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人教版高一化学必修二第六章第一节
化学反应与能量变化
第一课时
化学反应与热能
火箭如何升空？汽车如何跑起来？饭如何做熟？
1.如何知道一个化学反应是吸收热量还是放出热量？
通过热成像仪直观感受热量变化
实验探究——感受化学反应中的热量变化
放热反应:释放热量的化学反应。
吸热反应:吸收热量的化学反应。
一、认识吸热反应与放热反应
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铝热反应 ⑥物质的缓慢氧化 ① 大多数分解反应
② C、H2、CO等高温下作还原剂
例：C+CO2、C+H2O(g)、H2+CuO
③ Ba(OH)2·8H2O＋NH4Cl(固态铵盐与碱的反应)
④ NaHCO3与盐酸的反应
2.有能量变化的一定是化学反应吗？
D
1.下列变化中属于吸热反应的是( )
①硝酸铵溶于水　②煅烧石灰石　③干冰汽化　
④盐酸与碳酸氢钠反应 　⑤甲烷在氧气中的燃烧反应
A.①④ B.②③ C.①④⑤ D.②④
及时演练
有能量变化的不一定是化学反应，如溶解、液化、升华等过程是物理变化。
2.下列说法正确的是(　　)
A.放热反应在常温下一定很容易发生
B.需要加热方能发生的反应一定是吸热反应
C.吸热反应在通常条件下不可能很容易发生
D.反应能否发生与条件有关，反应过程的能量变化与反应条件没有必然联系
D
注意：吸热反应、放热反应，与反应条件（是否需要加热）没有必然联系。
3.化学反应一定有能量变化吗？
冰
水
水蒸气
温度升高，自身能量增大，物质稳定性降低
证据推理
材料1：
材料2：金刚石和石墨是由碳元素组成的两种结构不同的单质。在100 kPa时，1 mol石墨可转化为金刚石，要吸收1.895 kJ 的能量。
证据推理
各种物质都具有能量，物质的组成、结构与状态不同，所具有的能量不同。
一般来说，物质具有的能量越低，物质越稳定
化学反应
物质变化
能量变化
质量守恒
能量守恒
化学反应的特征
宏观能量图示
模型认知——从宏观角度认识吸热反应、放热反应
以 2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l) ，2H2O(l) = 2H2(g)+O2(g)为例，在下图中画出反应物和生成物的总能量位置，并归纳吸热、放热反应与反应物和生成物总能量相对大小的关系？
点燃
电解
能量
反应过程
反应物总能量
生成物总能量
放出能量
能量
反应过程
生成物总能量
反应物总能量
吸收能量
模型认知——从宏观角度认识吸热反应、放热反应
反应物总能量 > 生成物总能量
反应物总能量 < 生成物总能量
放热反应：
吸热反应：
化学反应一定伴随能量变化
4.化学反应过程中为什么会有能量的变化？
微观探析——从化学键角度认识吸热反应、放热反应
思考交流：
(1)化学反应的实质是什么？
(2)请写出2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l)反应中各分子的结构式，此反应中有哪些化学键断裂？有哪些化学键形成？
(3)化学键断裂和形成的过程中能量如何变化？
旧化学键断裂，新化学键形成
点燃
【资料卡片】
键能：断开（形成）1mol某化学键所吸收（放出）的能量叫键能。单位：kJ/mol
共价键 键能 共价键 键能
H-H 436 kJ/mol H-Cl 431 kJ/mol
Cl-Cl 243kJ/mol 946 kJ/mol
O=O 497 kJ/mol O-H 463 kJ/mol
N≡N
微观探析——从化学键角度认识吸热反应、放热反应
E吸收 = 436×2 + 497 =1369 kJ
E放出 = 463 ×4 = 1852kJ
E吸＜ E放
放热反应
化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。
2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l)
点燃
已知H-H、O=O、O-H的键能分别为436kJ/mol、497 kJ/mol、463kJ/mol。
试计算断开2molH2和1molO2中的化学键吸收的总能量，形成2molH2O中的
化学键放出的总能量。
微观探析——从化学键角度认识吸热反应、放热反应
E放出= 1852 kJ -1369 kJ =483kJ
定量计算
宏观能量图示
2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l) ，2H2O(l) = 2H2(g)+O2(g)
点燃
电解
微观探析——从化学键角度认识吸热反应、放热反应
用图形表征化学反应中能量变化
反应进程
能量
2H—H
O=O
H H
O O
2H—O—H
放热反应
断键吸收1369kJ
成键释放1852kJ
反应进程
能量
吸热反应
断键吸收1852kJ
2H—O—H
H H
O O
2H—H
O=O
微观探析——从化学键角度认识吸热反应、放热反应
成键放出1369kJ
H H
H H
2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l) ，2H2O(l) = 2H2(g)+O2(g)
点燃
电解
断键吸收的能量
成键释放的能量
E吸 < E放
【放热反应】
E吸 ＞ E放
【吸热反应】
化学反应过程的能量变化图
断键吸收的能量
成键释放的能量
Q反应物 ＞ Q生成物
Q反应物 ＜ Q生成物
宏微结合
一个化学反应是吸收能量还是释放能量，与反应物总能量与生成物的总能量的相对大小有关。
学会辨别能量-过程图
对于反应N2+3H2=2NH3，在图中找出：
（1）反应物总能量
（2）生成物总能量
（3）断键吸收的能量
（4）成键释放的能量
（5）该反应属于 反应
E2
E1
E3-E2
E3-E1
放热
【练习1】
已知反应A2＋B2=2AB，破坏1 mol A2中的化学键消耗的能量为Q1 kJ，
破坏1 mol B2中的化学键消耗的能量为Q2 kJ，形成1 mol AB中的化学键
释放的能量为Q3 kJ，则下列说法正确的是
A.若A2和B2的总能量之和大于生成的AB的总能量，则反应放热
B.若A2和B2的总能量之和小于生成的AB的总能量，则反应放热
C.若该反应放出热量，则Q1＋Q2D.若该反应吸收热量，则Q1＋Q2＞2Q3
AD
【练习2】
巩固训练
3.在25℃、101kPa下，1mol白磷(化学式为P4)完全燃烧放出的热量和4mol红磷化学式为完全燃烧放出的热量关系如下图所示：
由此判断，下列说法正确的是（ ）
A. 由红磷转化为五氧化二磷是吸热反应
B. 由红磷转化为白磷是放热反应
C. 由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时白磷比红磷稳定
D. 由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时红磷比白磷稳定
D
你知道其中的奥秘吗？
CaO+H2O=Ca(OH)2
4Al+3O2=2Al2O3
化合反应
放热反应
化合反应
放热反应
氧化还原反应
柴草时期
能源利用
的发展
化石能源时期
早期人类以树枝杂草为主要能源
现代以化石燃料煤、石油和天然气为主要能源
面临诸多问题
1.化石燃料短期内不可再生，储量有限。
2.煤和石油产品燃烧排放的粉尘、NOx、CO、SO2等是大气污染物的主要来源
人类对能源的认识发展经历了漫长的历史
解决方案——节能
1）提高燃烧利用率：
改进锅炉的炉型和燃料空气比、清理积灰
2）有效提高能源利用率：
使用节能灯、改进电动机的材料和结构
发电厂、钢铁厂余热与城市供热联产
解决方案——寻找新能源
太阳能
海洋能
风能
地热能
氢能

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