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

6.1.1 化学反应与热能 化学反应与能量变化 思考： 生活中哪些事实说明了在化学反应中伴随着能量的变化？请说出能量转化的方式。 不用火、不用电，自热火锅如何发热呢？ 自热包内含有生石灰、碳酸钠、焙烧硅藻土、铁粉、铝粉、焦炭粉、活性炭等。 加热包中的生石灰和水反应，产生热量加热食品。而铁粉、铝粉可以和氧气发生氧化还原应提供持续稳定能量。 所以发生了化学反应，将化学能转化为热能。 一、认识化学反应与能量变化 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，有的释放热量，有的吸收热量。除转化为热能外，还转化为机械能、光、声、电等多种能量形式。 ※化学变化过程始终伴随物质变化和能量变化 ※化学变化始终遵循物质的质量守恒和能量守恒 机械能 光能 声能 电能 【实验6-1】在一只试管中加入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。 二、认识吸热反应与放热反应 【现象】有气泡产生；用手触摸反应后的试管，温热；用温度计测得反应后温度升高 【结论】该反应是放出热量 【原理】Mg + 2HCl ══ MgCl2+H2↑ 【实验6-2】将20 g 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。 【原理】 【现象】 ①闻到刺激性气味，混合物呈糊状 ②木片上的水结成冰，与烧杯底粘在一起 ③用手触摸杯壁下部，有凉的感觉； Ba(OH)2·8H2O + 2NH4Cl = BaCl2 + 2NH3↑+ 10H2O 【结论】 该反应是吸热反应 化学反应中有新物质的生成，同时反应过程中伴随着热量的吸收或释放。 把释放热量的反应称为放热反应。 把吸收热量的反应称为吸热反应。 (1)化学反应中一定伴随着能量的变化。 (2)能量变化的主要形式是热量变化，包括吸收能量和释放能量。 (3)各种物质都具有能量，物质所具有的能量因组成、结构、状态等都会不同。 特别提醒： 吸热反应和放热反应均是化学反应。 NaOH固体溶于水、浓H2SO4溶于水，属于放热过程，不属于放热反应； NH4NO3固体溶于水，升华、蒸发属于吸热过程，不属于吸热反应。 思考：NaOH固体溶于水、浓H2SO4溶于水，放热，这是放热反应吗？吸热反应一定需要加热吗？放热反应不需要加热吗？ 吸热反应和放热反应都属于化学变化。物质三态间变化属于物理变化，伴随吸或放热过程，不是吸或放热反应。 思考与交流： 根据这两个实验总结一下生活中哪些反应属于放热反应，哪些反应属于吸热反应？ 常见的放热反应与吸热反应 (1)常见放热反应： (2)常见吸热反应： 活泼金属和酸或水的反应 所有的燃烧反应 酸碱中和反应 大多数化合反应(如生石灰和水反应) 铝热反应 特例：C+CO2===2CO(吸热) 铵盐与碱的反应 盐酸与碳酸氢钠的反应 大多数分解反应(如煅烧石灰石) 特例：2H2O2 === 2H2O+O2↑(放热) MnO2 以C、H2、CO为还原剂的 部分氧化还原反应。 例如：C＋CO2===2CO C＋H2O(g) ===CO＋H2 工业合成氨、氨的催化氧化 物质的缓慢氧化反应 【例1】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 7. 甲烷在氧气中的燃烧 8. 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 课堂检测 2.吸热反应和放热反应的辨析： （1）需要加热的反应一定是吸热反应（ ） （2）吸热反应一定需要加热才可以进行（ ） （3）放热反应不需要加热即可发生（ ） （4）放出热量的变化过程一定是放热反应（ ） 注意 1. 吸热反应和放热反应都是化学变化，既有物质变化又有能量变化。 2. 某个反应是吸热反应还是放热反应，与反应的条件、反应类型无关。 3. 有些变化过程虽有能量变化，但不是放热反应或吸热反应， 如NaOH固体溶于水、碘升华等，属于物理变化。 4. 某反应是吸热反应，则该反应的逆反应是放热反应。 × × × × 3.下列变化中属于化学变化且吸热的是（ ）①液态水汽化 ②将胆矾加热变为白色粉末 ③苛性钠固体溶于水 ④氯酸钾分解制氧气 ⑤生石灰跟水反应生成熟石灰 ⑥干冰升华A．②④ B．①② C．③⑤ D．①⑥ A 思考与交流： 化学反应过程中为什么会有能量的变化？为什么有的化学反应释放热量，有的化学反应吸收热量？ 三、化学反应的能量变化的原因 H · ·· · Cl ·· ： ＋ → Cl ·· ·· H ·· ·· H—H Cl — Cl H— Cl H2 + Cl2 === 2HCl 点燃 一个化学反应的的过程，本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。 断开 断开 形成 吸收 释放 吸收 在25℃、101kPa条件下 H2 + Cl2 === 2HCl 反应为例 点燃 反应进程 能量 H Cl Cl - H - H-Cl H-Cl 断1 mol H-H键吸收436 kJ 断1 mol Cl-Cl键吸收242 kJ 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184 kJ 1. 微观角度：化学反应中能量变化的原因——化学键的断裂和形成 E吸收=436+242=678 kJ E放出=431×2=862 kJ E吸收＜ E放出 放热反应 键能越大物质越稳定 能量越低物质越稳定 思考：物质的稳定性和键能有什么关系？ 能量 反应进程 成键释放能量 CaCO3 吸收能量 断键吸收能量 CaO CO2 能量 反应进程 断键吸收能量 成键释放能量 H Cl Cl H - - 释放能量 H Cl Cl H H-C1 H-C1 化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因。(微观角度) 从宏观角度分析化学反应的能量变化的原因 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 旧物质反应生成新物质 反应物和生成物总能量不同 物质本身是具备能量的 2．宏观角度 ②反应物总能量小于生成物总能量时，为吸热反应。 ①反应物总能量大于生成物总能量时，为放热反应。 2. 宏观角度 任何物质在一定的条件下都具有一定的能量，化学反应过程中的能量变化取决于反应物和生成物所具有总能量的相对大小。 图示 能量相对大小 反应物的总能量高于 生成物的总能量 反应物的总能量低于 生成物的总能量 放热反应 吸热反应 反应物总能量高 生成物总能量低 能量 反应进程 释放能量 能量 反应进程 反应物总能量低 生成物总能量高 吸收能量 (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，属于放热反应，反之是吸热反应【Q(反应物)-Q(生成物)>0→放热反应；Q(反应物)-Q(生成物)<0 →吸热反应。】 (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吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量，属于放热反应，反之是吸热反应【E(反应物断键吸收能量)- E(产物成键放出能量)<0→放热反应； E(反应物断键吸收能量)- E(产物成键放出能量)>0→吸热反应。】 (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)的反应为放热反应，反之为吸热反应 (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 3、放热反应与吸热反应的判断方法 【总结】 Q成键放> Q断键吸 Q成键放< Q断键吸 放热反应 吸热反应 微观： 宏观： 化学反应本质：旧键断裂、新键形成 与能量的关系：断键吸热、成键放热 不同的物质具有的能量不同 E（反应物）>E（生成物） E（反应物）<E（生成物） 吸热反应 放热反应 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。 能量越低越稳定 知识提现 放热反应 吸热反应 反应物能量 能量 生成物能量 中间物质能量 反应物能量 生成物能量 中间物质能量 能量 画出放热、吸热反应的能量随反应过程的变化图。 反应物总键能<生成物总键能 反应物总键能>生成物总键能 1.判断正误 (1)氢气燃烧，浓硫酸溶于水，都放出热量，这些变化都为放热反应(　　) (2)吸热反应需要加热才能进行，放热反应都不需要加热就可以进行(　　) (3)相同条件下形成1 mol H—Cl放出的能量与断开1 mol H—Cl吸收的能量相等(　　) (4)对于一个化学反应来说，当化学键断裂时吸收的能量大于化学键形成时放出的能量，则反应放热(　　) (5)已知Fe与稀盐酸的反应为放热反应，即Fe的能量大于H2的能量(　　) (6)石墨转化为金刚石需要吸收热量，所以金刚石更稳定(　　) √ × × × × × 课堂检测 授课老师可以进行有选择的利用 24 3. 化学反应A2＋B2 === 2AB的能量变化如图所示，则下列说法正确的是(　　) A．该反应是吸热反应 B．断裂1 mol A-A键和1 mol B-B键放出x kJ的能量 C．断裂2 mol A-B键需要吸收y kJ的能量 D．2 mol AB的总能量高于1 mol A2和1 mol B2的总能量 2.下列说法正确的是（ ） A．物质发生化学变化都伴随着能量变化 B．任何反应中的能量变化都表现为热量变化 C．物质变化时若伴有能量变化，则一定是化学变化 D．没有物质的化学变化，也就没有能量的变化 A C 4. 如图所示，对于A生成C 的反应，下列所得结论正确的是 ( ) A．该反应为吸热反应 B．该反应进行时，一定有能量放出 C．A 物质比C 物质稳定 D．该反应肯定很容易，不需要加热就可以进行 B 5. 一定条件下，石墨转化为金刚石要吸收能量。在该条件下，下列结论正确的是( )。 A.金刚石比石墨稳定 B 等质量的金刚石和石墨完全燃烧释放的热量相同 C.金刚石转化为石墨是吸热反应 D 1molC(金刚石)比1molC(石墨)的总能量高 D 四、人类对能源的利用 阅读课本P34-35，思考： （1）现阶段人们获取热能的主要途径是什么？ （2）现阶段人们利用最多的常规能源是什么？ （3）在能源利用过程中面临哪些问题？ （4）你们有什么解决以上问题的好办法？ 四、人类对能源的利用 1. 现阶段人类获取热能的主要途径：通过物质的燃烧 煤的燃烧 石油的燃烧 其他物质的燃烧 天然气的燃烧 主要形式 四、人类对能源的利用 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 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。 2. 利用最多的常规能源：化石能源 3. 解决办法 （1）节能 （2）寻找新能源 一个是燃料燃烧阶段，可通过改进锅炉的炉型和燃料空气比、清理积灰等方法提高燃料的燃烧效率；另一个环节是能量利用阶段，可通过使用节能灯，改进电动机的材料和结构，以及发电厂、钢铁厂余热与城市供热联产等措施促进能源循环利用，有效提高能源利用率。 太阳能、化石能源、水能、 风能、潮汐能、地热能、生物质能、核能以 及氢能。 【思考与讨论】 煤、汽油和柴油等作为燃料大量使用会造成空气污染，但不使用它们又会严重影响现代社会的生产和生活。对此，请从社会不同人群的角度，提出你的想法或建议，并与同学讨论。 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。(　 ) √ √ √ √ √ × × 课堂检测 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 课堂小结 课堂练习 1.下列说法正确的是（ ） ①需要加热才能发生的反应一定是吸热反应　②放热反应在常温下一定很容易发生　③反应是放出能量还是吸收能量必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小　④有的放热反应加热到一定温度引发后，停止加热反应也能继续进行 A.只有③④ B.只有①② C.①②③④ D.②③④ A 2．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 3.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 A 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生物质能 B．风能、太阳能是清洁能源 C．氢能目前难以被广泛利用的主要原因是其燃烧所放出的能量低于相同质量的化石燃料 D．开发生物质能有利于环境保护和经济可持续发展 C 5. 如图所示，对于A生成C 的反应，下列所得结论正确的是 (　 ) A．该反应为吸热反应 B．该反应进行时，一定有能量放出 C．A 物质比C 物质稳定 D．该反应肯定很容易，不需要加热就可以进行 B 已知：2H2(g) + O2(g) =2H2O(g)，1mol H2完全燃烧放出热量241.8 kJ，则H－H的键能为（ ）A．436 kJ·mol－1 B．557 kJ·mol－1 C．413 kJ·mol－1 D．221.6 kJ·mol－1 A 6. 下列各图所表示的反应是吸热反应的是( ) B. C. D. A. A 7.研究表明，化学反应的能量变化与反应物和生成物的键能有关，键能可以简单的理解为断开1mol化学键时所吸收的能量或生成1mol化学键时所释放的能量。下表是部分化学键的键能数据： 化学键 H－O O＝O 键能/kJ·mol-1 463.4 498 8.下列关于能量变化的说法，正确的是（ ） A. 物质发生化学反应时不一定伴随着能量变化B. 2Na+ 2H2O= 2NaOH+H2↑该反应生成物的总能量高于反应物的总能量C. 放热反应中，反应物的总能量大于生成物的总能量D. 有化学键断裂的是吸热过程，并且一定发生了化学变化 C 9.已知反应X+Y=M+N为吸热反应，对这个反应的下列说法中正确的是（ ） A．X的能量一定低于M的，Y的能量一定低于N的 B．因为该反应为吸热反应，故一定要加热反应才能进行 C．X和Y的总能量一定低于M和N的总能量 D．破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量 C Lavf55.33.100 Lavf57.71.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder r0.2.61(gap_fixed:False) $