第6章 1 第一节 第1课时 化学反应与热能（Word教参）-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中化学必修第二册（人教版）不定项

本讲义聚焦“化学反应与热能”核心知识点，通过实验探究（镁与盐酸反应放热、氢氧化钡与氯化铵反应吸热）引出吸热反应和放热反应概念，进而从微观（化学键断裂吸热与形成放热）和宏观（反应物与生成物总能量差异）双视角分析能量变化原因，最终延伸至能源利用（化石燃料问题及新能源开发），构建从现象到本质再到应用的学习支架。 该资料以实验为基础，通过温度测量、现象观察等活动培养科学探究与实践能力，结合化学键能计算、能量图分析等深化科学思维中的证据推理。能源部分联系“碳达峰、碳中和”渗透科学态度与责任，课中辅助教师引导学生建立宏微联系，课后通过多样化练习题（选择、计算等）帮助学生巩固知识，查漏补缺。

化学反应与能量变化 第一节　第1课时　化学反应与热能 【学习目标】　1.知道通过化学反应可以实现化学能与热能的转化，认识吸热反应和放热反应。 2．能从宏观和微观相结合的视角分析化学反应中能量的变化。 3．认识提高燃料的燃烧效率、提高能源的利用率、开发使用新能源的必要性和重要性。 知识点一　吸热反应和放热反应 1．实验探究：化学反应中的能量变化 实验操作 实验现象 有气泡产生；用温度计测量，温度升高 混合物呈糊状，闻到刺激性气味；烧杯壁发凉；木片和烧杯黏结在一起 实验结论 该反应产生气体，释放热量 该反应产生NH3和 H2O，吸收热量 化学方程式 Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑ Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O 结论：化学反应有新物质生成，同时反应过程中伴有热量的释放或吸收。 2．放热反应和吸热反应 (1)概念 ①放热反应：释放热量的化学反应。 ②吸热反应：吸收热量的化学反应。 (2)常见的放热反应和吸热反应 放热反应 吸热反应 ①所有燃烧反应 ②酸碱中和反应 ③大多数化合反应 ④活泼金属跟水或酸的反应 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 　(1)放出(吸收)热量的变化一定是放热(吸热)反应吗？ (2)吸热反应一定需要加热才能发生吗？ 答案：(1)不一定。吸、放热反应都属于化学反应。浓硫酸、NaOH固体等溶于水放热，NH4NO3、KNO3、NH4Cl等固体溶于水吸热，以上变化过程均为物理变化，不是放、吸热反应。 (2)不一定，吸热反应与反应是否需要加热等条件没有直接联系，如NH4Cl晶体与Ba(OH)2·8H2O晶体的反应为常温下即可发生的吸热反应。 (1)能量的变化是化学反应的基本特征之一(　　) (2)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(　　) (3)放热反应都不需要加热就可以进行(　　) (4)化合反应都是放热反应，分解反应都是吸热反应(　　) 答案：(1)√ (2)×　镁条燃烧过程中所释放的能量还有一部分转化为光能 (3)×　有些放热反应需要加热才能发生，如木炭的燃烧 (4)×　化合反应也可能是吸热反应，如碳单质和二氧化碳生成一氧化碳的反应；分解反应也可能是放热反应，如H2O2的分解 1．右图所示试管中有2 mL 2 mol/L盐酸，加入打磨光亮的镁条，测得溶液温度升高。该反应现象表明化学能主要转化为(　　) A．光能　　　　　　 B．电能 C．热能 D．机械能 解析：选C。该过程测得溶液温度升高，故化学能主要转化为热能，C符合题意。 2．一种“即食即热型快餐”适合外出旅行时使用。其内层是用铝箔包裹的、并已加工好的真空包装食品，外层则是分别包装的两包化学物质，使用时拉动预留在外的拉线，使这两种化学物质反应，此时便可对食物进行加热，这两包化学物质最合适的选择是(　　) A．浓硫酸与水 B．生石灰与水 C．熟石灰与水 D．氯化钠与水 解析：选B。虽然浓硫酸溶于水放热，但浓硫酸是液体且具有强烈的腐蚀性，不适宜给食品加热；相同质量的生石灰和熟石灰分别溶于水，前者放出的热量比后者多；氯化钠溶于水能量变化不明显。 3．(2025·聊城一中高一检测)下列各组变化中，前者属于吸热反应，后者属于放热反应的是(　　) A．硝酸铵溶于水；醋酸与氢氧化钠反应 B．煅烧石灰石；碳酸氢钠与盐酸反应 C．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应；钠与水反应 D．甲烷的燃烧；过氧化氢的分解 解析：选C。硝酸铵溶于水吸收热量，但不属于化学反应；醋酸与氢氧化钠的反应为酸碱中和反应，属于放热反应，故A不符合题意。煅烧石灰石、碳酸氢钠与盐酸的反应均属于吸热反应，故B不符合题意。Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应属于吸热反应；钠与水的反应属于放热反应，故C符合题意。甲烷的燃烧、过氧化氢的分解反应均属于放热反应，故D不符合题意。 知识点二　化学键与化学反应中能量变化的关系 1．从化学键变化的角度理解能量变化的原因(微观探析) (1)原因 (2)实例 H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在25 ℃和101 kPa条件下的反应过程如下图所示： 根据上图中数据计算，1 mol H2和1 mol Cl2中的化学键断裂吸收的总能量为679 kJ，形成2 mol HCl中的化学键释放的总能量为862 kJ，断键吸收的总能量<成键释放的总能量，因此该反应为放热反应。 2．从反应物及生成物总能量高低的角度理解能量变化的原因(宏观辨识) 放热反应 吸热反应 反应物所具有的化学能转化为热能释放出来 热能转化为化学能被生成物所“储存” [注意]　物质所具有的能量越低越稳定。 (1)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(　　) (2)已知Fe与稀盐酸的反应为放热反应，故Fe的能量大于H2的能量(　　) (3)放热反应为“储存”能量的过程，吸热反应为“释放”能量的过程(　　) (4)石墨转化为金刚石需要吸收热量，所以石墨更稳定　(　　) 答案：(1)√ (2)×　依据反应的吸热和放热可判断生成物总能量和反应物总能量的相对大小，不能判断单个反应物和单个生成物能量的相对大小 (3)×　放热反应为“释放”能量的过程，吸热反应为“储存”能量的过程 (4)√ 1．(2025·海口高一测试)下列说法错误的是(　　) A．化学反应中的能量变化主要是由化学键变化引起的 B．化学反应必然伴随着能量变化 C．化学反应中的能量变化与反应物的质量无关 D．化学反应过程中可能会引起物质状态的变化 解析：选C。化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的生成，化学反应的能量变化主要是由化学键变化引起的，A正确；能量变化过程中不一定伴随着化学变化，但化学反应必然伴随着能量变化，B正确；化学反应中能量变化的大小与反应物的质量有关，相同反应中，参加反应的物质的质量越大，能量变化越大，C错误；化学反应过程中可能会引起物质状态的变化，如固体碳酸钙分解生成氧化钙固体和二氧化碳气体，D正确。 2．(2025·威海高一检测)已知2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)为放热反应。下列对该反应的说法正确的是(　　) A．O2的能量一定高于SO3的能量 B．SO2和O2的总能量一定高于SO3的总能量 C．SO2的能量一定高于SO3的能量 D．该反应为放热反应，故不必加热就可发生 解析：选B。放热反应中反应物总能量高于生成物总能量，所以SO2和O2的总能量一定高于SO3的总能量，但O2的能量不一定高于SO3的能量，SO2的能量也不一定高于SO3的能量，故A、C错误，B正确；反应是否为放热反应与反应条件无关，放热反应也可能需要加热才能发生，故D错误。 3．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下图所示。 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。 (3)断裂1 mol N≡N吸收的能量值x为________。 解析：(3)根据题图可知，断裂旧化学键所吸收的能量为(x＋498) kJ，形成新化学键所释放的能量为2×632 kJ＝1 264 kJ，每生成2 mol NO(g)所吸收的能量为180 kJ，因此有(x＋498) kJ－1 264 kJ＝180 kJ，解得x＝946。 答案：(1)低于　(2)632　(3)946 知识点三　人类对能源的利用 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。 2．利用化石燃料获取能量面临的问题 (1)短期内不可再生，储量有限。 (2)污染环境：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。 3．节能减排的措施 (1)燃料燃烧阶段：提高燃料的燃烧效率。 (2)能量利用阶段：提高能源利用率。 (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。 1．下列关于能源和作为能源使用的物质的叙述错误的是(　　) A．化石能源物质内部蕴含着大量的能量 B．绿色植物进行光合作用时，将太阳能转化为化学能“储存”起来 C．物质的化学能可以在一定条件下转化为热能，为人类所利用 D．吸热反应没有利用价值 解析：选D。吸热反应具有一定的利用价值，例如，吸热反应通过吸收热量实现环境温度降低。 2．液态储氢技术就是在常温常压下将氢气融入一种化合物“储油”中，形成“氢油”，便于储存和运输。下列有关说法错误的是(　　) A．“氢油”不稳定 B．氢能源属于可再生能源 C．该技术实现了常温常压下储氢技术的新突破 D．液态储氢技术有利于发展氢能源电动机，从而带来新能源汽车的升级 解析：选A。“氢油”便于储存和运输，说明“氢油”较稳定，故A错误；氢气燃烧生成水，水分解又生成氢气，所以氢能源属于可再生能源，故B正确；由题意可知，该技术实现了常温常压下储氢技术的新突破，故C正确；液态储氢技术解决了氢气储存难、运输难的问题，能实现氢能的广泛应用，有利于发展氢能源电动机，从而带来新能源汽车的升级，故D正确。 3．我国提出争取在2030年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”，这对于改善环境，实现绿色发展至关重要。下列措施不利于实现“碳达峰、碳中和”目标的是(　　) A．将煤转化为煤粉再燃烧，从根本上杜绝碳排放 B．农村推广风力发电、光伏发电 C．努力开发太阳能、氢能等多种形式的能源，降低化石燃料需求量，控制CO2排放量 D．推广使用新能源汽车 解析：选A。A项，将煤转化为煤粉再燃烧，仍然会产生二氧化碳，不能从根本上杜绝碳排放，不利于实现“碳达峰、碳中和”目标；B项，农村推广风力发电、光伏发电可减少二氧化碳的排放量，有利于实现“碳达峰、碳中和”目标；C项，努力开发太阳能、氢能等多种形式的能源，降低化石燃料需求量，可减少二氧化碳的排放量，有利于实现“碳达峰、碳中和”目标；D项，推广使用新能源汽车，可减少二氧化碳的排放量，有利于实现“碳达峰、碳中和”目标。 　 能源的分类 1．下列关于化学反应与热能的表述错误的是(　　) A．化合反应都是放热反应，化学能转化为热能 B．吸热反应可以看成是热能转化为化学能被生成物所“储存” C．断开化学键吸收能量，形成化学键释放能量 D．一个反应吸热还是放热，取决于反应物和生成物总能量的相对大小 解析：选A。大多数化合反应是放热反应，但也有例外，如碳单质和二氧化碳在高温下生成一氧化碳的化合反应就是吸热反应，故选A。 2．(双选)先进的甲醇蒸气重整­变压吸附技术可得到高浓度CO2、H2混合气，化学反应原理是CH3OH＋H2O―→CO2＋3H2，反应过程中的能量变化如上图所示。下列说法正确的是(　　) A.形成H—H放出能量 B.断开C—H放出能量 C.反应物的总能量大于生成物的总能量 D.CH3OH转变成H2的过程是一个吸收能量的过程 解析：选AC。化学键的形成需要释放能量，因此形成H—H放出能量，A正确；化学键的断裂需要吸收能量，因此断开C—H吸收能量，B错误；根据题图可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，因此CH3OH转变成H2的反应属于放热反应，即该过程是一个放出能量的过程，C正确、D错误。 3．(2025·合肥高一月考)下列关于能源和能量转化的说法正确的是(　　) A．太阳能电池的能量转化：光能→化学能→电能 B．生物光合作用中的能量转化：光能(太阳能)→生物质能(化学能) C．化学反应过程中，除了物质变化外，还可能伴有能量变化 D．燃气灶具中的能量转化：化学能全部转化为热能 解析：选B。A项，太阳能电池的能量转化：光能→电能，错误；C项，化学反应过程中，除了物质变化外，一定伴有能量变化，错误；D项，燃气灶具中的能量转化：化学能主要转化为热能、光能，错误。 4．研究表明，在一定条件下，HCN(g)与CNH(g)两种分子的互变反应过程能量变化如下图所示。下列说法正确的是(　　) A．CNH(g)比HCN(g)更稳定 B．HCN(g)转化为CNH(g)一定要加热 C．断开1 mol HCN(g)中的所有化学键需要放出127.2 kJ的能量 D．1 mol HCN(g)转化为1 mol CNH(g)需要吸收59.3 kJ的能量 解析：选D。A项，物质所具有的能量越低越稳定，根据题图可知，等物质的量的HCN(g)所具有的能量比CNH(g)的低，因此HCN(g)比CNH(g)更稳定，错误。B项，由题图可知，HCN(g)转化为CNH(g)时吸收能量，该反应为吸热反应，但该反应不一定需要在加热条件下进行，错误。C项，根据题图可知，1 mol HCN(g)转化为中间状态的物质时需吸收186.5 kJ的能量，但由于该中间物质中仍然存在化学键，断裂化学键需吸收能量，因此断开1 mol HCN(g)中的所有化学键需要吸收的能量大于186.5 kJ，错误。D项，根据题图可知，1 mol HCN(g)转化为1 mol CNH(g)需要吸收的能量为186.5 kJ－127.2 kJ＝59.3 kJ，正确。 5．(2025·诸城一中高一检测)化学反应中会伴随放热和吸热的现象，请回答下列问题： (1)在人体内，O2与葡萄糖反应生成H2O和CO2的能量变化如下图所示： 该反应属于__________(填“放热”或“吸热”)反应，断开氧气分子中的化学键会________(填“放出”或“吸收”)能量，形成H—O会 ________(填“放出”或“吸收”)能量，反应物的总能量________(填“大于”或“小于”)生成物的总能量。 (2)某同学进行如下实验，研究化学反应中的热量变化。 ①反应后Ⅰ中温度升高，Ⅱ中温度降低。由此判断铝条与盐酸的反应是________(填“放热”或“吸热”)反应，Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是________(填“放热”或“吸热”)反应。 ②Ⅰ中反应的离子方程式为______________________________________，该反应的还原剂是________(填化学式)。 解析：(1)由题图可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，故该反应属于放热反应；断开化学键吸收能量，形成化学键放出能量，故断开氧气分子中的化学键会吸收能量，形成H—O会放出能量。 (2)①铝条与稀盐酸反应后温度升高，说明铝条与盐酸的反应是放热反应；Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应后温度降低，说明Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应。②铝条与稀盐酸反应的离子方程式为2Al＋6H＋===2Al3+＋3H2↑，该反应中Al元素的化合价由0价升高至＋3价，故还原剂为Al。 答案：(1)放热　吸收　放出　大于 (2)①放热　吸热 ②2Al＋6H＋===2Al3+＋3H2↑　Al 学科网（北京）股份有限公司 $