6.1.1化学反应与能量变化 课件—2025--2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

化学反应与能量变化 第一课时 第六章 化学反应与能量 薪火相传——化学反应中的热能 同学们，请看这三幅图。从远古的篝火到工业革命的蒸汽机，再到我们今天依赖的电力，火——这个人类掌握的第一个化学反应，始终伴随着我们。但今天，当我们享受着化学反应带来的能量时，天空中的雾霾也在提醒我们付出的代价。这一节课，让我们回到起点，探究化学反应中的热能奥秘。 宏观探秘——感受“化学热” 第一部分 1.化学反应中的变化 宏观探秘——感受“化学热” 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。 化学反应中的变化 物质变化：有新物质生成——遵循质量守恒定律 能量变化 吸收能量 放出能量 遵循能量守恒定律 2.实验探究化学反应中的吸热或放热现象 宏观探秘——感受“化学热” 【实验6-1】 在一支试管中加入2 mL 2 mol/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。 2.实验探究化学反应中的吸热或放热现象 宏观探秘——感受“化学热” 实验现象：镁条溶解，表面产生大量气泡；温度计示数变大。 实验结论： 镁条与盐酸发生反应 Mg + 2HCl = MgCl2 + H2↑，同时向外界释放热量，将化学能转化为热能。 【实验6-1】 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，用手触摸杯壁下部，试着用手拿起烧杯。观察现象。 宏观探秘——感受“化学热” 2.实验探究化学反应中的吸热或放热现象 宏观探秘——感受“化学热” 2.实验探究化学反应中的吸热或放热现象 实验现象： ① 产生有刺激性气味的气体；② 烧杯壁变凉，木片和烧杯底部黏结在一起。 实验结论： Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl混合后发生反应：Ba(OH)2·8H2O + 2NH4Cl = BaCl2 + 2NH3↑ + 10H2O，同时从外界吸收热量，将热能转化为化学能。 有NH3生成 体系温度降低，使烧杯和木片之间的水凝结成冰，说明该反应吸热 宏观探秘——感受“化学热” 注意事项： （1）实验6-1中镁条与盐酸反应速率快，放热明显，实验时应用试管夹或铁夹夹持试管，以免烫伤。盐酸的用量不能太多，防止反应过于剧烈使酸液冲出试管。 2.实验探究化学反应中的吸热或放热现象 （2）实验6-2成功的关键是确保在短时间内反应充分进行，体系温度快速降低，使烧杯与木片之间的水凝结成冰。 （3）由于产生的氨气有刺激性气味，因此一定要及时用玻璃片盖住烧杯，并在实验结束后对氨进行吸收处理。 宏观探秘——感受“化学热” 3.放热反应与吸热反应 （1）放热反应 ① 含义：释放热量的化学反应。 ② 能量转化：反应物所具有的化学能转化为热量释放出来。 ④ 化学反应与能量变化的关系： 生成物 能量 生成物的 总能量 反应物 反应物总能量 放出能量 反应过程 ③ 常见的放热反应： 所有的燃烧及缓慢氧化反应；活泼金属与酸或H2O的反应；酸碱中和反应；大多数化合反应和少数分解反应。 反应物总能量 > 生成物总能量 宏观探秘——感受“化学热” 3.放热反应与吸热反应 （2）吸热反应 ① 含义：吸收热量的化学反应。 ② 能量转化：热能转化为化学能被生成物所“储存”。 ④ 化学反应与能量变化的关系： ③ 常见的吸热反应： 大多数分解反应；用C、H2、CO作为还原剂的氧化还原反应；氢氧化钡与氯化铵的反应；盐酸和碳酸氢钠的反应。 反应物总能量 ＜ 生成物总能量 反应物 总能量 生成物 总能量 能量 生成物 反应物 吸收能量 反应过程 宏观探秘——感受“化学热” 3.放热反应与吸热反应 ① 化学反应中的物质变化总会伴随着能量变化，通常主要表现为热量的释放或吸收，除此之外还有光能、电能等能量转化。 ② 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。 （3）补充说明 ③ 一个化学反应是吸热还是放热取决于反应物的总能量和生成物的总能量的相对大小。 ④ 若某反应为放热反应，则该反应的逆向反应为吸热反应，反之也成立。 宏观探秘——感受“化学热” 3.放热反应与吸热反应 （4）思考讨论 ① 吸热反应一定需要加热，放热反应一定不需要加热，这种说法正确吗？ 吸热反应、放热反应是指反应过程中吸收还是放出热量，与反应是否需要加热等条件没有直接联系。 ② 放热反应和吸热反应必须是化学变化，一些物质溶于水，也会有吸热和放热现象：如浓H2SO4、NaOH(s)等溶于水要放热 ；NH4NO3(s)、NH4Cl(s)等溶于水要吸热，但不能说是放热反应或吸热反应。放热反应是一个放热过程，但放热过程不一定是放热反应。 微观解码——能量转化的本质 第二部分 1.化学键与化学反应中能量变化的关系 微观解码——能量转化的本质 化学反应是反应物中旧化学键断裂和生成物中新化学键形成的过程。 我们感受到了热量的放出与吸收，但热量从哪里来？又到哪里去？ 反应物 旧化学键断裂 新化学键形成 生成物 若E1＞E2，吸热反应 若E1＜E2，放热反应 吸收能量E1 释放能量E2 2.H2与Cl2反应生成HCl的过程 微观解码——能量转化的本质 H H H H H H Cl Cl Cl Cl Cl Cl 1mol键断裂 1mol键断裂 + + 成键 成键 吸收436 kJ能量 吸收243 kJ能量 放出431 kJ能量 放出431 kJ能量 断开1 mol H2和1 mol Cl2，中的化学键所吸收的总能量为436 kJ+243 kJ=679 kJ，形成2 mol HCl中的化学键所放出的总能量为862 kJ，吸收的总能量小于放出的总能量，故为放热反应，862 kJ - 679 kJ=183 kJ，即反应放出183 kJ能量。 3.化学键与能量变化的关系 微观解码——能量转化的本质 能量 H2 Cl2 H H Cl Cl HCl HCl 断键 吸收679 kJ 成键 释放862kJ 整体放出能量183kJ 破坏旧化学键所吸收的能量小于形成新化学键所释放的能量，则有能量向环境释放，发生放热反应；破坏旧化学键所吸收的能量大于形成新化学键所释放的能量，则需从环境吸收能量，发生吸热反应。 补充： 微观解码——能量转化的本质 （1）根据物质转化时的能量变化比较物质具有的能量高低时，需要注意能量高低关系的对应性。 （2）相同条件（相同温度和压强）下，形成1 mol某化学键所放出的能量与断开1 mol该化学键所吸收的能量相等。 （3）物质所具有的能量越低越稳定。 物质本身的能量 高 低 不稳定 稳定 物质的稳定性 历史回望——文明的“热”引擎与社会挑战 第三部分 1.不同社会发展阶段人均耗能对比 历史回望——文明的“热”引擎与社会挑战 柴草时期 化石能源时期 多能源结构时期 这样的结构可持续吗？ 2.利用化石燃料面临的问题及解决方案 历史回望——文明的“热”引擎与社会挑战 （1）化石燃料短期内不可再生，储量有限，而能源消费需求不断增加，能源消费量与储量之间的矛盾日益突显； （2）燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO等造成了大气污染。 如果你是以下角色，如何看待化石燃料问题？ 政策制定者：如何在保障发展和保护环境间平衡？ 化工工程师：如何提高燃料燃烧效率？ 普通市民：日常生活中如何节能？ 2.利用化石燃料面临的问题及解决方案 历史回望——文明的“热”引擎与社会挑战 节能减排，寻找清洁的新能源。 ① 节能不是简单地减少能源的使用，更重要的是要充分有效地利用能源。 例如，提高燃料的燃烧效率（如改进锅炉的炉型和燃料空气比、清理积灰等）提高能源利用率（如循环利用能源）。 ② 理想的新能源应具有资源丰富、可以再生、对环境无污染等特点。 如太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等。 随堂测试 1.下列说法中正确的是（ ） A.物质发生化学反应时都伴随着能量变化，伴随能量变化的物质变化一定是化学变化 B.需要加热的化学反应一定是吸热反应，不需要加热就能进行的反应一定是放热反应 C.吸热反应就是反应物的总能量比生成物的总能量高；也可以理解为化学键断裂时吸收的能量比化学键形成时放出的能量多 D.化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因 D 随堂测试 2.下图是碳和水蒸气发生反应生成CO、H2的途径和三个状态的能量,该反应为吸热反应,下列说法中正确的是(　　) A.步骤1是放热过程 B.步骤2是吸热过程 C.E1、E2、E3的大小关系是E2>E3>E1 D.C(s)+H2O(g)的总能量一定高于CO(g)+H2(g)的总能量 C 随堂测试 3.已知断裂1 mol化学键吸收的能量如下表： 则由N2(g)和H2(g)反应生成1 mol NH3(g)的能量变化是(　　) A．吸收46 kJ能量 B．释放46 kJ能量 C．吸收92 kJ能量 D．释放92 kJ能量 化学键 H—H N≡N H—O H—N 能量/kJ 436 946 463 391 B 随堂测试 4.某放热反应A+B===2C,在反应过程中,断裂1 mol A中的化学键消耗的能量为Q1 kJ,断裂1 mol B中的化学键消耗的能量为Q2 kJ,形成1 mol C中的化学键释放的能量为Q3 kJ。下列说法中正确的是 (　　) A.Q1+Q2<Q3　　　　　 B.Q1+Q2>Q3 C.Q1+Q2<2Q3 D.Q1+Q2>2Q3 C 谢谢~ THANK YOU FOE WATCHING $