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第二章 第二节
化学反应与能量转化
铜矿石
铜壶
生活中的化学反应
汽油燃烧
化学反应
铜矿石
铜壶
利用化学反应制取物质
利用化学反应所释放的能量
生活中的化学反应
汽油燃烧
化学反应
联想·质疑
这两个熟悉的化学反应中，除了物质的变化外，是否还有能量的变化？如果有，是什么样的能量变化？
化学反应中能量变化的本质是什么？
联想·质疑
一、化学反应中能量变化的本质及转化形式
活动·探究
感受化学反应中的能量变化
实验用品
锌粉，铁粉，碳酸氢钠，稀盐酸，柠檬酸，蒸馏水；
试管，烧杯，温度计，胶头滴管，药匙。
实验内容 实验现象 结论
实验方案设计及实施
实验内容 实验现象 结论
Zn 、 稀盐酸
Zn 、 柠檬酸
Fe 、 稀盐酸
Fe 、 柠檬酸
NaHCO3 、 稀盐酸
NaHCO3 、 柠檬酸
实验内容 实验现象 结论
Zn + 稀盐酸 有气泡冒出、温度计读数升高 释放能量
Zn + 柠檬酸 有气泡冒出、温度计读数升高 释放能量
Fe + 稀盐酸 有气泡冒出、温度计读数升高 释放能量
Fe + 柠檬酸 有气泡冒出、温度计读数升高 释放能量
NaHCO3 + 稀盐酸 有气泡冒出、温度计读数降低 吸收能量
NaHCO3 + 柠檬酸 有气泡冒出、温度计读数降低 吸收能量
讨论：
1.上述反应中，哪些是释放能量的反应，哪些是吸收能量的反应？你还知道哪些吸收能量的反应？请举例说明。
1. Zn +稀盐酸/柠檬酸
2. Fe +稀盐酸/柠檬酸
3. NaHCO3 +稀盐酸/柠檬酸
讨论：
1.上述反应中，哪些是释放能量的反应，哪些是吸收能量的反应？你还知道哪些吸收能量的反应？请举例说明。
释放能量
吸收能量
1. Zn +稀盐酸/柠檬酸
2. Fe +稀盐酸/柠檬酸
3. NaHCO3 +稀盐酸/柠檬酸
讨论：
1.上述反应中，哪些是释放能量的反应，哪些是吸收能量的反应？你还知道哪些吸收能量的反应？请举例说明。
甲同学:碳酸钙受热分解的反应
乙同学:二氧化碳与碳单质生成一氧化碳的反应
释放能量
吸收能量
1. Zn +稀盐酸/柠檬酸
2. Fe +稀盐酸/柠檬酸
3. NaHCO3 +稀盐酸/柠檬酸
一、化学反应中能量变化的本质及转化形式
讨论：
2.你还知道哪些释放能量的反应呢？请试着举例说明。
一、化学反应中能量变化的本质及转化形式
讨论：
2.你还知道哪些释放能量的反应呢？请试着举例说明。
燃烧反应有新物质产生，同时放出热量,有的还伴随着光和火焰。
一、化学反应中能量变化的本质及转化形式
1.化学反应中能量转化形式——热能、光能、电能等
吸热反应：
碳酸氢钠与柠檬酸的反应
碳酸钙受热分解的反应
二氧化碳与碳单质反应生成一氧化碳
……
一、化学反应中能量变化的本质及转化形式
1.化学反应中能量转化形式——热能、光能、电能等
放热反应：
燃烧
金属与酸的反应
中和反应
……
一、化学反应中能量变化的本质及转化形式
讨论
3.化学反应中为什么会有能量的变化？
一、化学反应中能量变化的本质及转化形式
讨论
3.化学反应中为什么会有能量的变化？
同学：每个物质自身都具有能量（内能），反应物总能量与生成物
总能量不同。
一、化学反应中能量变化的本质及转化形式
讨论
3.化学反应中为什么会有能量的变化？
—— 宏观认识
同学：每个物质自身都具有能量（内能），反应物总能量与生成物
总能量不同。
交流·研讨
化学反应中能量变化的实质
1.请你根据信息判断氢气燃烧生成水蒸气时是吸收能量还是释放能量？
1 mol H2
共价键断裂
吸收 436 kJ 能量
0.5 mol O2
共价键断裂
吸收 249 kJ 能量
2 mol H
1 mol O
共价键形成
释放 930 kJ 能量
1 mol H2O
化学反应中能量变化的实质
1.请你根据信息判断氢气燃烧生成水蒸气时是吸收能量还是释放能量？
1 mol H2
共价键断裂
吸收 436 kJ 能量
0.5 mol O2
共价键断裂
吸收 249 kJ 能量
2 mol H
1 mol O
共价键形成
释放 930 kJ 能量
1 mol H2O
反应物断键吸收能量共 685 kJ
生成物成键释放能量共 930 kJ
结论：氢气燃烧生成水蒸气时释放能量
交流·研讨
2.请你试着用图像从化学键角度，分析上述化学反应过程与能量变化的关系
1 mol H2
共价键断裂
吸收 436 kJ 能量
0.5 mol O2
共价键断裂
吸收 249 kJ 能量
2 mol H
1 mol O
共价键形成
释放 930 kJ 能量
1 mol H2O
交流·研讨
2.请你试着用图像从化学键角度，分析上述化学反应过程与能量变化的关系
1 mol H2
共价键断裂
吸收 436 kJ 能量
0.5 mol O2
共价键断裂
吸收 249 kJ 能量
2 mol H
1 mol O
共价键形成
释放 930 kJ 能量
1 mol H2O
反应过程
能量
交流·研讨
2.请你试着用图像从化学键角度，分析上述化学反应过程与能量变化的关系
1 mol H2
共价键断裂
吸收 436 kJ 能量
0.5 mol O2
共价键断裂
吸收 249 kJ 能量
2 mol H
1 mol O
共价键形成
释放 930 kJ 能量
1 mol H2O
反应过程
能量
交流·研讨
2.请你试着用图像从化学键角度，分析上述化学反应过程与能量变化的关系
1 mol H2
共价键断裂
吸收 436 kJ 能量
0.5 mol O2
共价键断裂
吸收 249 kJ 能量
2 mol H
1 mol O
共价键形成
释放 930 kJ 能量
1 mol H2O
反应过程
能量
E1 为断裂旧化学键吸收的总能量
E2 为形成新化学键释放的总能量
E1
E2
释放的能量
交流·研讨
反应过程
能量
E1
E2
释放的能量
E1 为断裂旧化学键吸收的总能量
E2 为形成新化学键释放的总能量
反应过程
能量
一、化学反应中能量变化的本质及转化形式
化学键与化学反应过程中的能量变化
释放能量
吸收能量
反应过程
能量
E1
E2
释放的能量
E1 为断裂旧化学键吸收的总能量
E2 为形成新化学键释放的总能量
反应过程
能量
E1
E2
吸收的能量
一、化学反应中能量变化的本质及转化形式
化学键与化学反应过程中的能量变化
释放能量
吸收能量
反应过程
能量
E1
E2
释放的能量
E1 为断裂旧化学键吸收的总能量
E2 为形成新化学键释放的总能量
反应过程
能量
E1
E2
吸收的能量
一、化学反应中能量变化的本质及转化形式
2.化学反应中能量转化的微观本质——化学键的断裂与形成
化学键与化学反应过程中的能量变化
释放能量
吸收能量
—— 微观本质
3.一个确定的化学反应发生时是吸收能量还是释放能量，取决于什么？
交流·研讨
3.一个确定的化学反应发生时是吸收能量还是释放能量，取决于什么？
能量
反应物
生成物
放热反应
能量
反应物
生成物
吸热反应
释放的能量
吸收的能量
交流·研讨
结论：反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小
小结
一、化学反应中能量变化的本质及转化形式
微 观 认 识
宏 观 认 识
迁移·应用
请从化学能与热能转化关系的角度，分析用天然气烧水过程中的能量变化。
请从化学能与热能转化关系的角度，分析用天然气烧水过程中的能量变化。
天然气燃烧
水沸腾
迁移·应用
请从化学能与热能转化关系的角度，分析用天然气烧水过程中的能量变化。
天然气燃烧
水沸腾
体系释放能量
环境吸收能量
散失
水沸腾
迁移·应用
CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O
点燃
请你试着梳理从初中学习化学以来对物质变化的认识发展过程，特别是梳理对物质变化的认识角度。
迁移·应用
请你试着梳理从初中学习化学以来对物质变化的认识发展过程，特别是梳理对物质变化的认识角度。
迁移·应用
请你试着梳理从初中学习化学以来对物质变化的认识发展过程，特别是梳理对物质变化的认识角度。
宏观现象
变化分类
发展认识角度：物质、能量
深化本质认识
迁移·应用
当前，很多地区倡导用天然气替代煤作为家用燃料。请查阅相关资料，从物质变化和能量变化的角度对这一倡议进行评价。
迁移·应用
当前，很多地区倡导用天然气替代煤作为家用燃料。请查阅相关资料，从物质变化和能量变化的角度对这一倡议进行评价。
物质变化角度
C + O2 CO2
点燃
S + O2 SO2
点燃
天然气
煤
迁移·应用
CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O
点燃
能量变化角度
C + O2 CO2
点燃
S + O2 SO2
点燃
天然气
天然气 55812 kJ / kg
煤 20908 kJ / kg
当前，很多地区倡导用天然气替代煤作为家用燃料。请查阅相关资料，从物质变化和能量变化的角度对这一倡议进行评价。
物质变化角度
煤
迁移·应用
CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O
点燃
资料在线
物质变化角度
能量变化角度
清洁能源
能量转化率高
3.研究化学反应过程中的能量转化的意义
一、化学反应中能量变化的本质及转化形式
一、化学反应中能量变化的本质及转化形式
工农业生产中，化学反应所释放的能量是重要的能源之一。
研究化学反应中的能量问题，对于化工生产有重要的意义。
开发清洁能源，减少环境污染。
3.研究化学反应过程中的能量转化的意义
人们可以从不同的角度、不同的层面来认识物质的变化。请以 2H2+O2 2H2O 为例，谈谈你对化学变化的认识。
点燃
应用·实践
人们可以从不同的角度、不同的层面来认识物质的变化。请以 2H2+O2 2H2O 为例，谈谈你对化学变化的认识。
点燃
氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水
每 2 个氢分子和 1 个氧分子反应生成 2 个水分子
每 4 g 氢气和 32 g 氧气在点燃的条件下可反应生成 36 g 水
氢气中的氢氢键和氧气中的氧氧键被破坏，形成氢氧键
氢气与氧气燃烧释放热能
应用·实践
结合所学内容，判断下列说法是否正确，并说明理由。
（1）需要加热才能发生的反应一定是吸热反应。
（2）放热反应在常温下一定很容易发生。
（3）可以通过比较反应物的总能量和生成物的总能量判断反应
是放热还是吸热。
（4）吸热反应在常温下一定不能发生。
应用·实践
结合所学内容，判断下列说法是否正确，并说明理由。
（1）需要加热才能发生的反应一定是吸热反应。
错，碳在空气中燃烧是放热反应，但反应时需要先点燃。
应用·实践
结合所学内容，判断下列说法是否正确，并说明理由。
（2）放热反应在常温下一定很容易发生。
错，硫在空气中燃烧是放热反应，但在常温下不反应。
应用·实践
结合所学内容，判断下列说法是否正确，并说明理由。
（3）可以通过比较反应物的总能量和生成物的总能量判断反应
是放热还是吸热。
正确，一个确定的化学反应发生时是释放能量还是吸收能量，取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。
应用·实践
结合所学内容，判断下列说法是否正确，并说明理由。
（4）吸热反应在常温下一定不能发生。
错，如常温下碳酸氢钠与柠檬酸的反应。
应用·实践
应用·实践
氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中，断裂1 mol H2中的化学键吸收的能量为Q1 kJ，断裂1 mol Cl2中的化学键吸收的能量为Q2 kJ，形成1 mol HCl中的化学键释放的能量为Q3 kJ。下列关系式中，正确的是（ ）
A. Q1 + Q2 > Q3 　　　　 B. Q1 + Q2 > 2 Q3
C. Q1 + Q2 < Q3 　　　　　 D. Q1 + Q2 < 2 Q3
氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中，断裂1 mol H2中的化学键吸收的能量为Q1 kJ，断裂1 mol Cl2中的化学键吸收的能量为Q2 kJ，形成1 mol HCl中的化学键释放的能量为Q3 kJ。
H2 + Cl2 2HCl
点燃
分析
Q1
Q2
2Q3
∵燃烧反应为放热反应
∴ Q1 + Q2 < 2 Q3
应用·实践
应用·实践
氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中，断裂1 mol H2中的化学键吸收的能量为Q1 kJ，断裂1 mol Cl2中的化学键吸收的能量为Q2 kJ，形成1 mol HCl中的化学键释放的能量为Q3 kJ。下列关系式中，正确的是（ ）
A. Q1 + Q2 > Q3 　　　　 B. Q1 + Q2 > 2 Q3
C. Q1 + Q2 < Q3 　　　　　 D. Q1 + Q2 < 2 Q3
D

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