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第一节 化学反应与能量变化
第1课时
第六章 化学反应与能量
学习目标
1.通过实验和已有知识、经验感受化学反应中的能量变化，知道常见的吸热反应和放热反应，树立物质变化中伴随着能量变化的观念。
2.能从反应物与生成物所具有的能量、化学键的断裂与形成两个角度理解化学反应中能量变化的原因。
学习重难点：
化学反应中能量变化的原因
1.放热反应、吸热反应的概念
2.常见的吸热、放热反应有哪些？
自热火锅是一项伟大发明，它可以让人们实现不用生火就吃上美味的美食，其中蕴含着怎样的化学变化呢？
化学反应
物质的变化
能量的变化
化学反应中的两类变化
热能 光能 电能
回顾一下哪些实验现象能感受到反应的热量变化（放热或吸热情况）？
主要表现为热能的变化
实验6-1
在一支试管中加入2 mL 2 mol/L盐酸，并用温度计测量其温度。再向试管中放入用砂纸打磨光亮的镁条，观察现象，并测量溶液温度的变化。
实验现象：
用手触摸反应后的试管，温热
用温度计测得反应后温度升高
看到有气泡产生
实验结论：
该反应产生________，__________热量
气体
放出
Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑　
实验6-2 将20 g Ba(OH)2 ·8H2O晶体研细后与10 g NH4Cl晶体一起放入烧杯中，并将烧杯放在滴有几滴水的木片上。用玻璃棒快速搅拌，闻到气味后迅速用玻璃片盖上烧杯，用手触摸杯壁下部，试着用手拿起烧杯。观察现象。
实验现象:
实验结论:
该反应产生NH3和H2O，吸收热量
烧杯内的反应物呈糊状
有刺激性气味气体产生
触摸杯壁有冰凉的感觉
烧杯与木片间的水凝结成冰
2NH4Cl＋Ba(OH)2·8H2O ===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O　　
阅读（教材P33）放热反应和吸热反应的定义，回答什么是放热反应，吸热反应？
①放热反应： 热量的化学反应。
②吸热反应： 热量的化学反应。
释放
吸收
体会吸、
放热反应
【实验6-1】
【实验6-2】
不一定
吸热反应一定需要加热？放热反应一定不需要加热吗？
(固态铵盐与碱的反应)
(C、H2为还原剂的氧化还原反应)
大多数分解反应
01
CaCO3 CaO＋CO2↑
高温
C＋CO2 2CO
高温
Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl
BaCl2＋2NH3↑＋10H2O
C＋H2O(g) CO ＋H2
高温
03
特殊的吸热反应
盐酸与碳酸钠的反应
02
1、常见的吸热反应：
一、化学反应中的能量变化
所有燃烧反应
01
酸碱中和反应
02
大多数化合反应
03
铝热反应
05
活泼金属与水或酸的反应
04
2Na＋2H2O 2NaOH＋H2↑
C＋O2 CO2
点燃
NaOH＋HCl NaCl＋H2O
CaO＋H2O Ca(OH)2
2、常见的放热反应：
物质的缓慢氧化
06
2Al+Fe2O3===== 2Fe+Al2O3
高温
1、需加热才能发生的反应不 一定是吸热反应，如碳和氧气的反应，前期需加热引发，但为放热反应。
2、放热反应常温下不一定容易发生。
3、吸热反应不一定需要加热，如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应在常温下就能进行。
4、吸热反应和放热反应都是化学变化。NaOH固体溶于水是放热过程，但不是放热反应，为物理变化过程；另外升华、蒸发等过程是吸热过程，但不是吸热反应。
1.下列各组变化中，前者是放热反应，后者是吸热反应的是(　　)
A.生石灰溶于水；锌粒和稀硫酸反应
B.干冰升华；金属或金属氧化物熔化
C.氨水与醋酸反应；木炭和水蒸气反应生成CO和H2
D.工业煅烧石灰石；化石燃料燃烧
C
2.下列说法正确的是（ ）
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工业合成氨是可逆反应，正反应是放热反应则逆反应是吸热反应；④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
A．只有③ B．只有①② C．①②③④ D．②③④
A
1．放热反应不一定容易发生如工业合成氨，吸热反应也不一定必须加热，如Ba(OH)2 8H2O 和 NH4Cl ；
2．在可逆反应中，如果正反应为吸热，则逆反应为放热。
化学反应过程中为什么会有能量变化？为什么有的化学反应释放热量，有的化学反应吸收热量？
1、微观角度——分子和原子的角度
2H2 + O2 2H2O
化学变化的实质
在化学变化中，分子破裂成原子，原子又重新组合成新的分子
二、化学反应中的能量变化的原因
2、微观角度——化学键
H2 + Cl2 2HCl
化学变化的实质
一个化学反应过程，本质上就是旧化学键的_____和新化学键的_____过程
断裂
形成
断开
吸收能量
断开
吸收能量
形成
释放能量
释放能量
形成
H2 + Cl2 2HCl
E1＞E2，反应 能量(吸热反应)
E1＜E2，反应 能量(放热反应)
旧化学键断裂
生成物
新化学键形成
反应物
吸收能量(E1)
释放能量(E2)
吸收
放出
化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因
断开 1 mol H—H 键需要吸收 436 kJ 的能量
例如： H2 + Cl2 = 2HCl 该反应是放热反应还是吸热反应？
断开 1 mol Cl—Cl 键需要吸收 243 kJ 的能量
形成 1 mol H—Cl 键需要放出 431 kJ 的能量
E吸收 = 436 + 243 = 679 kJ
E放出 = 431 × 2 = 862 kJ
E吸＜ E放
放热反应
结论：化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。
3、宏观角度——物质的能量
物质的能量高低决定物质稳定性强弱，能量越低，物质越稳定。而物质越稳定，形成的化学键就越牢固，断键所需的能量就越大(或形成化学键所释放的能量就大)
反应物具有的总能量高
生成物具有的总能量低
化学
反应
向环境
释放能量
放热反应
水由高处向低处流要释放能量
图示
物质的能量高低决定物质稳定性强弱，能量越低，物质越稳定。而物质越稳定，形成的化学键就越牢固，断键所需的能量就越大(或形成化学键所释放的能量就大)
生成物具有的总能量高
反应物具有的总能量低
化学
反应
从环境
吸收能量
吸热反应
水由低处抽向高处流需提供能量
图示
3、宏观角度——物质的能量
用图形表征化学反应中能量变化
反应进程
能量
H—H
O—O
H H
O O
H—O—H
放热反应
断键吸收
成键释放
反应进程
能量
吸热反应
断键吸收
成键释放
H—O—H
H H
O O
H—H
O—O
取决于反应物总能量 与 生成物总能量的相对大小。
小结:化学反应中能量变化的原因
角度一：比较旧化学键断裂吸收能量与新化学键生成放出的能量（微观）
角度二：比较反应物与生成物的总能能量（宏观）
E
E断
生成物
反应过程
反应物
E成
放热反应
E反> E生
E断< E成
E
E断
生成物
反应过程
反应物
E成
吸热反应
E反< E生
E断> E成
1.化学反应 的能量变化如图所示
(1)图中A、C分别表示______________________
_________、____________________，反应____
(填“吸收”或“释放”)能量。
A、C分别表示1 mol N2(g)和3 mol H2(g)(反应物)的总能量、2 mol NH3(g)(生成物)的总能量，由于反应物总能量高于生成物总能量，因此反应放出能量。
1 mol N2(g)和3 mol H2(g)
的总能量
2 mol NH3(g)的总能量
释放
(2)反应过程中断裂的化学键为______________
___________，_____(填“吸收”或“释放”)的能量为___；形成的化学键为____________，_____(填“吸收”或“释放”)的能量为___。
1 mol N≡N和
吸收
E1
6 mol N—H
释放
E3
3 mol H—H
(3)E2＝______或_______(用A、C或E1、E3表示)。
A—C　 E3－E1
D
3.(2022·江苏淮安高一期中)下列反应或过程中能量的变化符合图像的是
A.2NH4Cl＋Ba(OH)2·8H2O===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O
B.Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑
C.H2SO4＋2KOH===K2SO4＋2H2O
D.H＋H―→ H—H
√
1.人类对能源的利用三阶段
早期：以树枝杂草为主要能源
三、人类对能源的利用
现代：
煤、石油和天然气
多能源结构时期：
太阳能，氢能，核能，风能等
2.面临问题：
影响环境
储量有限，短期内不可再生
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。
酸雨
温室效应
提高燃料的燃烧效率
比如：
提高能源的利用率
比如：
开发使用清洁能源
比如：
3.解决方法
能 源
一级能源
二级能源
可再生能源
非可再生能源
（可再生能源）
（一级能源加工转换）
（水能，风能，太阳能，）
（煤炭，石油，天然气，核能）
蒸汽
电能
水能
风能
石油
天然气
原煤
指出下列哪些是二次能源？
揭秘时刻
2Al+6H2O+2OH-===2[Al(OH)4]-+3H2↑
反应放热
氧化还原反应
CaO+H2O===Ca(OH)2
化合反应
反应放热
01
02
此外，发热包中也常见铝粉，铝通过和碱溶液发生氧化还原反应释放热量，以此实现持续发热。
自热包有不同配方，但大体上包括四类成分。最主要的是生石灰，学名氧化钙，它和水接触之后可以产生熟石灰，学名氢氧化钙。在这个过程中会释放大量热量，是发热包主要的热量来源。
1.除了用手触摸和温度计测量外还可以借助其他方法感知温度的变化，如在探究过氧化钠与水反应为放热反应时，可采取如下两种方法：
(1)Ⅰ、Ⅱ装置能说明反应为放热反应的事实是：________________________
_______________________；________________________。
(2)产生上述现象的原因是：__________________________________________
_________。
滴入水后，Ⅰ中U形管右侧
液面下降，左侧液面上升
Ⅱ烧杯中导管口有气泡冒出
过氧化钠与水反应放热，锥形瓶内气体温度升高，
气压增大
2.下列变化中属于吸热反应的是( )
①铝片与稀盐酸的反应　②将胆矾加热变为白色粉末　③干冰汽化　④氯酸钾分解制氧气　⑤甲烷在氧气中的燃烧反应
A.①④ B.②③ C.①④⑤ D.②④
D
3.把下列物质分别加入装有水的锥形瓶里，立即塞紧带U形管的塞子，已知U形管内预先装有少量水(为使水容易观察，预先染成红色)，如图所示，结果U形管左边液面升高，则加入的物质可能是( )
A.NaOH固体
B.浓H2SO4
C.NH4NO3晶体
D.Na2O2固体
C
第一节
化学反应与能量变化
第1课时
化学反应过程中存在热量变化
化学反应中能量变化的原因
盐酸与镁反应前后溶液的温度变化
氢氧化钡与氯化铵反应前后溶液的温度变化
微观角度——分子和原子的角度
微观角度——化学键
化学能与热能相互转化的应用
早期的主要能源
现代的主要能源
吸热反应和放热反应
宏观角度——物质的能量
化石燃料获取能量面临的问题
节能减排的措施

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