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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
第1课时　化学反应与热能
[学习目标]
1.知道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(重点)。
2.能用化学键解释某些吸热反应和放热反应(难点)。
3.认识燃料的燃烧效率、保护环境、开发清洁燃料的必要性和重要性。
引入新课
化学反应都是放热反应吗？两个实验探究反应中的热量变化。
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
结论
化学 方程式
有气泡产生；温度升高
反应产生气体，放出热量
Mg＋2HCl==MgCl2＋H2↑
有刺激性气味；杯壁发凉；木片和烧杯黏结在一起；混合物呈糊状
反应产生NH3和H2O，吸收热量
Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl==BaCl2＋2NH3↑＋10H2O
2.放热反应和吸热反应
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。
放热反应
所有的燃烧反应
酸碱中和反应
大多数化合反应
活泼金属与水或酸的反应
物质的缓慢氧化
铝热反应
吸热反应
大多数分解反应
铵盐与碱的反应(如Ba(OH)2·8H2O晶体或Ca(OH)2与NH4Cl晶体反应)
C与H2O(g)的反应，C与CO2的反应
NaHCO3与盐酸的反应
一、吸热反应和放热反应
(1)举例说明：放出(吸收)热量的变化一定是放热(吸热)反应吗？
不一定。吸、放热反应都属于化学反应，而浓H2SO4、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，不是吸、放热反应。
(2)吸热反应一定需要加热才能发生吗？
不一定。吸、放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晶体常温下的反应为吸热反应。
思考1
一、吸热反应和放热反应
3.化学反应中能量变化的原因
(1)微观探析——从化学键变化的角度理解能量变化
已知25 ℃和101 kPa条件下 H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)
吸收
释放
吸收
断键吸收的总能量<成键放出的总能量，该反应为放热反应。
一、吸热反应和放热反应
3.化学反应中能量变化的原因
(1)微观探析——从化学键变化的角度理解能量变化
吸收
吸热
释放
放热
(2)宏观辨识——从总能量高低理解能量变化的原因
物质的组成、结构与状态不同，能量不同。
能量变化取决于反应物总能量和生成物总能量的相对大小。
一、吸热反应和放热反应
3.化学反应中能量变化的原因
(2)宏观辨识——从总能量高低理解能量变化的原因
放热反应
热能转化为化学能被生成物“储存”
能量
反应过程
反应物
总能量
高
生成物
总能量
低
化学能转化为热能
释放能量
能量
反应过程
反应物
总能量
低
生成物
总能量
高
吸收能量
吸热反应
一、吸热反应和放热反应
1.判断正误
(1)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
(　　)
(2)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
(　　)
(3)对于一个化学反应来说，当化学键断裂时吸收的能量大于化学键形成时放出的能量，则反应放热(　　)
(4)已知Fe与稀盐酸的反应为放热反应，即Fe的能量大于H2的能量(　　)
(5)石墨转化为金刚石需要吸收热量，所以金刚石更稳定(　　)
×
√
×
×
×
应用体验
一、吸热反应和放热反应
应用体验
2.分析如图，不能得出的结论是
A.H2与O2反应是放热反应
B.断开化学键要放出能量
C.化学反应既有物质变化又有能量变化
D.2 mol H2(g)和1 mol O2(g)的总能量高于2 mol H2O(g)的总能量
√
一、吸热反应和放热反应
断开化学键破坏物质的稳定性，需要吸收能量
3.已知白磷和P4O6的分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能[通常把断开(或形成)1 mol化学键吸收(或放出)的能量称为键能]：P—P为198 kJ·mol－1、P—O为360 kJ·mol－1、O==O为498 kJ·mol－1。则P4(白磷，s)＋3O2(g)===P4O6(s)的反应是________(填“吸热”或“放热”)反应，生成1 mol P4O6(s)放出的热量为________。
放热
1 638 kJ
应用体验
一、吸热反应和放热反应
断开旧化学键吸收的能量为6×198 kJ＋3×498 kJ＝2 682 kJ
形成新化学键放出的能量为12×360 kJ＝4 320 kJ
故该反应为放热反应
4 320 kJ－2 682 kJ＝1 638 kJ
判断吸热反应和放热反应的两种方法
(1)根据反应物总能量和生成物总能量的相对大小判断——反应物的总能量高于生成物的总能量的反应为放热反应，反之为吸热反应(宏观角度)。
(2)根据化学键断裂和形成时能量变化大小关系判断——断裂反应物中化学键吸收的总能量大于形成生成物中化学键释放的总能量的反应为吸热反应，反之为放热反应(微观角度)。
一、吸热反应和放热反应
二、化学反应中热能的利用
1.现阶段人类获取热能的主要途径：
物质的燃烧
煤的燃烧
石油的燃烧
其他物质的燃烧
天然气的燃烧
最常见的常规能源是化石燃料(煤、石油和天然气)
2.化石燃料利用过程面临的问题
(1)储量有限，短期内不可再生。
(2)影响环境：
化石燃料燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO等。
二、化学反应中热能的利用
二、化学反应中热能的利用
3.能源可持续发展的措施
(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的利用率。
(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.下列有关新能源的说法不正确的是
A.绿色植物通过光合作用，将光能转化为化学能
B.风能、太阳能是清洁能源
C.氢能还未进入实用阶段的主要原因是其燃烧所释放热量低于相同质量的矿
物燃料
D.共享单车利用太阳能发电完成卫星定位，有利于节能环保
√
应用体验
二、化学反应中热能的利用
应用体验
2.在人类生产、生活对能量的需求日益增长的今天，研究化学反应及其能量变化，对合理利用常规能源和开发新能源具有十分重要的意义。能源是人类赖以生存和发展不可缺少的因素。请完成下列问题：
(1)矿物能源是现代人类社会赖以生存的重要物质基础。目前，全球仍主要处于化石能源时期。下列不属于化石能源的是________(填字母，下同)。
A.石油 B.煤 C.天然气 D.生物质能
D
二、化学反应中热能的利用
(2)下列对能源的看法合理的是________。
A.化石能源属于不可再生能源，只会越用越少
B.生物质能是一种可再生能源，有广阔的应用前景
C.太阳能、氢能、风能、地热能都属于新能源
D.我国人口众多、资源相对匮乏、环境承载能力较弱，因此要建设节约型社会
ABCD
应用体验
二、化学反应中热能的利用
随堂检测
1.下列关于化学反应与能量的说法不正确的是
A.化学反应必然伴随能量变化
B.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应属于放热反应
C.放热反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D.化学变化中的能量变化主要是由化学键变化引起的
√
吸热反应
旧键断裂吸收能量，新键形成释放能量
随堂检测
2.液态储氢技术就是在常温常压下将氢气融入到一种化合物“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.液态储氢项目有利于发展氢能源电动机，从而带来新能源汽车的升级
√
便于储存和运输，说明稳定
随堂检测
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图所示。
根据图示回答下列问题：
(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。
低于
632
(3)断裂1 mol N≡N吸收的能量值x为_____。
946
180 kJ＝(x＋498) kJ－2×632 kJ
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