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第六章 化学反应与能量
第一节 化学反应与能量变化
人教版必修第二册
新课导入
原因：加水后，自热包中生石灰(CaO)与水发生反应放出大量热量。其他物
质使反应速率可控，是自热包安全性的保障。
自热盒饭、自热火锅为什么加冷水就能熟？
资料卡片：
自热包主要成分有生石灰、碳酸钠、焙烧硅藻土、铁粉、铝粉、焦炭粉、
活性炭
新课讲授
一、放热反应和吸热反应
【思考1】化学反应都伴随着能量的变化，能量的变化通常体现为热量
的变化。热量的变化我们应该如何测量呢？
【思考2】同学们有什么办法测量温度的变化？
测量反应前后的温度
1. 温度计/红外测温仪
2. 温度传感器
3. 红外热成像仪
数据采集器+计算机
“手持技术”
4. 触觉
新课讲授
一、放热反应和吸热反应
【科学探究】化学反应中能量的变化（实验6-1）
实验操作
实验 现象 看到
触摸到
温度变化
实验 结论 原理分析
热量变化
铝片逐渐溶解，产生大量气泡
试管壁发烫
温度升高
2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑
放出热量
在试管中加入3mL 2mol/L盐酸，再放入用砂纸打磨光亮的铝片，观察现象，并测量反应前后溶液的温度。
新课讲授
一、放热反应和吸热反应
【科学探究】化学反应中能量的变化（实验6-2）
实验操作
实验 现象 闻到
看到
触摸到
温度变化
实验 结论 原理分析
热量变化
刺激性气味
烧杯壁发凉
温度降低
Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl = BaCl2+NH3↑+10H2O
吸收热量
在烧杯中加入20g Ba(OH)2 8H2O晶体与10g NH4Cl晶体，放在滴有几滴水的玻璃片上，用玻璃棒快速搅拌，闻到气味后迅速盖上烧杯，用手触摸烧杯下部，试着用手拿起烧杯。
水结冰，玻璃片与烧杯粘在一起
新课讲授
一、放热反应和吸热反应
温度高达100℃
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
NaOH+HCl = NaCl+H2O
Ba(OH)2·8H2O + NH4Cl =
BaCl2 + NH3↑ + 10H2O
温度可以降到0℃以下
新课讲授
1. 定义
一、放热反应和吸热反应
放热反应：释放热量的化学反应称为放热反应。
吸热反应：吸收热量的化学反应称为吸热反应。
根据热量变化划分，可将化学反应分为放热反应和吸热反应。
注意：吸热反应和放热反应属于化学反应，物质的溶解、稀释、
电离，三态间的转化属于物理变化，虽然伴随吸/放热过
程，但不是吸/放热反应。
思考：NaOH溶解、浓H2SO4稀释、水的蒸发过程属于放热反应吗？
新课讲授
2. 常见的放热反应和吸热反应
一、放热反应和吸热反应
放热反应
吸热反应
④所有燃烧和缓慢氧化
①活泼金属和水或酸的反应
②酸碱中和反应
③大多数化合反应
④NaHCO3与盐酸的反应
①大多数分解反应
②一些以C为还原剂，产物为CO的反应
C+H2O===H2↑+CO↑
高温
③Ba(OH)2·8H2O＋NH4Cl
注意：化学反应是吸热反应还是放热反应与反应条件(是否需要加热)和反应类型
没有必然关系，若需要持续加热才能进行的反应一般为吸热反应。
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？
让我想一想
化学反应的本质
新课讲授
1. 化学反应中能量变化的原因－微观角度
二、化学反应中能量变化的原因
化学反应的本质（旧化学键的断裂和新化学键的形成），如：H2＋Cl2=2HCl
H—H
Cl—Cl
H
H
Cl
Cl
H—Cl
H—Cl
旧键断裂需要吸收能量
新键形成需要释放能量
化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因
新课讲授
1. 化学反应中能量变化的原因－微观角度
二、化学反应中能量变化的原因
以H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反应过程如图所示：
吸收
吸收
放出
436+243=679KJ
断键吸收的总能量
2×431=862KJ
成键释放的总能量
<
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
放热反应
放出183 KJ能量
新课讲授
1. 化学反应中能量变化的原因－微观角度
二、化学反应中能量变化的原因
断键吸收的总能量(E吸) < 成键释放的总能量(E放)
断键吸收的总能量(E吸) > 成键释放的总能量(E放)
放热反应
吸热反应
微观
例1：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键共放出x kJ的能量
C.形成2 mol A－B键需要吸收y kJ的能量
D.断键吸收的总能量低于成键释放的总能量
D
新课讲授
2. 化学反应中能量变化的原因－宏观角度
二、化学反应中能量变化的原因
从宏观角度看，有新物质生成，各种物质本身都具有能量，称为化学能。
物质具有的能量越低，就越稳定。
物质具有的能量越高，就越不稳定。
思考：物质具有的能量越高越稳定还是越低越稳定？
化学能“储存”在物质中
不同的物质具有的化学能不同
新课讲授
2. 化学反应中能量变化的原因－宏观角度
二、化学反应中能量变化的原因
反应物的总能量高
生成物的总能量低
释放能量
化学能→热能
生成物的总能量高
反应物的总能量低
吸收能量
热能→化学能
放热反应
吸热反应
反应物的总能量(E反) > 生成物的总能量(E生)
化学反应与能量变化的关系示意图
宏观
反成物的总能量(E反) < 生应物的总能量(E生)
取决于反应物总能量与生成物总能量的相对大小
新课讲授
二、化学反应中能量变化的原因
化学反应的本质 能量变化的原因
宏观
微观
旧物质反应生成新物质
反应物和生成物能量不同
旧键的断裂和新键的形成
断键吸收能量和成键释放能量不同
放热反应
吸热反应
【思考】下列能量变化图哪个是放热反应，哪个是吸热反应？判断依据是什么？
【归纳与总结】
能量守恒
质量守恒
左高右低
放热量
新课讲授
1. 人类利用能源的三个阶段
三、人类对能源的利用
(1) 柴草：早期的以树枝杂草为主要能源。
(2) 化石能源：现代以煤、石油和天然气为主要能源。
(3) 多能源结构：未来调整和优化能源结构，开发利用新能源。
不同社会发展水平时期的人均耗能量
人类获取热能的主要途径都是通过物质的燃烧。
新课讲授
2. 利用化石燃料面临的问题
三、人类对能源的利用
（1）短期内不可再生，储量有限；
（2）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. 解决办法
（1）节能减排；
提高燃料的燃烧效率和能源利用率
（2）寻找清洁的新能源，如太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等。
课堂小结
一、放热反应和吸热反应
三、人类对能源的利用
二、化学反应中能量变化的原因
1. 放热反应：把释放热量的化学反应称为放热反应。
吸热反应：把吸收热量的化学反应称为吸热反应。
2. 常见的放热反应和吸热反应
1. 人类利用能源的三个阶段
2. 利用化石燃料面临的问题
3. 解决办法
课后练习
1. 下列说法错误的是（ ）
A、化学反应必然伴随发生能量变化
B、化学反应中能量变化与反应条件(如加热)有关
C、化学能可以转变为热能、光能等
D、化学反应中的能量变化主要是由化学键变化引起的
2. 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
B
课后练习
3.下列各图中，表示正反应是吸热反应的图是( )
C
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