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(共64张PPT)
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.知道化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因。2.知道反 应物总能量与生成物总能量的相对高低是反应过程中能量变化的决定因素。3.了解化 学能与热能的相互转化。4.了解能量转化在生产、生活中的应用。
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研习任务一　吸热反应和放热反应
教材　认知
1. 实验探究：化学反应中的能量变化
实验
操作
实验
现象 有 　气泡　产生；用温度计 测量，温度 　升高　 闻到 　刺激性　气味；烧杯壁 　发凉　；木片 和烧杯黏结在一起；混合物呈 　糊状　
实验
结论 该反应产生气体， 　放出　 热量 该反应产生NH3和H2O， 　吸收　热量
化学
方程
式
气泡　
升高　
刺激性　
发凉　
糊状　
放出　
吸收　
＋10H2O
1. 实验探究：化学反应中的能量变化
实验
操作
实验
现象 有 　气泡　产生；用温度计 测量，温度 　升高　 闻到 　刺激性　气味；烧杯壁 　发凉　；木片 和烧杯黏结在一起；混合物呈 　糊状　
实验
结论 该反应产生气体， 　放出　 热量 该反应产生NH3和H2O， 　吸收　热量
化学
方程
式
气泡　
升高　
刺激性　
发凉　
糊状　
放出　
吸收　
＋10H2O
释放　
吸收　
释放　
吸收　
[思考1]　（1）举例说明：放出（吸收）热量的变化一定是放热（吸热）反应吗？
提示：（1）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， 不是放、吸热反应。
（2）吸热反应一定需要加热才能发生吗？
提示：（2）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。
（2）常见的放热反应和吸热反应
放热反应 吸热反应
①所有的 　燃烧　反应
②酸碱 　中和　反应
③大多数 　化合　反应
④活泼金属与 　水或酸　的反应
⑤物质的缓慢氧化
⑥铝热反应（见第八章） ①大多数 　分解　反应
②铵盐与碱的反应，如Ba（OH）2·8H2O晶体或Ca（OH）2与NH4Cl晶体反应
③以C、H2、CO为还原剂的部分氧化还原反应，如C与H2O（g）反应，C与CO2反应
④NaHCO3与盐酸的反应
燃烧　
中和　
化合　
水或酸　
分解　
[特别提醒]　①吸热反应和放热反应均是化学反应。NaOH固体溶于水、浓硫酸的稀 释，属于放热过程，不属于化学反应；NH4NO3固体溶于水，升华、蒸发等属于吸热 过程，不属于化学反应。
②需要加热的反应不一定是吸热反应。
③在可逆反应中，如果正反应吸热，则逆反应放热。
[思考2]　2022年3月23日下午，“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲，“太空教 师”王亚平利用过饱和乙酸钠溶液做了太空“冰雪”实验，用手摸“冰球”，竟然还 发热，原来是“热球”，这说明乙酸钠溶于水 　　（填“吸热”或“放热”）。
提示：放热
3. 化学反应中能量变化的原因
（1）从化学键变化的角度理解能量变化的原因
①图示原因
679　
862　
小于　
放热　
[思考3]　画出放热、吸热反应的能量随反应过程的变化图。
提示：
（2）从总能量高低理解能量变化的原因
放热反应 吸热反应
化学能转化为 　热能　 热能转化为化学能被生成物“储存”
状态　
反应物总能量　
生成物总能量　
热能　
[思考4]　画出放热、吸热反应的反应物与生成物的总能量随反应过程的变化图。
提示：
应用　体验
1. 微判断
（5）吸热反应需要加热才能进行，放热反应都不需要加热就可以进行。
（6）NH4NO3固体溶于水，溶液的温度降低，该变化为吸热反应。
√
√
√



A. 该反应的进行一定需要加热或点燃
B. 该反应若生成2 mol AB2（g），则放出的热量为（E1－E2） kJ
C. 该反应断开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
D. 生成2 mol B－A键放出E2 kJ能量
C
解析：根据图示可知，该反应断开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，为吸热反应，若生成2 mol AB2（g），则吸收的热量为（E1－ E2） kJ，B项错误，C项正确；该反应的进行不一定需要加热或点燃，A项错误；生成 4 mol B－A键放出E2 kJ能量，D项错误。
①煅烧石灰石（主要成分是CaCO3）制生石灰（CaO）　②燃烧蜂窝煤取暖　③炸药 爆炸　④硫酸与氢氧化钾溶液反应　⑤生石灰与水作用制熟石灰　⑥食物腐败　⑦碳 与水蒸气反应制得水煤气
②③④⑤⑥
①⑦
归纳总结
　　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的大小关系判断——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）。
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研习任务二　化学反应中热能的利用
教材　认知
2. 化石燃料利用过程中亟待解决的两方面问题
（1）储量有限，短期内不可再生。
煤、石油和天然气　
SO2、NOx、CO　
提示：生物质能是一种可再生能源，不属于化石能源。
燃烧效率　
利用率　
可以再生，对环境无污染　
太阳　
风　
氢　
应用　体验
1. 微判断

√
√
√
A. 石油 B. 煤
C. 天然气 D. 生物质能
D　
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　
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课堂强研习 合作学习 精研重难
课后提素养
A. 需要加热的化学反应一定都是吸热反应
B. 化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化
C. 若反应物的总能量低于生成物的总能量，则该反应必为放热反应
D. 在化学反应中，断开化学键要放出能量，形成化学键要吸收能量
解析：有的放热反应需要高温条件发生，如铝热反应是放热反应，但需要加热至高 温，故A错误；一个化学反应既有物质变化，又有能量变化，故B正确；若某反应的 反应物总能量低于生成物总能量，则该反应为吸热反应，故C错误；断键吸收能量， 成键放出能量，化学变化中的能量变化主要是由化学键变化引起的，故D错误。
B
A. 该反应的发生不需要加热或点燃
B. 该反应可看成热能转化为化学能被生成物所“储存”
C. 该图可表示灼热的木炭与二氧化碳反应过程的能量变化
D. 该反应过程中反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能 量
解析：加热或点燃是反应条件，与反应吸、放热没有必然联系，A错误；吸热反应可 看成热能转化为化学能被生成物“储存”，B错误；灼热的木炭与二氧化碳的反应为 吸热反应，C错误；该反应为放热反应，故反应物断键吸收的总能量小于生成物成键 释放的总能量，D正确。
D
A. 该反应是吸热反应
B. 断裂1 mol A－A键和1 mol B－B键放出x kJ的能量
C. 断裂2 mol A－B键需要吸收y kJ的能量
D. 2 mol AB的总能量高于1 mol A2和1 mol B2的总能量
C
解析：从题图可以看出，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应是放热反应， A、D错误；断键时需要吸收能量，B错误，C正确。
4. 某化学反应中，设反应物的总能量为E1，生成物的总能量为E2。
A　 B
放热
A
吸热
B
Ⅲ.下表中的数据是破坏1 mol物质中的化学键所消耗的最小能量：
物质 Cl2 Br2 I2 HCl HBr HI H2
键能
（kJ/mol） 243 193 151 432 366 298 436
解析：Ⅰ.若E1＞E2，反应物的总能量大于生成物的总能量，为图像A，反应放热；Ⅱ. 若E1＜E2，反应物的总能量小于生成物的总能量，为图像B，反应吸热；Ⅲ.
根据上述数据回答下列问题。
A. H2 B. Cl2 C. Br2 D. I2
解析：（1）键能越大，反应时释放的能量越多，物质本身具有的能量越低，则越稳 定，根据表中数据，答案为A。
A. HCl B. HBr C. HI
解析：（2）键能越大，反应时释放的能量越多，则越稳定，答案为A；
A　
A　
放热
反应
解析：（4）相同条件下，X2（X代表Cl、Br、I）分别与氢气反应，当消耗1 mol氢气 时，释放的热量分别为185 kJ、103 kJ、9 kJ。
Cl2
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课时作业
[基础训练]
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
解析：“氢油”便于储存和运输，说明它比较稳定，A错误；氢气燃烧生成水，水分 解又生成氢气，故氢能源属于可再生能源，B正确；常温常压下可以将氢气“融 入”“储油”中便于储存和运输，该技术实现了常温常压下储氢技术的新突破，C正 确；液态储氢解决了氢能储存难、运输难的问题，有利于氢能的广泛应用，有利于发 展氢能源电动机，从而带来新能源汽车的升级，D正确。
A
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A. 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B. 放热反应在常温下一定很容易发生
C. 反应是放热还是吸热，可根据反应物和生成物所具有的总能量的相对大小判断
D. 吸热反应在常温下一定不能发生
解析：是放热反应还是吸热反应与反应条件无关，有的放热反应也需要加热才能发 生，如铝热反应需高温条件下发生，却属于放热反应，故A错误；放热反应在常温下 不一定很容易发生，如碳与氧气的反应为放热反应，但须点燃，故B错误；反应物所 具有总能量大于生成物则反应放热，反应物具有的总能量小于生成物则反应吸热，故 C正确；氯化铵和氢氧化钡晶体的反应，是吸热反应，常温下能发生，故D错误。
C
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A. 图①温度计的水银柱不断上升
B. 图②中反应物总能量大于生成物总能量
C. 图③中反应开始后，针筒活塞向右移动
D. 图④中反应开始后，甲处液面低于乙处液面
C
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解析：温度计的水银柱不断上升，则中和反应放出热量，说明相应的化学反应 是放热反应，选项A不符合；由图可知，反应物总能量大于生成物总能量，说明 相应的化学反应是放热反应，选项B不符合；Zn与稀硫酸反应生成氢气，氢气可 使针筒活塞向右移动，不能充分说明相应的化学反应是放热反应，选项C符合； 反应开始后，甲处液面低于乙处液面，说明装置内压强增大，温度升高，反应 为放热反应，选项D不符合。
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A. 化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因
B. 需要点燃才能发生的燃烧过程是吸热的
C. 从能量的角度看，断开化学键要吸收能量，形成化学键要放出能量
D. 燃烧后产物的总能量一定小于反应物的总能量
B
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解析：从能量的角度看，化学反应时，反应物断开化学键要吸收能量，生成物形成化 学键要放出能量，化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与形成，故A正 确；燃烧过程是反应物总能量大于生成物总能量的放热反应，即需要点燃才能发生的 燃烧过程是放热的，故B错误；从能量的角度看，化学反应时，反应物断开化学键要 吸收能量，生成物形成化学键要放出能量，故C正确；燃烧过程是反应物总能量大于 生成物总能量的放热反应，所以燃烧后产物的总能量一定小于反应物的总能量，故D 正确；故选B。
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A. 煤炭、石油、潮汐能
B. 水能、生物质能、天然气
C. 太阳能、风能、沼气
D. 地热能、海洋能、核能
解析：煤炭、石油、天然气、核能均为不可再生能源。
C
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A. 图a可以表示氯化铵固体与氢氧化钡晶体反应的能量变化
B. 图a表示吸热反应，图b是放热反应
C. 图b中反应物的总键能大于生成物的总键能
D. 图b可以表示Mg与盐酸反应的能量变化
C
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解析：图a中反应物总能量高于生成物总能量，属于放热反应，不能表示氯化铵固体 与氢氧化钡晶体反应的能量变化，因为该反应是吸热反应，A错误；图a中反应物总 能量高于生成物总能量，属于放热反应，图b中反应物总能量低于生成物总能量，属 于吸热反应，B错误；图b表示吸热反应，因此反应物的总键能大于生成物的总键 能，C正确；图b表示吸热反应，镁和盐酸反应是放热反应，不能表示Mg与盐酸反应 的能量变化，D错误。
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A. H2O（g）分解为H2与O2时放出热量
B. 生成1 mol H2O（g）时吸收热量245 kJ
C. 甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为乙＞甲＞丙
D. 氢气和氧气的总能量小于水蒸气的能量
C
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8. （2024·河源高一期中）回答下列问题：
（1）①已知断裂或形成1 mol化学键所吸收或放出的能量叫做该化学键的键能，单位 为kJ·mol－1。白磷在氧气中燃烧的化学方程式可用结构式表示如图：
放出　
298.2　
化学能转化成热
能　
化学键 P－P P－O O－O P－O
键能/kJ·mol－1 198 360 498 585
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a　
弱　
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解析：（1）①1 mol白磷在氧气中燃烧断键吸收的总能量为198×6＋498×5＝3 678 kJ，成键放出的总能量为585×4＋360×12＝6 660 kJ，0.1 mol P4（白磷）在氧气中 充分反应放出（6 660－3 678）×0.1＝298.2 kJ能量，在此过程中能量的转化形式为 化学能转化为热能。
②白磷在氧气中燃烧是放热反应，能量变化可用图a表示。
③能量越低越稳定，白磷转化为红磷释放能量，红磷能量低，白磷比红磷的稳 定性弱。
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A. Ba（OH）2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应
B. 镁条与二氧化碳反应
C. 干冰升华为气体
D. 碳酸钙高温锻烧
E. 铝热反应
解析：（2）Ba（OH）2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应吸收能量，属于吸热反应，故 不选A；镁条在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和碳，反应放出能量，属于放热反应，故 选B；干冰升华为气体，属于物理变化，故不选C；碳酸钙高温锻烧生成氧化钙和二 氧化碳，反应吸热，属于吸热反应，故不选D；铝热反应放出大量的热，属于放热反 应，故选E。
BE　
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解析：（3）16 g CH3OH（l）的物质的量为16 g÷32 g/mol＝0.5 mol，根据图示的转 化关系，生成1 mol液体甲醇放出510 kJ－419 kJ＝91 kJ的能量，生成0.5 mol CH3OH 放出91 kJ×0.5＝45.5 kJ能量。
45.5　
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[提升训练]
A. HNC比HCN稳定
B. 1 mol HCN转化为1 mol HNC需要吸收186.5 kJ的热量
C. 反应过程中断开旧化学键吸收的总能量大于形成新化学键放出的总能量
D. 该异构化反应只有在加热条件下才能进行
C
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解析：能量越低越稳定，HNC的能量大于HCN，HCN比HNC更稳定，故A错误；1 mol HCN转化为1 mol HNC需要吸收59.3 kJ－0 kJ＝59.3 kJ的热量，故B错误；正反 应吸热，反应过程中断开旧化学键吸收的总能量大于形成新化学键放出的总能量，故 C正确；反应吸放热与反应条件无关，该异构化反应不一定需要加热，故D错误。
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A. 369.6 kJ B. 277.2 kJ
C. 184.8 kJ D. 92.4 kJ
D
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解析：已知断开1 mol H－H键吸收的能量为436 kJ/mol，形成1 mol N－H键放出的能 量为391 kJ/mol，断开1 mol N≡N键吸收的能量为945.6 kJ，由题述反应的焓变＝断开 反应物键能时吸收的总能量－形成生成物键能时放出的总能量，即3 mol×436 kJ/mol ＋1×945.6 kJ/mol－6 mol×391 kJ/mol＝－92.4 kJ/mol，从而得出1 mol N2完全反应 放出的能量是92.4 kJ。故选D。
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A. 断裂1 mol A2（g）的化学键需要吸收a kJ能量
B. 该反应过程放出热量（a－b） kJ
C. 每生成2个AB分子放出b kJ热量
D. 2 mol AB（g）的能量高于1 mol A2（g）
D
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A B
D
C D
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13. 氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。某汽车公司氢能战略全球发布会推出氢能 技术，并计划推出全球首款C级氢燃料电池SUV。关于氢能，根据要求回答问题：
制备氢气常采用以下方法：
③太阳能光催化分解水法：
2H2O 2H2↑＋O2↑
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解析：（1）①电解水法需消耗大量电能；②水煤气法需要消耗煤、电等能量，③太 阳能光催化分解水法直接利用太阳能，三种方法中最节能的是③。
③　
吸收　
48.2　
C　
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14. （1）在25 ℃、101 kPa的条件下：
放出
吸收
431
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解析：（1）①断裂化学键需要吸收能量，形成化学键需要释放能量。②设断开1 mol H－Cl所吸收的总能量为E（H－Cl），则生成2 mol H－Cl所释放的总能量为2×E （H－Cl），则有2×E（H－Cl）－（436 kJ＋243 kJ）＝183 kJ，所以E（H－Cl） ＝431 kJ。③两个反应的能量转化形式主要是化学能转化为热能，一个反应具体释放 能量的多少与反应条件无关，而与断开旧化学键和形成新化学键的能量变化有关，所 以生成等量的产物所释放的能量相等。
化学
热
相等
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（2）利用反应4HCl＋O2 2Cl2＋2H2O，可实现氯的循环利用，已知：
该反应中，2 mol HCl被氧化时，放出57.8 kJ的热量。
115.6
31.9
强
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解析：（2）①4 mol HCl被氧化时放出的热量为2×57.8 kJ＝115.6 kJ。②根据化学方 程式和已知数据可得243 kJ×2＋4×E（H－O）－498 kJ－4×E（H－Cl）＝115.6 kJ，E（H－O）－E（H－Cl）＝31.9 kJ，化学键断开所需能量越大，键的强度越 大，则H2O中的H－O键比HCl中H－Cl键强。
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