第六章 第一节 化学反应与能量转化 第1课时 学案-2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

第一节　化学反应与能量变化 第1课时　化学反应与热能 学习目标 1.通过生产、生活的实例，了解化学能与热能的相互转化，建立吸热反应、放热反应的概念，并能基于热效应对化学反应进行分类。 2.通过微观角度对化学反应中断键与成键的分析以及从宏观角度对能量大小的比较，深化对化学反应中的能量变化的认识。 3.关注与化学有关的社会热点问题，认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料的重要性，增强节约能源及环境保护等意识。重点难点 重点：化学反应中能量变化的本质。 难点：利用化学键的断裂和形成简单计算反应的吸、放热。 课前复习 1. 根据初中所学，举出两个常见的放热反应，并说明其能量转化形式。 2. 什么是能量守恒定律？请用一句话概括。 自主预习 1.结合课本“思考与讨论”，回答：为什么有些反应需要持续加热才能进行（如碳酸钙分解）？这与反应的能量变化有何关系？ 2.根据课本内容，解释以下现象：“生石灰（CaO）与水反应时，容器外壁发烫”。 课堂探究 现代社会中，人类的一切活动(从衣食住行到文化娱乐，从社会生产到科学研究等)都离不开能量，而许多能量的利用与化学反应中的能量变化密切相关。从煤、石油和天然气等提供的热能，到各种化学电池提供的电能，都是通过化学反应获得的。化石燃料燃烧会释放大量的热。除了燃烧，其他化学反应也伴随着放热或吸热现象。 环节一：感受化学反应伴随能量变化 【问题1.1】请你回顾学过的化学反应，你能从哪些实验现象感受到这个反应的热量变化（放热或吸热）情况？ 【问题1.2】课本“实验 6-1”和“实验 6-2”分别有怎样的实验现象？实验结论是? 【教材实验6-1】镁和盐酸的反应。 在一支试管中加入2 mL 2 mol·L-1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。 盐酸与镁反应前后溶液的温度变化 现象：　 。  结论：　 。  【教材实验6-2】Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反应。 将20 g Ba(OH)2·8H2O晶体研细后与10 g NH4Cl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，用手触摸烧杯下部，试着用手拿起烧杯。观察现象。 化学反应吸热使烧杯与木片间的水凝结成冰 现象：　 。  结论：　 。  【问题1.3】什么是吸热反应？什么是放热反应？常见的放热反应和吸热反应分别有哪些？ (1)放热反应： 。 常见的放热反应： 　 　　(2)吸热反应： 。 常见的吸热反应： 　 环节二：微观辨析化学反应能量变化原因 【问题2.1】液态水在 100 ℃下会变成水蒸气， 2000 ℃以上会分解得到氢气和氧气。请思考在这两个变化中，外界能量提供的作用是什么？ 【问题2.2】化学反应过程中能量变化的本质是什么？ 【问题2.3】判断氢气与氯气化合生成氯化氢的反应是吸收能量还是放出能量？ 【小结】通过比较旧化学键断裂吸收的能量与新化学键形成放出的能量，来理解能量变化的原因（微观） 若断键吸收能量E1＞成键释放能量E2，该反应为吸热反应； 若断键吸收能量E1＜成键释放能量E2，该反应为放热反应。  环节三：宏观辨析反应物、生成物总能量关系 【问题3.1】各种物质都具有能量，物质的组成、结构与状态不同，所具有的能量也不同。放热反应可以看成是反应物所具有的化学能转化为热能释放出来，吸热反应可以看成是热能转化为化学能被生成物所“储存”。因此一个化学反应究竟是吸收能量还是放出能量与什么有关？ 【问题3.2】从能量高低的角度分析，汽油燃烧为什么会放出热量？NH4Cl晶体与Ba(OH)2·8H2O 晶体反应为什么是吸热反应？ 【小结】通过比较反应物与生成物的总能量，来理解能量变化的原因（宏观） (1)放热反应：反应物的总能量大于生成物的总能量； (2)吸热反应：反应物的总能量小于生成物的总能量。  环节四：人类对能源的利用 【问题4.1】从古到今，人类的能源主要来自于物质的燃烧。进入近现代社会，煤、石油、天然气等化石燃料成为主要的能源，利用化学能源面临的问题有哪些? 【问题4.2】请思考人类与日俱增的能源需求与能源危机如何应对？由化石能源引发的大气环境污染如何改善？ 素养专练 1.下列选项描述的过程能实现化学能转化为热能的是(　　) 2.下列关于化学反应与能量的说法不正确的是(　　) A.乙醇的燃烧是放热反应 B.Mg与盐酸的反应是吸热反应 C.反应物化学键的断裂要吸收能量 D.化学反应伴随有能量的变化 3.结合图判断，下列说法正确的是(　　) A.1 mol H2(g)与 mol O2(g)的键能之和比1 mol H2O(g)的键能高 B.H2O(g)变为H2O(l)时，断键吸收的能量小于成键放出的能量 C.2 mol H(g)与1 mol O(g)生成1 mol H2O(g)所吸收的热量是b kJ D.2 mol液态水分解吸收的能量为2(b+c-a) kJ 4.能正确反映电解水过程中的能量变化的是(　　) 5.化学反应伴随着能量变化是化学反应的基本特征之一。 (1)已知拆开1 mol H—H键、1 mol I—I键、1 mol H—I键分别需要吸收的能量为436 kJ、151 kJ、299 kJ。由1 mol H2和 1 mol I2反应生成HI会　　 　　(填“放出”或“吸收”) 　　　　 kJ的热量。  (2)下列反应中属于放热反应的是　　　　(填序号，下同)，属于吸热反应的是　　　　。  ①物质燃烧　②炸药爆炸　③酸碱中和反应　④二氧化碳通过炽热的炭　⑤食物因氧化而腐败　⑥Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应　⑦铁粉与稀盐酸反应 (3)最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如图所示。 下列说法正确的是　　　　(填字母)。  A.CO和O生成CO2是放热反应 B.CO和O生成了具有极性共价键的CO2 C.状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程 参考答案 · 课前复习 1.燃烧反应（如木炭燃烧）：化学能转化为热能。 中和反应（如盐酸与氢氧化钠反应）：化学能转化为热能。 2.能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体。 · 自主预习 1.吸热反应需要外界持续提供能量（如加热）以维持反应进行，反应过程中吸收的热量转化为化学能。 2.生石灰与水反应生成氢氧化钙，属于放热反应，释放的热量传递到容器外壁。 · 课堂探究 【问题1.1】温度发生改变。 【问题1.2】【教材实验6-1】镁条逐渐溶解，有气泡产生，温度计温度上升 该反应放出热量 【教材实验6-2】有刺激性气味气体产生；木片上的水结成冰，木片与烧杯底被冰粘在了一起；用手触摸杯壁下部，有凉的感觉 该反应吸收热量 【问题1.3】(1)放热反应：化学上把释放热量的化学反应称为放热反应。 常见的放热反应：金属与酸的反应；木炭、氢气、甲烷的燃烧反应；氢气与氯气的化合反应；中和反应。 (2)吸热反应：化学上把吸收热量的化学反应称为吸热反应。 常见的吸热反应：八水合氢氧化钡与氯化铵的反应；碳酸钙的分解反应；灼热的炭与二氧化碳的反应。 【问题2.1】分别破坏水分子间作用力与水分子的化学键。 【问题2.2】旧化学键的断裂和新化学键的形成。 【问题2.3】E吸收=436 kJ+243 kJ=679 kJ，E放出=431 kJ×2=862 kJ，E吸收<E放出，该反应放出能量。 【问题3.1】反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。 【问题3.2】汽油燃烧时燃料和所耗氧气的总能量大于生成的二氧化碳和水的总能量；NH4Cl晶体与 Ba(OH)2·8H2O 晶体反应时反应物的总能量小于生成物的总能量。 【问题4.1】一是其短期内不可再生，储量有限，随着能源消费需求的不断增加，能源消费量与储量之间的矛盾日益突显；二是煤和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。 【问题4.2】 · 素养专练 1.B　2.B　3.D　4.B 5.答案 (1)放出　11 (2)①②③⑤⑦　④⑥ (3)AB 1 学科网（北京）股份有限公司 $$