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1课时 化学反应与热能 第一节 化学反应与能量变化 学习目标 1．通过实验和已有知识、经验感受化学反应中的能量变化。 2．知道常见的吸热反应和放热反应。 3. 知道化学反应能量变化的原因。 现在很多超市有卖自热饭盒，开封后加点水就有热腾腾的饭；也有一些食物易融、怕高温，所以购买时商家往往会同时送一个冰袋。 问题导学 这可真是“冰火两重天”啊，是什么使二者的能量发生了变化？ 答：前者是化学能转化为热能，发生了化学反应；后者是冰融化吸收能量， 使周围温度降低，是物理变化。 化学反应的本质和特征 1．本质： （1）化学反应的本质是旧化学键的_______和新化学键的_______。 （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__________。 2．特征： （1）生成新物质（符合质量守恒定律）； （2）释放能量或吸收能量（符合能量守恒定律）。 【思考】化学反应过程中，一定会有能量的变化吗？能量的表现形式是什么？ 表现为何种转化形式？ 断裂 形成 吸收 放出 不相等 【回顾旧知】 一、化学能与热能的转化 【点拨精讲】 【实验6-1：镁与盐酸的反应】 反应原理：Mg+2HCl══MgCl2+H2↑ 大量气泡 升高 放热 一、化学能与热能的转化 【点拨精讲】 【实验6-2：Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应】 刺激性 吸热 NH3 反应原理：Ba(OH)2·8H2O + 2NH4Cl = BaCl2 + 2NH3↑+ 10H2O 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。 【思考】常见的反应中，哪些是放热反应？哪些是吸热反应？ 一、化学能与热能的转化 【点拨精讲】 (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。 常见放热反应 所有燃烧反应 酸碱中和反应 金属与水或酸的置换反应 大多数化合反应 物质的缓慢氧化 铝热反应 大多数分解反应 NH4Cl和Ba(OH)2•8H2O的反应 以C、H2、CO为还原剂的部分氧化还原反应： 如C与CO2、C与H2O的反应 NaHCO3与盐酸 （或柠檬酸）的反应 常见吸热反应 常见的放热反应和吸热反应： 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。 × × × × 【点拨精讲】 宏观原因：旧物质反应生成新物质，但反应物和生成物能量不同。 【思考】 化学反应为什么会伴随着热量的变化？热量来自于哪里？为什么有的化学反应放出热量？有的化学反应吸收热量？ 微观原因：旧键断裂和新键生成，化学键断裂吸收的能量和化学 键形成释放的能量不同。 二、化学反应中能量变化的原因 【点拨精讲】 1. 化学反应中能量变化的原因——微观角度 注意：化学键断裂吸收的能量和化学键形成释放的能量不同。 反应物 生成物 分子分成原子 原子重新结合 旧键断裂 新键形成 吸收能量 释放能量 二、化学反应中能量变化的原因 【点拨精讲】 H Cl Cl H 化学键断裂 化学键断裂 化学键形成 化学键形成 + + 吸收能量 释放能量 H H Cl Cl H Cl H Cl 二、化学反应中能量变化的原因 1. 化学反应中能量变化的原因——微观角度 以氢气和氯气反应为例：H2(g)+Cl2(g)══2HCl(g) 【点拨精讲】 H2 断裂1molH-H 吸收436 kJ能量 2 H Cl2 断裂1molCl-Cl 吸收243 kJ能量 2 Cl 形成1molH-Cl 释放431 kJ能量 2 HCl 由上图计算，吸收的能量：679 kJ ＜ 释放的能量：862 kJ 所以该反应为放热反应 二、化学反应中能量变化的原因 1. 化学反应中能量变化的原因——微观角度 以氢气和氯气反应为例：H2(g)+Cl2(g)══2HCl(g) 旧键断裂吸收的能量小于新键形成放出的能量，为放热反应； 旧键断裂吸收的能量大于新键形成放出的能量，为吸热反应。 注意： 相同条件下，形成1 mol某化学键(如H—Cl)释放的能量与断裂1 mol该化学键吸收的能量相等。 化学键与化学反应过程中的能量变化 二、化学反应中能量变化的原因 2. 化学反应中能量变化的原因——宏观角度 以氢气和氯气反应为例：H2(g)+Cl2(g)══2HCl(g) 放热反应：反应物的总能量 > 生成物的总能量 【点拨精讲】 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。 二、化学反应中能量变化的原因 2. 化学反应中能量变化的原因——宏观角度 注意： 不能比较某种反应物和某种生成物的能量大小！ 放热反应可看成是反应物所具有的化学能转化为热能释放出来。 吸热反应可看成是热能转化为化学能被生成物所“储存”。 反应类型 放热反应 吸热反应 定义 宏观原因 微观原因 图示 反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量 反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量 成键时释放的总能量大于断键时吸收的总能量 成键时释放的总能量小于断键时吸收的总能量 释放热量的化学反应 吸收热量的化学反应 总结：从宏观和微观角度认识放热反应与吸热反应 注意：物质所具有的能量越低，其稳定性越强。 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？ 二、化学反应中能量变化的原因 3. 人类对能源的利用 【点拨精讲】 （1）获取热能的主要途径：通过物质的燃烧 （2）利用最多的常规能源：化石能源 二、化学反应中能量变化的原因 3. 人类对能源的利用 亟待解决的问题 环境污染 能源短缺 储量有限 不可再生 粉尘、SO2、NOx、CO等 二、化学反应中能量变化的原因 3. 人类对能源的利用 （3）面临的问题 解决办法 开发新能源 节约能源 提高燃料燃烧效率 促进能源循环利用 资源丰富 可以再生 无污染 （4）解决方法 二、化学反应中能量变化的原因 3. 人类对能源的利用 太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能。 【点拨精讲】 【课堂小结】 1. 化学反应中能量变化的原因 2. 从宏观和微观角度认识吸热反应和放热反应 1. 已知反应A＋B＝C＋D为放热反应，对该反应的下列说法中 正确的是（ ） A. A的能量一定高于C B. B的能量一定高于D C. A和B的总能量一定高于C和D的总能量 D. 该反应为放热反应，故不必加热就一定能发生 C 【当堂检测】 2. H2与O2、F2均能发生反应，如图为H2与F2发生反应生成HF过程中的能量变化示意图。请回答下列问题： (1)完成转化Ⅰ、Ⅱ_____(填“吸收”或“放出”，下同)能量，完成转化Ⅲ____能量。 (2)H2和F2反应的能量变化图可用___(填“A”或“B”)表示，该反应是 反应。 吸收 放出 A 放热 3. (1)20世纪30年代，Eyring和Pzer在碰撞理论的基础上提出化学反应的过渡态理论：化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的，而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能量的过渡态。如图是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图， 说明这个反应是___________(填“吸热”或“放热”)反应，NO2和CO的总能量________ (填“大于”“小于”或“等于”)CO2和NO的总能量。 放热　 (2)已知在高温、高压、催化剂作用下，1 mol C(石墨)转化为C(金刚石),吸收1.9 kJ的热量。 ①该反应________(填“是”或“不是”)吸热反应。 ②C(石墨)和C(金刚石)相比，_______ 能量高，________更稳定。 ③推测C(石墨)与C(金刚石)各1 mol在相同条件下燃烧，________ 放出的热量多。 是 C(金刚石)　 C(石墨) C(金刚石) 大于 Lavf55.33.100 Lavf55.33.100 $