物具有的總能量高反應物具有的總能量低化學反應從環(huán)境吸收能量吸熱反應水由低處抽向高處流需提供能量圖示反應物的總能量(E反)﹤生成物的總能量(E生)能量轉化——熱能轉化為化學能被生成物“儲存”。反應物生成物能量/kJ反應歷程釋放的能量反應物生成物能量/kJ反應歷程吸收的能量用圖形表征化學反應中能量變化取決于：反應物的總能量與生成物的總能量的相對大小。1.微觀角度：化學鍵的斷裂與形成(1)斷鍵吸收總能量(E吸)<成鍵放出總能量(E放)，放熱反應(2)斷鍵吸收總能量(E吸)>成鍵放出總能量(E放)，吸熱反應2.宏觀角度：反應物和生成物的總能量(1)反應物的總能量(E反)>

生成物的總能量(E生)，放熱反應(2)反成物的總能量(E反)<

生應物的總能量(E生)，吸熱反應小結:化學反應中能量變化的原因(1)質量守恒定律——自然界的物質發(fā)生轉化時，總質量保持不變。(2)能量守恒定律——一種形式的能量可以轉化為另一種形式的能量。

但體系包含的總能量不變?！咀⒁狻咳魏位瘜W反應在發(fā)生物質變化的同時必然伴隨著能量的變化，但化學反應中能量的轉化不一定都表現(xiàn)為化學能與熱能的轉化，化學能也可以與光能、電能、機械能等發(fā)生轉化。3.化學反應遵循的基本規(guī)律放熱反應吸熱反應【思考】1.下列能量變化圖哪個是放熱反應，哪個是吸熱反應？

判斷依據(jù)是什么？2.已知：物質能量越高穩(wěn)定性越差，根據(jù)下列反應:C(金剛石，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，則穩(wěn)定性

金剛石_____石墨。<小結：鍵能越大，越穩(wěn)定；能量越低,越穩(wěn)定.

1.人類利用能源的三個階段三、人類對能源的利用(1)柴草：早期的以樹枝雜草為主要能源。(2)化石能源：現(xiàn)代以煤、石油和天然氣為主要能源。(3)多能源結構：未來調(diào)整和優(yōu)化能源結構，開發(fā)利用新能源。人類獲取熱能的主要途徑都是通過物質的燃燒。不同社會發(fā)展水平時期的人均耗能量2.利用化石燃料面臨的問題三、人類對能源的利用（1）短期內(nèi)不可再生，儲量有限；（2）煤、石油產(chǎn)品燃燒排放的粉塵、SO2、NOx、CO等是大氣污染物的主要來源。3.解決辦法（1）節(jié)能減排；提高燃料的燃燒效率和能源利用率（2）開發(fā)使用新能源，如太陽能、風能、地熱能、海洋能和氫能等。能

源一級能源二級能源可再生能源不可再生能源（一級能源加工轉換）（水能，風能，太陽能，）（煤炭，石油，天然氣，核能）蒸汽電能水能風能石油天然氣原煤指出下列哪些是二次能源？課堂小結一、放熱反應和吸熱反應三、人類對能源的利用二、化學反應中能量變化的原因1.放熱反應：把釋放熱量的化學反應稱為放熱反應。

吸熱反應：把吸收熱量的化學反應稱為吸熱反應。2.常見的放熱反應和吸熱反應1.人類利用能源的三個階段2.利用化石燃料面臨的問題3.解決辦法1.化學反應

的能量變化如圖所示(1)圖中A、C分別表示_______________________________、____________________，反應____(填“吸收”或“釋放”)能量。A、C分別表示1molN2(g)和3molH2(g)(反應物)的總能量、2molNH3(g)(生成物)的總能量，由于反應物總能量高于生成物總能量，因此反應放出能量。1molN2(g)和3molH2(g)的總能量2molNH3(g)的總能量釋放(2)反應過程中斷裂的化學鍵為_________________________，_____(填“吸收”或“釋放”)的能量為___；形成的化學鍵為____________，_____(填“吸收”或“釋放”)的能量為___。1molN≡N和吸收E16molN—H釋放E33molH—H(3)E2＝______或_______(用A、C或E1、E3表示)。C—A

E1－E32.(2022·江蘇淮安高一期中)下列反應或過程中能量的變化符合圖像的是A.2NH4Cl＋Ba(OH)2·8H2