2.2.1 化学反应中能量变化的本质及转化形式 课件 2023-2024学年高一下学期化学鲁科版（2019）必修2

鲁科版必修第二册第2章化学键化学反应规律

第2节化学反应与能量转化第1课时化学反应中能量变化的本质及转化形式新课导入冬天取暖方式冬季生活中人们获得热量的方式有多种，你知道右图的四种取暖方式中能量是如何变化的吗？其中哪些方式是利用了化学反应获得热量的？1.如何区分化学变化和物理变化？化学反应的实质是什么？2.前面我们学过了哪些类型的化学反应？这些反应都有什么特征？3.现实生活中我们是如何利用化学反应的？四种基本反应类型氧化还原反应离子反应燃烧反应化合价变化离子参加发光发热物质种类变化知识回顾是否有新物质生成旧键的断裂和新键的形成制备新物质提供热能、光能等物质变化能量变化应用应用制备物质提供能量化学反应的利用问题：化学反应中通常伴随着怎样的能量变化？联想·质疑化学能化学能是指储存在物质当中的能量。不同的物质不仅组成不同、结构不同，所包含的化学能也不同。化学能热能、光能化学能电能在以下两个你熟悉的化学反应中，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？问题：是否所有的化学反应中都伴随着能量变化呢？

一、化学反应中能量变化的本质及转化形式化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成。旧化学键断裂吸收能量，新化学键形成释放能量。化学反应中，不仅有物质变化还伴随着能量变化。活动·探究结合课本P47页，利用所给用品小组合作设计实验方案并进行实验，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。知识梳理感受化学反应中的能量变化实验内容实验现象结论镁粉逐渐溶解，生成气泡，反应后溶液温度升高。生成气泡，反应后溶液温度升高。反应放出热量反应吸收热量吸热反应：放热反应：每一个化学反应都伴随着能量的变化，有的反应吸收能量，有的反应释放能量。释放热量的化学反应结论：吸收热量的化学反应化学反应回顾思考1.回顾我们学过的化学反应，总结常见的放热反应有哪些？常见的吸热反应有哪些？2.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应吗？反应吸热还是放热与反应条件有无关系？归纳：1.常见的放热反应2.常见的吸热反应燃烧反应中和反应金属与水或酸的反应大多数化合反应碳酸钙受热分解的反应（大多数分解反应）碳酸氢钠与柠檬酸的反应氢氧化钡晶体与氯化铵的反应铝热反应C+CO2

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2CO高温3.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；反应吸热还是放热与反应条件没有直接关系，吸热反应不一定需要加热。如碳酸氢钠与柠檬酸的反应。请完成教材P48页“交流·研讨”，并从化学键的角度分析化学反应中能量变化的实质。问题：

化学反应中为什么会有能量的变化？反应吸热还是放热是由什么决定的呢？交流·研讨请根据下列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。断键吸收的能量=436kJ+249kJ=685kJ成键释放的能量=930kJ生成1molH2O释放的能量=930kJ-685kJ=245kJ释放能量＞吸收能量，反应过程释放能量二、化学反应中能量变化的原因分析1.从化学键的角度分析化学反应中能量变化E1＜E2E1＞E2释放能量吸收能量反应物新键形成释放能量E2旧键断裂吸收能量E1生成物化学反应的实质放热反应吸热反应在化学反应过程中，如果形成新化学键释放的能量大于破坏旧化学键吸收的能量，就会有一定的能量以热能、电能或光能等形式释放出来——放热反应；如果形成新化学键释放的能量小于破坏旧化学键吸收的能量，则需要吸收能量——吸热反应。结论：问题：

不同的物质不仅组成不同、结构不同，其内部所储存的能量（化学能）也不同，是否可以从物质自身储存的化学能的角度来分析化学反应能量变化的原因呢？2.从物质内部能量的角度分析化学反应中能量变化反应物生成物能量E(生)能量E(反)E(反)＞E(生)释放能量E(反)

＜E(生)吸收能量热能、光能、电能热能、光能、电能一个确定的化学反应发生时是吸收能量还是释放能量，取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。如果反应物的总能量大于生成物的总能量，就会向外界释放能量——放热反应；如果反应物的总能量小于生成物的总能量，就会从外界吸收能量——吸热反应。结论：化学反应中能量变化的原因1.从化学键的角度分析2.从物质内部能量的角度分析放热反应吸热反应放热反应吸热反应断裂化学键吸收的能量＜形成化学键释放的能量反应物的总能量＞生成物的总能量断裂化学键吸收的能量＞形成化学键释放的能量反应物的总能量＜生成物的总能量微观角度宏观角度归纳总结《石灰吟》千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲。粉骨碎身浑不怕，要留清白在人间。古诗词中的化学反应该诗是一首托物言志诗。作者以石灰作比喻,表达自己为国尽忠,不怕牺牲的意愿和坚守高洁的决心。通过古诗的描述,制取石灰的反应是放热反应还是吸热反应?石灰遇水的反应呢?CaCO3

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CaO+CO2↑CaO+H2O

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Ca(OH)2吸热反应放热反应迁移应用高温化学能热能电能热能光能电能光能铝热反应焊接钢轨三、化学反应中能量转化的形式最具发展潜力的清洁能源——氢能氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，世界上许多国家和地区已经广泛开展了氢能研究。20世纪50年代，科学家利用液氢作为超音速和亚音速飞机的燃料，成功地使氢能飞机上天。氢氧燃料电池被认为是利用氢能解决未来人类能源危机的途径之一。氢氧燃料电池可将化学能直接转换为电能，能量转换效率通常为60%～80%，而且污染少、噪音小、装置可大可小、使用方便。课堂小结化学反应实质特征——就化学键断裂和新化学键形成能量变化物质变化形式本质能量形式反应类型化学键物质能量（微观角度）（宏观角度）——化学能转化为热能、电能等吸热反应放热反应——断键吸收能量和成键释放能量的相对大小——反应物总能量和生成物总能量的相对大小鲁科版必修第二册1.物质在发生化学变化时，下列说法正确的是(

)A.反应物的总质量等于生成物的总质量B.发生电子得失或偏移C.有化学键的断裂，不一定有新物质生成D.反应物所具有的总能量等于生成物所具有的总能量当堂检测A2.下列说法正确的是(

)A.物质发生化学反应时都伴随着能量变化B.伴有能量变化的物质变化都是化学变化C.在一个确定的化学反应体系中，反应物的总能量与生成物的总能量一定相同D.在一个确定的化学反应体系中，反应物的总能量总是高于生成物的总能量A3.下图表示化学反应过程中的能量变化，据图判断下列说法中合理的是(

)A．500mL2.0mol·L－1HCl和500mL2.0mol·L－1NaOH的反应符合图1，且放出热量为ΔE1B．500mL2.0mol·L－1H2SO4和500mL2.0mol·L－1Ba(OH)2的反应符合图2，且吸收热量为ΔE2C．发生图1能量变化的任何反应，一定不需要加热即可发生D．CaO、浓硫酸分别溶于水时的能量变化符合图1A4．(1)在1mol氢分子中，含有________mol氢原子，含有________molH—H键。(2)已知在25℃和101kPa条件下，由2molH原子形成1molH—H键时，放出436kJ的能量。若要使1mol氢分子变为2mol氢原子时，需要断开1molH—H键，其能量变化是_________________________