6.1.1 化学反应与热能变化 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 你了解吗？ 你知道其中的奥秘吗？ 化学反应伴随着放热或者吸热现象。 思考与讨论 ？？如何通关实验说明反应有热量变化？ 能否直接观察到反应中的热量变化，那么有哪些方法可以判断一个反应是吸热还是放热呢? a、可以用手触摸反应容器的器壁感受温度变化; b、可以利用温度计测量反应前后温度变化； c、发光、引燃后撤去热源继续反应; d、熔化和结冰、气体的热胀冷缩等 钠与水 铁丝燃烧 实验探究 一、放热反应与吸热反应 课本 P33大本 P36 【6-1】 【6-2】 实验方案 实验现象 实验结论 有 产生；用温度计测量，温度 。 该反应产生_____，该反应 _____热量。 化学反应方程式： 闻到________气味； 烧杯壁_____； 木片和烧杯_______________； 混合物呈_____。 该反应产生NH3和H2O， 该反应 _____热量。 化学反应方程式： 刺激性 发凉 黏结在一起 糊状 吸收 升高 气泡 Mg＋2HCl==MgCl2＋H2↑ 放出 气体 Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2＋2NH3↑＋10H2O 放热(吸热)反应：释放(吸收)热量的化学反应。 思考与讨论 一、放热反应与吸热反应 常见放热反应 所有燃烧反应 酸碱中和反应 活泼金属与水或酸的反应 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/醋酸的反应 常见吸热反应 【思考1】我们常见的化学反应哪些是放热反应？哪些是吸热反应？ 2H2O2 ===== 2H2O+O2↑ MnO2 少数分解反应 课本98页 C＋CO2例外 Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O C＋CO2 2CO 高温 C＋H2O(g) CO ＋H2 高温 H2O2分解例外 课本 P34大本 P38 课堂练习 一、放热反应与吸热反应 1. 下列变化中，属于放热反应的是 ， 属于吸热反应的是 ①煅烧石灰石(主要成分是CaCO3)制生石灰(CaO)　 ②燃烧蜂窝煤取暖　 ③炸药爆炸　 ④硫酸与氢氧化钾溶液反应 ⑤生石灰与水作用制熟石灰　 ⑥食物腐败　 ⑦碳与水蒸气反应制得水煤气 ⑧液态水汽化 ②③④⑤⑥ ①⑦ 思考与讨论 一、放热反应与吸热反应 ①是，所有的化学反应都有热效应; ②不一定，大多数燃烧反应都需要加热，但为放热反应; ③不是，如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl晶体的反应不需要加热， 但为吸热反应。 总结：反应放热、吸热与反应条件无关！ 【思考2】①是否所有的反应都有热效应? ②需要加热才可进行的反应是否一定是吸热反应? ③是否所有的吸热反应都需要加热或高温条件? 思考与讨论 一、放热反应与吸热反应 【思考3】浓硫酸溶于水是放热反应吗？硝酸铵溶于水是吸热反应吗？ （1）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 ， 但不能说是放热反应和吸热反应。 （2）物质的三态变化也会有吸热和放热现象， 但也不能说是放热反应和吸热反应。 总结：一些物质溶于水、物质的三态变化均未发生化学变化， 只是放热或吸热过程 大本P36 (1)Al与稀盐酸的反应为放热反应。(　　) (2)能量变化和物质变化一定是同时发生的。(　　) (3)放出能量的变化都是放热反应,吸收能量的变化都是吸热反应。(　　) (4)柴草燃烧时,化学能全部转化为热能。(　　) √ × × × 微判断 思考与讨论 二、化学反应中能量变化的原因 【思考4】化学反应过程中，能量变化只表现为热量变化吗？ 不是。 化学能→ 热能 机械能 声、光、电能 → 【思考5】化学反应过程中为什么会有能量变化？为什么有的化学反应释放热量，有的化学反应吸收热量？ 课本 P34大本 P36 （一）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 核心内容 二、化学反应中能量变化的原因 课本 P34大本 P37 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 【思考】水从高处往低处流，发生了什么能量变化？ 能量越低越稳定 核心内容 二、化学反应中能量变化的原因 放热反应 吸热反应 反应过程的能量变化图。 课本 P34大本 P37 能量 变化过程 反应物的总能量 生成物的总能量 放出热量 生成物的总能量 反应物的总能量 吸收热量 放热反应：ΔH＜0 或ΔH为“-” 反应物总能量 > 生成物总能量 核心内容 二、化学反应中能量变化的原因 课本 P34大本 P37 吸热反应：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 思考与讨论 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 H — H Cl — Cl H — Cl 断开 断开 形成 2 2 + = 2 二、化学反应中能量变化的原因 课本 P34大本 P37 核心内容 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 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 二、化学反应中能量变化的原因 课本 P34大本 P37 核心内容 二、化学反应中能量变化的原因 （二）从化学键角度分析能量变化的原因（微观解释） 课本 P34大本 P36 放热还是吸热取决于断键吸收的总能量与成键放出的总能量的相对大小 核心内容 二、化学反应中能量变化的原因 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。 课本 P34大本 P38 能量 变化过程 反应物 生成物 E1 E2 释放的能量 能量 变化过程 反应物 生成物 E1 E2 吸收的能量 理解 二、化学反应中能量变化的原因 H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反应过程图示： 课本 P34大本 P38 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 反应结果放出能量 =(431+431)—(436+243)KJ =183KJ 归纳总结 二、化学反应中能量变化的原因 课本 P34大本 P38 1．宏观角度：反应物和生成物的总能量相对大小判断 Q(反应物)>Q(生成物)→放热反应； Q(反应物)<Q(生成物) →吸热反应。 2．微观角度：化学键断裂和形成时能量变化大小判断 E(反应物断键吸收能量)< E(产物成键放出能量)→放热反应； E(反应物断键吸收能量)> E(产物成键放出能量)→吸热反应。 判断吸热反应和放热反应的两种方法： 化学反应的特征是：物质发生变化的同时伴随着能量变化。 遵循质量守恒定律 遵循能量守恒定律 思考与讨论 二、化学反应中能量变化的原因 课本 P34大本 P38 通常，键能愈大，键愈牢固，由该键构成的分子也愈稳定，该分子本身所具有的能量就愈低 (能量越低越稳定） 物质越稳定和键能及能量又怎样的关系呢？ 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 键能越大物质越稳定 能量越低物质越稳定 大本P39 典例剖析 【例2】已知2H→H2的能量变化如图所示。 下列说法不正确的是(　　)。 A.2H→H2过程中形成的化学键是共价键 B.相同质量的氢气分子的能量比氢原子的能量低 C.2H→H2过程中形成1 mol新化学键放出437.6 kJ的能量 D.1 mol H2离解成2 mol H要放出437.6 kJ能量 D 大本P39 学以致用 2.下列说法中不正确的是(　　)。 A.化学键断裂需要吸收能量,化学键形成需要放出能量 B.化学反应必然伴随能量变化 C.相同条件下,形成1 mol H—Cl所放出的能量与断开1 mol H—Cl吸收的能量相等 D.放出能量越多的化学反应通常生成物越不稳定 D 思考与讨论 三、能量转化与能量利用 课本 P34大本 P38 讨论一：你知道人类是如何利用化学反应中热能的？举例说明。 讨论二：目前能源的利用面临那些问题？ 讨论三：你们有什么解决以上问题的好办法？ 主要内容 三、能量转化与能量利用 课本 P34大本 P37 柴草时期 化石能源时期 多能源结构时期 1.人类利用能源的三个阶段 主要内容 三、能量转化与能量利用 课本 P34大本 P37 2.人类获取热能的主要途径 通过物质的燃烧 煤 石油 天然气 主要形式 主要内容 三、能量转化与能量利用 课本 P34大本 P37 3.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。 主要内容 三、能量转化与能量利用 课本 P35大本 P37 4.解决方法 太阳能、风能、地热能、海洋能、氢能等 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 ①改进锅炉的炉型和燃料空气比、清理积灰 ②节能灯，改进发动机的材料和结构 ③发电厂、钢铁厂余热与城市供热联产 了解 我国的能源结构 资料卡片 完成大本P39-40 随堂训练部分；小本P15-16 及时整理笔记！ 结合作业题、周末练以及每次考试卷整理典型错题！ 各班收两本时间↓ 作业 笔记本 错题本 周三晚 周六 29 大本P40 5.硅是太阳能电池的重要材料。工业冶炼纯硅的原理如下: 有关的化学反应与能量变化如图所示,请回答下列问题: (1)①是　　　(填“吸热”或“放热”,下同)反应,②是　　　反应,③是　　　反应。  (2)反应②破坏反应物中的化学键所吸收的能量　　　　(填“大于”或“小于”)形成生成物中化学键所放出的能量。  吸热 放热 吸热 小于 大本P40 4.化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。如图表示N2(g)与O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化:  下列说法中正确的是(　　)。 A.1 mol N2(g)与1 mol O2(g)反应放出的能量为180 kJ B.1 mol N2(g)和1 mol O2(g)具有的总能量小于2 mol NO(g)具有的总能量 C.通常情况下,N2(g)与O2(g)混合能直接生成NO(g) D.NO是一种酸性氧化物,能与NaOH溶液反应生成盐和水 B 3.石墨和金刚石都是碳的单质。已知12 g石墨完全转化为金刚石时,要吸收a kJ的能量。下列说法中正确的是 (　　)。 ①石墨不如金刚石稳定　 ②金刚石不如石墨稳定　 ③等质量的石墨和金刚石完全燃烧,金刚石放出的能量多 ④等质量的石墨和金刚石完全燃烧,石墨放出的能量多 A.①② B.②③ C.①④ D.③④ 小本P15 能量：石墨＜金刚石 能量越低越稳定 能量越高放出的热量越多 C 图示更直观 5.(1)等质量的下列物质分别完全燃烧,放出热量较多的是　　。  A.硫蒸气 B.硫固体 (2)已知:通常条件下,酸、碱的稀溶液发生中和反应生成1 mol水放出的热量为中和热。稀溶液中1 mol H2SO4与NaOH恰好反应时放出Q kJ热量,则其中和热为　　　　 kJ·mol-1。  小本P15 能力高 A Q/2 1.科学家已获得了气态N4分子,其结构为正四面体(如图)。已知断裂1 mol N—N吸收167 kJ能量,断裂1 mol N≡N吸收942 kJ能量,下列说法错误的是(　　)。 A.N4属于一种单质 B.N4和N2互为同素异形体 C.1 mol N4完全转化为N原子的过程中释放1 002 kJ能量 D.1 mol N4转化为N2时要放出882 kJ能量 小本P16 C 断键→吸热 6个 N-N 形成 N三N 释放942kJ N4=2N2 2.已知,白磷与氧气可发生如下反应:P4+3O2 P4O6。断裂下列化学键需要吸收的能量分别为P—P 198 kJ·mol-1、P—O 360 kJ·mol-1、O=O 498 kJ·mol-1。根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的能量变化,其中正确的是(　　)。 A.释放1 638 kJ的能量 B.吸收1 638 kJ的能量 C.释放126 kJ的能量 D.吸收126 kJ的能量 小本P16 A 断键→吸热 成键→放热 E吸＜E放→放热 E吸= 6P-P + 3O=O E放= 12P-O 3.如图分别表示白磷、红磷燃烧时的能量变化,下列说法中正确的是(　　)。 A.白磷比红磷稳定 B.白磷燃烧产物比红磷燃烧产物稳定 C.白磷转变为红磷吸收热量 D.由图像知4 mol红磷燃烧放出2 954 kJ的热量 小本P16 D 等量的物质燃烧， 放出热量越多其自身能量越高 E放= 12P-O 产物相同 4.NF3是一种温室气体,其储存能量的能力比CO2强,如表所示是断开几种化学键所需的能量。 下列说法中正确的是(　　)。 A.过程N2(g)→2N(g)放出能量 B.过程N(g)+3F(g)→NF3(g)放出能量 C.反应N2(g)+3F2(g) 2NF3(g)为吸热反应 D.NF3吸收能量后如果没有化学键断裂与形成,仍可发生化学反应 小本P16 化学键 N≡N F—F N—F 能量/(kJ·mol-1) 946.0 154.8 283.0 B 断键→吸热 成键→放热 E吸＜E放→放热 粗硅冶炼:①SiO2+2CSi+2CO↑。 精炼硅:②Si+3HClSiHCl3+H2; ③SiHCl3+H2Si+3HCl。 $