6.1.1.化学反应与热能 课件-2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

第六章 化学反应与能量 第一节　化学反应与能量变化 　第1课时　化学反应与热能 1 天然气的燃烧 化学反应总是伴随着各种能量的变化，而其中最常见的是以热量的形式吸收和释放。 实验展示 【实验6-1】在一只试管中加入 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。 实验现象 镁条逐渐溶解，有气泡产生，温度计示数上升 该反应放出热量 实验结论 实验展示 【实验6-2】将 20g Ba(OH)2•8H2O 晶体研细后与 10g NH4Cl 在烧杯中混合，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。 1.实验探究：化学反应中的能量变化 实验6-2 实验现象 实验结论 有刺激性气味气体产生；木片上的水结成冰，使木片与烧杯底粘在一起；杯壁下部发凉。 该反应是吸收热量 实验分析 实验原理 Ba(OH)2 ·8H2O+ 2NH4Cl BaCl2 + 2NH3↑ + 10H2O 以上两个实验中，化学反应前后的温度变化说明化学反应过程中伴有热量的释放或吸收 结论：化学反应中总会伴随着能量变化，通常主要表现为热能的变化，有的反应放出热量，有的反应吸收热量。 特别提醒：化学反应的能量变化，除转化为热能外，还转化为机械能、光、声、电等多种能量形式。 放热反应： 释放热量的化学反应 吸热反应： 吸收热量的化学反应 1.化学反应的分类：放热反应和吸热反应 一．化学反应与热能 那么，哪些类型的反应往往是放热？哪些是吸热呢？ 2.常见的放热反应和吸热反应 放热反应 吸热反应 ①所有的燃烧反应 ②酸碱中和反应 ③大多数化合反应 ④活泼金属与水或酸的反应 ⑤物质的缓慢氧化 ⑥铝热反应(见第八章) ①大多数分解反应 ②铵盐与碱的反应，如Ba(OH)2·8H2O晶体或Ca(OH)2与NH4Cl晶体反应 ③以C、H2、CO为还原剂的部分氧化还原反应，如C与H2O(g)反应，C与CO2反应 ④NaHCO3与盐酸的反应 记住它们吧！ 注意：吸热反应和放热反应属于化学反应，一些物质溶于水，也会有吸热和放热现象：浓H2SO4、NaOH(s)等溶于水要放热 ；NH4NO3(s)、KNO3(s)、NH4Cl(s)等溶于水要吸热 ，但不能说是放热反应和吸热反应。 浓硫酸的稀释，NaOH晶体溶于水均放热，它们是放热反应吗？ 问题： NH4NO3晶体溶于水吸热，属于吸热反应吗？ 判断下列反应是放热反应还是吸热反应。 1.镁条的燃烧。 2.高温下木炭与二氧化碳反应生成一氧化碳。 3.氧化钙与水的反应。 4.高温煅烧石灰石(主要成分是CaCO3)制生石灰(CaO)。 5.炸药爆炸 6.Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应 8.甲烷在氧气中的燃烧 9.盐酸与氢氧化钠溶液反应 放热反应 放热反应 放热反应 放热反应 放热反应 吸热反应 吸热反应 吸热反应 吸热反应一定需要加热？放热反应一定不需要加热吗？ 不一定，反应的放热、吸热与是否加热无必然联系 思考与讨论： 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)在1 mol氢分子中，含有 mol氢原子，含有 mol H—H键。 (2)已知在25 ℃和101 kPa条件下，由2 mol H原子形成1 mol H—H键时，放出436 kJ的能量。若要使1 mol氢分子变为2 mol氢原子时，需要断开1 mol H—H键，其能量变化是 。 2 1 吸收436 kJ的能量 1．化学反应的能量变化的微观分析 例如 物质中的原子都是通过化学键结合在一起，当化学反应发生时，反应物的化学键断裂要吸收能量，生成物的化学键形成要释放能量。 2H H-H Cl-Cl H2 + Cl2 2HCl 断开1molH－H键要吸收436kJ的能量。 断开1molCl-Cl键要吸收243kJ的能量。 2Cl 2H-Cl 形成2molH-Cl键要放出2×431kJ的能量。 键能 E吸热= 436kJ + 243kJ =679kJ E放热= 2×431kJ =862kJ 总的热效应 ？ 放出183kJ 例 如： 【练一练】请根据下列信息判断反应是吸热反应还是放热反应？ 2H2O(g) = 2 H2(g) + O2(g) 4H—O → 2H—H + O=O 吸收的能量 4×465KJ (2×436+498)KJ 释放的能量 > 4molH 2molH2(g) 1molH-H形成释放436KJ能量 2molO 1molO2(g) 1molH-O键断裂吸收465kJ能量 } 2molH2O(g) 1molO=O形成释放498KJ能量 吸热反应 化学反应的实质 旧键断裂 新键形成 吸热 放热 E断吸＞E成放 吸热反应 E断吸＜E成放 放热反应 化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。 几个需要了解的观点： 1)两条基本的自然定律 质量守恒定律：自然界的物质可以发生相互转化，但反应前后质量保持不变。 能量守恒定律：一种形式的能量可以转化为另一种(或多种形式)的能量， 但体系的总能量保持不变。 2)各种物质都储存有“化学能”。 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（化学能）也不同。 3)物质所含能量越低，越稳定 因此，一个化学反应放热还是吸热，宏观角度上，是因为反应物的总能量与生成物的总能量大小不同 2．化学反应的能量变化的宏观分析 2．化学反应的能量变化的宏观分析 放热反应 吸热反应 放热反应：E反> E生 吸热反应：E反< E生 例如： H2 + Cl2 2HCl 2H2O(g) = 2 H2(g) + O2(g) 放热反应 吸热反应 能量 反应物 生成物 反应过程（I） 能量 反应过程（ll） 反应物 生成物 思维启迪 判断下列反应时放热反应，还是吸热反应？ 小结:3、化学反应中能量变化的原因 角度一：断开旧键所吸收能量与形成新键所放出能量的相对大小(微观) 角度二：反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小（宏观） E E断 生成物 反应过程 反应物 E成 放热反应 E反> E生 E断吸< E成放 E E断 生成物 反应过程 反应物 E成 吸热反应 E反< E生 E断吸> E成放 ①人类利用能源的三个阶段： 时期、 时期和 时期。 柴草 化石能源 多能源结构 4、人类对能源的利用 ①人类利用能源的三个阶段： 时期、 时期和 时期。 柴草 化石能源 多能源结构 ②化石燃料利用过程面临的问题 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。 太阳能、风能、地热能、海洋能、氢能等 ③.解决办法 节能 寻找新能源 提高燃料的燃烧效率 提高能源利用率 太阳能 风能 地热能 能量变化 化学能转化为热能 放热 反应 吸热 反应 类型 反应物的总能量大于生成物的总能量 反应物的总能量小于生成物的总能量 遵循能量守恒原 理 能量 利用 燃料充分燃烧 新能源的开发 减少污染 (1)苛性钠溶于水放出热量，该变化为放热反应(　　) (2)化学反应既有物质变化，又有能量变化(　　) (3)镁条在空气中燃烧是放热反应，反应过程中所释放的能量全部转化为热能(　　) (4)吸热反应需要加热才能进行(　　) (5)火药爆炸时所释放的能量包括热、光、声、机械能等多种能量形式 (　　) × √ × × √ 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×” (6)化学键断裂需要吸收能量，化学键形成会放出能量(　　) (7)化学反应必然伴随能量变化(　　) (8)放出能量越多的反应通常生成物越不稳定(　　) (9)化学反应过程不一定都有能量变化(　　) (10)煤、石油和天然气都是化石能源(　　) (11)柴草燃烧时，化学能全部转化为热能(　　) √ √ √ × × × 2.已知2SO2+O2 2SO3为放热反应,对该反应的下列说法正确的是 (　　) A.O2的能量一定高于SO2的能量 B.2molSO2和1molO2的总能量一定高于2molSO3的总能量 C.SO2的能量一定高于SO3的能量 D.因该反应为放热反应,故不必加热就可发生 B 【解析】因反应2SO2+O2 2SO3为放热反应,所以2 mol SO2和1 mol O2的能量和一定高于2 mol SO3的能量,A错误,B正确,C错误;化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成,而断键过程需要吸收能量,故放热反应有些也需要一定条件,该反应是放热的,但需要加热才能发生,D错误。 3.关于吸热反应的说法正确的是 (　　) A.凡需加热的反应一定是吸热反应 B.只有分解反应才是吸热反应 C.使用催化剂的反应是吸热反应 D.CO2与CaO化合是放热反应,则CaCO3分解是吸热反应 【解析】反应放热还是吸热与是否加热无直接的关系,与是否使用催化剂也无直接关系,多数吸热反应需要加热,但有的不需要加热,例如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应,且该反应属于复分解反应,故A、B、C三项错。放热反应的逆过程一定是吸热反应,D正确。 D $