资源简介

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第一节
化学能与热能
第二章
化学反应与能量
【考纲要求】
1.了解化学反应中能量转化的原因及常见的能量转化形式。
2.了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。
3.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。
新课导入：
700多年前，著名的意大利旅行家马可·波罗到过中国，看见中国人烧煤炼铁，这是他生平第一次看到煤做燃料，马可·波罗在他的游记里记载了这件新鲜事。书中写到，中国有一种黑色石头，能燃烧，着起火来像火柴一样，而且终夜不灭。现代科学可以这样解释，煤中含有大量的碳，燃烧时放出热能。你一定想知道，这种能量从何而来？它与化学物质和化学反应有什么关系？请随我一起走进教材第二章第一节：化学能与热能。
一.化学反应中能量变化
1、化学键与化学反应中能量变化的关系
（1）化学键与能量的关系
化学反应的本质是反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成。
化学键是物质内部微粒之间强烈的相互作用，断开反应物中的化学键需要
能量，形成生成物中的化学键要
能量。
微观角度
吸收
释放
(2)化学反应中能量变化的原因
(3)键能
标况下，将1mol气态分子AB断裂成理想气态原子所吸收的能量，单位（KJ·mol-1）
以H2和Cl2反应为例：
氢气和氯气反应的本质是在一定的条件下，氢气分子和氯气分子中的H-H键和Cl-Cl键断开，氢原子和氯原子通过形成H-Cl键而结合成HCl分子。
同学们试计算反应的能量变化？
吸收总能量为：
释放总能量为：
反应中放出的热量：
436+243=679KJ
431×2=862KJ
862-679=183KJ
由于破坏旧键吸收的能量少于形成新键放出的能量，根据“能量守恒定律”，多余的能量就会以热量的形式释放出来。
（1）一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量，取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。可表示为：
宏观角度
2．化学反应中能量变化的决定因素
（2）化学反应中的能量变化通常表现为
的变化，吸热或者放热。
吸热反应和放热反应与反应物和生成物总能量的关系如下：
吸热反应：反应物的总能量
生成物的总能量
放热反应：反应物的总能量
生成物的总能量
热量
小于
大于
注意：任何一个化学反应均伴随能量的变化。
（3）以能量为纵坐标，画出吸热反应和放热反应的简单示意图
放热反应
吸热反应
反应物的总能量大于生成物的总能量
反应物的总能量小于生成物的总能量
二.化学能与热能的相互转化
1．两个基本的自然规律——
“质量守恒”和“能量守恒”。
质量守恒定律：自然界中的物质发生转化时，
___________________不变；
能量守恒定律：不同形式的能量发生转换时，
___________________不变。
物质的总质量
体系的总能量
2．化学反应
伴随有能量的变化，化学反应中能量变化主要表现为
的变化，吸热或放热。
一定
热量
3．化学能与热能的实验探究
实验操作
现象及结论
铝与稀盐酸反应
现象
有__________产生，用温度计测量，水银柱上升
离子方程式
结论
活泼金属与酸的反应为：
气泡
2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
放热
实验操作
现象及结论
氢氧化钡晶体与氯化铵反应
现象
闻到__________气味，
烧杯壁__________；
玻璃片和烧杯底黏在一起，混合物呈糊状。
化学方程式
结论
该反应为__________反应
刺激性
发凉
Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋10H2O＋2NH3↑
吸热
盐酸与氢氧化钠溶液
现象
混合后溶液温度比原两种溶液的温度__________
离子方程式
结论
酸碱中和反应为__________反应
高
放热
OH－＋H＋===H2O
4.常见吸热反应和放热反应
(1)常见的放热反应：
①所有的燃烧反应；
②大多数的化合反应；(CO2+C
2CO为吸热反应)
③酸碱中和反应；
④金属与酸或水反应置换出氢气；
⑤缓慢的氧化反应。
(2)常见的吸热反应：
①大多数的分解反应；
②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应；
③盐类的水解
④以C、CO、H2为还原剂一些高温反应：
CO2+C
2CO
；
C+H2O
CO+H2
注意：
①放热反应和吸热反应必须是化学变化；
②有热量放出未必是放热反应；
③反应条件与热量变化没有必然的关系，既需要点燃或加热的反应不一定是吸热反应。
三.人类利用能源的三个阶段
1.现阶段人类获取热能的主要途径是：
使用最多的常规能源是：
2.化石燃料储量有限，短期内不可再生；
影响环境：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。
物质的燃烧
化石燃料(煤、石油和天然气)。
3.节能减排，提高能源的利用率；
开发使用新能源，如太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等。
4.一次能源：从自然界中直接获取的能源
二次能源：一次能源转化获取的能源
1．下列四位同学对化学反应的认识中错误的是(　　)
C
C
解析：化学反应中断裂旧化学键吸收能量，形成新化学键释放能量，化学变化过程中必然伴随能量变化，并有新物质产生，物质的状态变化属物理变化，C错误。
2．下列物质加入水中发生放热反应的是(　　)
A．固体NaOH
B．生石灰
C．无水乙醇
D．固体NH4NO3
B
解析：
固体NaOH加入水中放出热量，但不是化学反应，A错；生石灰(CaO)加入水发生反应
CaO＋H2O===Ca(OH)2，并放热，B正确；
乙醇、NH4NO3固体溶于水都是物理变化，C、D错。
3．吸热反应一定是(　　)
A．释放能量
B．需要加热
C．反应物总能量高于生成物总能量
D．反应物总能量低于生成物总能量
解析：
反应物总能量低于生成物总能量的反应属吸热反应，D正确。
D
4．下列变化过程中，需要吸收能量的是(　　)
A．H＋H―→H2
B．H＋Cl―→HCl
C．Cl2―→Cl＋Cl
D．H2＋O2―→H2O
解析：H＋H―→H2和H＋Cl―→HCl，都属形成新化学键过程，放出热量，A、B错误；Cl2―→Cl＋Cl属于破坏旧化学键过程，吸收热量，C正确；H2＋O2―→H2O属于化合反应，并放出热量，D错。
C
5．白磷、红磷是磷的两种同素异形体。某温度下1
mol白磷转化为红磷放出29.2
kJ的热量，则下列叙述正确的是(　　)
A．白磷比红磷稳定
B．红磷比白磷稳定
C．1
mol白磷比1
mol红磷含有的总能量低
D．红磷转化为白磷要放热
解析：1
mol白磷转化为红磷放出29.2
kJ的热量，则1
mol红磷含有的总能量低，故红磷比白磷稳定，其转化为白磷要吸热。
B
6.(2019·海口高一检测)对放热反应：A＋B===C＋D，以下说法一定正确的是(EA、EB、EC、ED分别表示物质A、B、C、D所具有的能量)(　　)
A．EA＋EB>EC＋ED
B．EA>EB＋EC
C．EA>EB
D．EA＋EB解析：反应物的总能量大于生成物的总能量的反应属放热反应，则有EA＋EB>EC＋ED，A正确。
A
判断化学反应中能量变化的一般方法
方法1：比较物质“储存”能量的大小
任何一个化学反应中，反应物所具有的总能量与生成物所具有的总能量一定不相等，在新物质产生的同时总是伴随着能量的变化。一个确定的化学反应是吸收能量还是放出能量，取决于反应物的总能量E1与生成物的总能量E2的相对大小。若E1>E2，则反应放出能量；若E1方法2：比较化学键断裂与形成时吸收或放出能量的大小
化学键与化学反应中能量变化的关系：
化学反应中的能量变化＝
反应物总键能－生成物总键能
若计算出的结果为正值，则该反应吸收能量；若计算出的结果为负值，则该反应放出能量
本课结束

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