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

年 级：高一 学 科：化学（人教版） 主讲人：lrp 学 校：四川省华蓥中学 6.1.1 化学反应与热能 第六章 化学反应与能量 1 【学习目标】 1．通过实验探究、讨论交流，感受化学反应中的能量变化，知道常见的吸热反应和放热反应，树立物质变化中伴随着能量变化的观念。 2.通过思考讨论、微观分析，能从反应物和生成物具有的能量、化学键变化两个角度理解化学反应中能量变化的主要原因。 3.通过阅读思考、实例分析，从本质上认识物质变化与能量变化的关系，了解人类利用的主要能源及新能源，分析能源的利用对自然环境及社会发展的影响。 【学习重点】化学键与化学反应能量变化的关系、吸热反应和放热反应 【学习难点】理解化学反应中能量变化的主要原因 【 教学模型】实验探究→问题驱动→概念建构→应用迁移 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 2 请同学们分组讨论燃烧是一个化学变化，化学反应中能量是怎样变化的？ 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。 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 一、化学反应中的热量变化1、放热反应和吸热反应（1）化学反应的本质①化学反应的本质是 。②断开化学键要 能量，形成化学键要 能量，吸收的能量与释放的能量 。③化学反应一定伴随有 的变化，化学反应中能量变化主要表现为热量的变化，吸热或放热。 （2）化学反应的特征：①质量守恒定律：化学反应前后物质的 保持不变。②能量守恒定律：一种形式的能量可以转化为另一种形式的能量，转化的途经和能量的形式不同。 是旧化学键的断裂和新化学键的形成 吸收 放出 不相等 能量 总质量 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 （3）放热反应和吸热反应①化学上把 称为放热反应， 称为吸热反应。②常见的放热反应与吸热反应 放热反应 吸热反应 大多数化合反应所有燃烧反应酸碱中和反应金属与酸或水的置换反应铝热反应 大多数分解反应Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应以C、CO、H2为还原剂的氧化还原反应 注意：①吸热反应和放热反应的对象都是 ，物理变化除外。 ②一个化学反应是吸热还是放热，与 （是否需要加热）没有必然联系。 释放热量的化学反应 吸收热量的化学反应 化学变化 反应条件 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 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。 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 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。 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 2、实验探究放热反应和吸热反应 【实验6-1】、【实验6-2】，完成相关实验，观察实验现象，思考实验原理 实验操作 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 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 实验装置 实验现象 ①镁条 ，有 产生；②温度计温度 ；③用手触摸试管壁，有温热感。 ①混合物呈糊状；②有刺激性气味气体产生；③木片上的水结成冰，与烧杯底粘在了一起；④用手触摸杯壁下部，有凉的感觉 实验原理 实验结论 该反应产生气体，并 热量 该反应产生气体，并 热量 溶解 气泡 上升 放出 吸收 Mg + 2HCl === MgCl2 + H2↑ Ba(OH)2·8H2O + 2NH4Cl === BaCl2 + 2NH3↑+ 10H2O 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 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，有的放出热量，有的吸收热量。 注意：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。 问题探究：（1）放热反应和吸热反应与反应条件是否需要加热有何关系？①需加热才能发生的反应 是吸热反应，如碳和氧气的反应。②放热反应常温下 容易发生，如物质燃烧。③吸热反应也 需要加热，如Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体的反应。（2）NaOH固体或浓硫酸溶于水，溶液温度均会升高，则NaOH固体、浓硫酸溶于水是放热反应，对吗？吸热反应和放热反应都是 ，NaOH固体或浓硫酸溶于水溶于水是放热过程，但不是放热反应；如升华、蒸发等过程是吸热过程，但不是吸热反应。 不一定 不一定 不一定 化学变化 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 请同学们分组讨论总结放热反应和吸热反应，并举例说明常见的放热、吸热反应 化石燃料燃烧会释放大量的热。 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 二、化学反应中能量变化的原因1、探究化学反应中热量的变化与化学键的关系—微观角度①分子或化合物里的原子之间是通过 相结合的，而化学键与化学能联系在一起的。当物质发生化学反应时，断开反应物的化学键要 能量，而形成生成物的化学键要 能量。 化学键 吸收 放出 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 ②化学键与能量的关系可用图示表示为： 断键吸收能量（E1）> 成键释放能量(E2），反应吸收能量，为 ； 断键吸收能量（E1）< 成键释放能量(E2），反应放出能量，为 。③相同条件（如在25 ℃和101 kPa）的条件下，由原子形成1 mol化学键时所放出的能量，与断开1 mol相同化学键所吸收的能量是 的。 吸热反应 放热反应 相等 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 问题探究：已知氢气在氯气中燃烧生成氯化氢旧键断裂和新键形成时能量的变化如下图所示： 则H2＋Cl2点燃2HCl的过程是放出能量还是吸收能量？由此可得出什么结论？①由图示信息可知：1 mol H2中含有1 mol H－H键，断开1 mol H－H键 能量。1 mol Cl2中含有1 mol Cl－Cl键，断开1 mol Cl－Cl键 能量。形成1 mol HCl分子中的H－Cl键会 能量，则断裂化学键吸收的总能量为： kJ，形成化学键放出的总能量为 放出能量。反应中能量的变化为： 且放出的总能量 吸收的总能量。因此，该过程 能量。 吸收436 kJ 吸收243 kJ 放出431 kJ 436 kJ＋243 kJ＝679 kJ 431 kJ×2＝862 kJ 862 kJ－679 kJ＝183 kJ 大于 放出 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反应过程图示： 能量 反应进程 H Cl Cl- H- H-Cl H-Cl 断1 mol H-H键吸收436kJ 断1 mol Cl-Cl键吸收243kJ H Cl Cl H 形成 2 mol H-Cl键放出2×431 kJ即862 kJ 能量 放出能量183kJ 键能越大物质越稳定 能量越低物质越稳定 反应结果放出能量 =(431+431)—(436+243)KJ =183KJ 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 ②结论：a.化学键的 是物质化学反应中能量变化的主要原因，且遵循能量守恒定律。b.若反应物中的化学键断开时 的能量高于生成物成键 的能量，则该反应 能量，吸收的能量＝反应物分解吸收的总能量－生成物形成释放的总能量。c.若反应物中的化学键断开时 的能量低于生成物成键 的能量，则该反应 能量，放出的能量＝生成物形成释放的总能量－反应物分解吸收的总能量。 注意：标况下，将1mol气态分子AB断裂成理想气态原子所吸收的能量，单位（KJ·mol-1）叫键能。 断裂与形成 吸收 释放 吸收 放出 吸收 释放 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 2、探究化学反应中热量的变化与反应物和生成物具有的能量高低的关系—宏观角度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” 宏观解释 放热反应示意图 吸热反应示意图 化学反应放出热量 化学反应吸收热量 结 论 注意：①破坏反应物中的化学键吸收的能量 ，则反应物越不稳定，本身的能量越高。②形成生成物的化学键放出的能量 ，说明生成物越稳定，本身的能量越低。 越小 越多 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 归纳总结：比较放热反应与吸热反应，完成表格内容。 类型比较 放热反应 吸热反应 定义 的化学反应 的化学反应 形成原因 反应物具有的总能量 生成物具有的总能量 反应物具有的总能量 生成物具有的总能量 与化学键的关系 生成物分子成键时 的总能量大于反应物分子断键时 的总能量 生成物分子成键时 的总能量小于反应物分子断键时 的总能量 反应过程图示 释放热量 吸收热量 大于 小于 释放 吸收 释放 吸收 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 小结：1、吸热反应和放热反应的判断①根据反应物和生成物的总能量的相对大小判断——决定因素：若反应物的总能量大于生成物的总能量，属于 反应，反之是 反应。②根据化学键断裂或形成时的能量变化判断——主要原因：若断裂反应物中的化学键所 的能量小于形成生成物中化学键所 的能量，属于 反应，反之是 反应。③根据反应物和生成物的相对稳定性判断：由不稳定的物质(能量高)生成稳定的物质(能量低)的反应为 反应，反之为 反应。④根据反应条件判断：凡是持续加热才能进行的反应一般就是吸热反应。 放热 吸热 吸收 放出 放热 吸热 放热 吸热 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 2、常见的放热反应 ①所有燃烧反应 ②酸碱中和反应 ③大多数化合反应，C＋CO2例外 ④活泼金属与水或酸的反应 ⑤物质的缓慢氧化 3、常见的吸热反应 ①大多数分解反应 ②Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O C＋CO2 2CO 高温 ③特殊的吸热反应 C＋H2O(g) CO ＋H2 高温 ④NaHCO3与盐酸的反应 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 3、化学能与热能转化的应用（1）现阶段人类获取热能的主要途径是：物质的燃烧，使用最多的常规能源是：化石燃料(煤、石油和天然气)。（2）化石燃料获取能量面临的问题：a. 储量有限，短期内不可再生；b. 影响环境：煤、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。（3）为了改善人类的生存环境，促进社会可持续发展，有哪些节能减排的措施？①在燃料燃烧阶段，可以通过改进锅炉的炉型何燃料的空气比、清洁积灰等方法，提高燃料的燃烧效率；②在能量利用阶段，可通过使用节能灯、改进电动机的材料何结构等提高能源的利用率；③开发使用新能源，目前人们比较关注的新能源有太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等。 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 课堂小结 化学反应与热能 化学反应中的热量变化 化学反应中能量变化的原因 实验探究化学反应中的热量变化 宏观角度——物质的能量 微观角度——化学键断裂与生成 放热反应和吸热反应 化学能与热能相互转化的应用 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 【例1】下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是（ ） A.锌粒与稀硫酸的反应 B.灼热的木炭与CO2的反应 C.甲烷在氧气中的燃烧反应 D.Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应 B 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 【例2】已知N2(g)和O2(g)反应生成2 mol NO(g)吸收180 kJ能量，反应过程中能量变化如图所示。 根据图示回答下列问题： (1)该反应中反应物所具有的总能量______(填“高于”或“低于”)生成物所具有的总能量。 (2)1 mol NO(g)分子中的化学键断裂时要吸收_____ kJ能量。 低于 632 (3)断裂1 mol N≡N吸收的能量值x为_____。 946 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 【例3】能源是经济增长与社会发展的重要物质基础，某研究人员对世界一次能源替代趋势曾作如下预测： (1)上图化石能源中属于较清洁的能源的是________。 天然气 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 1．下列过程需要吸收热量的是（ ） A．甲烷在空气中燃烧 B．稀释浓硫酸 C．镁条与盐酸反应 D．冰融化成水 D 2. 分解水获得 H2的能量变化如图所示，下列说法正确的是（ ） A．分解水属于吸热反应 B．断开 H—O 键放出能量 C．形成 H—H 键吸收能量 D．反应物的总能量大于生成物的总能量 A 课堂练习 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 3.把下列物质分别加入装有水的锥形瓶里，立即塞紧带U形管的塞子，已知U形管内预先装有少量水(为使水容易观察，预先染成红色)，如图所示，结果U形管左边液面升高，则加入的物质可能是( ) A.NaOH固体 B.浓H2SO4 C.NH4NO3晶体 D.Na2O2固体 C 4.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 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 高中化学必修二 高中化学高一下册 四川省华蓥中学lrp 第五章 化学生产中的重要非金属元素 Lavf58.20.100 $