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 课时1 化学反应与热能 素元化学工作室 重难点 1. 重点：化学反应能量的变化形式； 化学反应吸放热与成断键的关系。 2.难点：从图像中判断化学反应吸热放热情况。 高频考点 常见的吸放热反应。 素元化学工作室 你知道其中的奥秘吗？ ☆利用化学反应放出的能量升温 ☆利用化学反应吸收能量来降温 化学反应伴随着放热或者吸热现象。 素元化学工作室 【实验6-1】在一支试管中加入2mL 2mol/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。 如何通过实验说明反应中有热量变化？ 素元化学工作室 现象： (1)看到有气泡产生； (2)用手触摸反应后的试管，________； (3)温度计指示溶液温度______ 结论: 该反应________热量。 化学方程式: 手感到发烫 升高 放出 【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。 Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑ 放热反应 素元化学工作室 【实验6-2】将20gBa(OH)2•8H2O晶体研细后与10gNH4Cl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。 素元化学工作室 吸热反应 现象： (1)闻到_________气味； (2)用手触摸杯壁下部，有_______的感觉； (3)用手拿起烧杯，木片________________； (4)烧杯内反应物呈_______状 结论：该反应_________热量。 方程式：____________________________ 。 刺激性 冰凉 和烧杯粘到一起 糊 吸收 Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O 【实验6-2】 将20gBa(OH)2•8H2O晶体研细后与10gNH4Cl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。 素元化学工作室 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 热量，有的 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。 放出 吸收 一、吸热反应与放热反应 素元化学工作室 一、吸热反应与放热反应 1.概念 ①把 热量的化学反应称为放热反应。 ②把 热量的化学反应称为吸热反应。 释放 吸收 注： 反应与过程区别：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 ，这是一个吸热/放热过程。 素元化学工作室 2.常见的放热反应和吸热反应 放热反应（“两he两氧一置换”） 吸热反应（“三还两解一特殊”） ①酸碱中和反应 ②大多数化合反应(特例：C+CO2) ③氧化类反应 ④活泼金属跟水或酸的反应（置换） ① C、H2、CO等高温下作还原剂（除燃烧） 例：C+CO2、H2+CuO、C+H2O(g) ②大多数分解反应（特例：H2O2分解）、水解反应 ③Ba(OH)2·8H2O＋NH4Cl(固态铵盐与碱的反应，特殊) 注意：吸热反应、放热反应与反应是否需要加热等条件没有直接联系，有些放热反应需要加热的条件，有些吸热反应在常温下就可反生。 一、吸热反应与放热反应 剧烈（燃烧） 缓慢（腐烂、生锈） 素元化学工作室 化学反应过程中为什么会有能量的变化？ 从微观角度看，物质中的原子通过化学键相互结合的 本质：化学反应是一个 旧的化学键发生断裂，新的化学键发生形成的过程 吸收能量 放出能量 H2 + Cl2 2HCl 问题思考 H — H Cl — Cl H — Cl 断开 断开 形成 2 2 + = 2 素元化学工作室 断开 1 mol H—H 键需要吸收 436 kJ 的能量 从化学键角度分析化学反应的能量变化的原因 例如：问 H2 + Cl2 2HCl 该反应是放热反应还是吸热反应？ 断开 1 mol Cl—Cl 键需要吸收 243 kJ 的能量 形成 1 mol H—Cl 键需要放出 431 kJ 的能量 E吸收 = 436 + 243 = 679 kJ E放出 = 431 × 2 = 862 kJ E吸＜ E放 放热反应 思维启迪 结论：化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。 断键 成键 素元化学工作室 二、化学键与化学反应中能量变化的关系 （一）从化学键角度分析能量变化的原因（微观解释） 素元化学工作室 提示 放热反应 吸热反应 画出放热、吸热反应的能量随反应过程的变化图。 二、化学键与化学反应中能量变化的关系 素元化学工作室 物质的能量 能量越低越稳定 物质的能量和物质稳定性的关系是什么？ 冰 水 水蒸气 温度不断升高，自身能量不断增大，稳定性越来越低 思维课堂 素元化学工作室 （二）从总能量高低理解能量变化的原因（宏观判断） 物质本身是具备能量的 反应物的总能量高 生成物的总能量低 生成物的总能量高 反应物的总能量低 放热反应 吸热反应 水从高处往低处流，发生了什么能量变化？ 能量越低越稳定 素元化学工作室 吸热反应：ΔH＞0或 ΔH为“+” 反应物总能量< 生成物总能量 放热反应：ΔH＜0 或ΔH为“-” 反应物总能量 > 生成物总能量 1.稳定物生成不稳定物是 反应。 吸热 2.需要持续加热才能进行的一般是 反应。 吸热 3.如果某反应为放热，则逆反应为吸热。 ΔH＝生成物总能量－反应物总能量 放热：E反=E生+Q 吸热：E反+Q=E生 素元化学工作室 放热反应 吸热反应 △H表现行式 物质总能量变化 键能 变化 联系 △H﹤0或△H为“-” △H﹥0或△H为“+” 生成物的总能量小于反应物的总能量 生成物的总能量大于 反应物的总能量 生成物总键能大于反应物总键能 生成物总键能小于反应物总键能 键能越大，物质能量越低，越稳定，反之键 能越小，物质能量越高，越不稳定。 放热和吸热反应对比 二、化学键与化学反应中能量变化的关系 素元化学工作室 断键吸收的能量E1<成键释放的能量E2 放热反应△H＜0 反应物的总能量E反>生成物的总能量E生 断键吸收的能量E1>成键释放的能量E2 吸热反应 △H＞0 反应物的总能量E反<生成物的总能量E生 △H = E生-E反 = E1-E2 素元化学工作室 1、下列变化中属于吸热反应的是(　　)①液态水汽化　②将胆矾加热变成白色粉末　③浓硫酸稀释　④氯酸钾分解制氧气　⑤生石灰跟水反应生成熟石灰 A．只有①④　　　 B．②③ C．①④⑤ D．②④ 解析　[放热反应和吸热反应都是化学反应。放热反应为⑤，吸热反应为②④，液态水汽化是吸热过程，浓硫酸稀释是放热过程，二者均为物理变化。] 随堂练习 D 素元化学工作室 2、下列说法正确的是(　　) A.放热反应在常温下一定很容易发生 B.需要加热方能发生的反应一定是吸热反应 C.吸热反应在通常条件下不可能很容易发生 D.反应能否发生与条件有关，反应过程的能量变化与反应条件没有必然联系 D 随堂练习 素元化学工作室 3、已知断裂1 mol共价键所需要吸收的能量分别为H—H键：436 kJ；I—I键：153kJ；H—I键：299 kJ。下列对反应H2(g)＋I2(g)⇌2HI(g)的判断中，错误的是(　　) A．该反应是放出能量的反应 B．该反应是吸收能量的反应 C．该反应是氧化还原反应 D．I2与H2具有的总能量大于生成的HI具有的总能量 解析　[依题意，断裂1 mol H—H键和1 mol I—I键吸收的总能量为436 kJ＋153 kJ＝589 kJ，生成2 mol H—I键放出的能量为299 kJ×2＝598 kJ，因598 kJ>589 kJ，所以H2与I2反应生成HI的反应是放出能量的反应；根据反应式可知该反应是氧化还原反应。] 随堂练习 B 素元化学工作室 4、下列反应中能量变化趋势与如图一致的是(　　) A．氢氧化钡晶体与氯化铵晶体混合 B．中和反应 C．木炭在氧气中发生不完全燃烧 D．生石灰和水的反应 解析：[生成物的总能量大于反应物的总能量，说明此反应为吸热反应。Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应为吸热反应，A项正确；中和反应、2C＋O2点燃(=====)2CO、CaO＋H2O===Ca(OH)2均为放热反应，B、C、D项错误。] 随堂练习 A 素元化学工作室 柴火 煤炭等化石燃料 新能源 主要能源 三、人类对能源的利用 柴草时期 化石能源时期 多能源结构时期 素元化学工作室 1.化石燃料利用过程中面临两个问题： 一是其短期内不可再生，储量有限； 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。 三、人类对能源的利用 素元化学工作室 太阳能、风能、地热能、海洋能、氢能等 2.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 三、人类对能源的利用 素元化学工作室 随堂练习 1. 下列有关新能源的说法不正确的是( ) A.绿色植物通过光合作用，将光能转化为化学能 B.风能、太阳能是清洁能源 C.氢能还未进入实用阶段的主要原因是其燃烧所释放热量低于相同质量的矿物燃料 D.共享单车利用太阳能发电完成卫星定位，有利于节能环保 C 素元化学工作室 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 总结 素元化学工作室 效果检测 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)化学键断裂需要吸收能量，化学键形成会放出能量。(　) (2)化学反应必然伴随能量变化。(　) (3)相同条件下由原子形成1 mol H—Cl键所放出的能量与断开1 mol H—Cl键吸收的能量相等。(　) (4)放出能量越多的反应通常生成物越不稳定。(　) (5)化学反应过程不一定都有能量变化。(　) (6)NaOH溶于水要释放能量。(　) (7)煤、石油和天然气都是化石能源。(　) √ √ √ × × √ √ 素元化学工作室 效果检测 2．下列反应既属于氧化还原反应，又是吸热反应的是(　　) A．灼热的碳与CO2的反应 B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应 C．铝片与稀盐酸的反应 D．甲烷在氧气中的燃烧反应 解析 [灼热的碳与CO2的反应生成CO，属于氧化还原反应，也是吸热反应，A正确；Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应生成BaCl2、NH3和H2O，属于非氧化还原反应，B错误；铝片与稀盐酸的反应放热，C错误；甲烷在氧气中的燃烧反应放热，D错误。] A 素元化学工作室 效果检测 3．下列叙述不正确的是(　　) A．化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的根本原因 B．酸碱中和反应是放热反应 C．等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多 D．因为石墨变成金刚石吸热，所以金刚石比石墨稳定 解析[断键吸收能量，成键放出能量，因此化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的根本原因，A正确；酸碱中和反应是放热反应，B正确；气态硫的能量高于固态硫的能量，因此等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多，C正确；石墨变成金刚石吸热，说明石墨的能量低于金刚石，能量越低越稳定，所以石墨比金刚石稳定，D错误。] D 素元化学工作室 效果检测 4．下列说法正确的是(　　) A．任何化学反应都伴随着能量的变化 B．H2O(g)―→H2O(l)的过程放出大量的热，所以该过程是化学变化 C．化学反应中能量的变化都表现为热量的变化 D．如图所示的是吸收能量的过程 解析　[任何化学反应都有能量的变化，但有能量变化的过程不一定是化学变化，如物质的三态变化，虽然存在能量变化，但没有新物质生成，故不是化学变化，所以A项正确，B项错误；化学反应中能量变化的形式有多种，除热能外，还有光能、电能等，C项错误；由图知，该过程中反应物的总能量大于生成物的总能量，故该过程中放出能量，D项错误。] A 素元化学工作室 效果检测 5. 已知某化学反应A2(g)＋2B2(g)===2AB2(g)(A2、B2、AB2的结构式分别为A=A、B-B、B-A-B)，反应过程中的能量变化如图所示，下列有关叙述正确的是（ ） A.该反应的进行一定需要加热或点燃 B.该反应若生成2 mol AB2(g)，则放出的热量 为(E1－E2) kJ C.该反应断开反应物中化学键吸收的总能量大于形成生成物中化学键释放的总能量 D.生成2 mol B—A放出E2 kJ能量 C 素元化学工作室 效果检测 6．如图是1 mol氢气燃烧的能量变化示意图： ①试分析a、b表示的含义。 ②判断氢气燃烧是吸热反应还是放热反应。 8．金刚石和石墨是由碳元素组成的两种结构不同的单质。在100 kPa时，1 mol石墨可转化为金刚石，要吸收1.895 kJ 的能量。结合化学知识回答下列问题：①石墨转化为金刚石是化学变化吗？ ②1 mol石墨与1 mol 金刚石的总能量相比哪个更高？ ③你认为金刚石和石墨哪个更稳定？ 能量越低物质越稳定 素元化学工作室 THANKS 素元化学工作室 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.57(gap_fixed:False) EVCapture4.0.2软件录制 Lavf56.38.102 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $