【化学】化学反应与能量转化 化学能与热能课件 2023-2024学年高一下学期化学鲁科版（2019）必修第二册

§2.2.1化学反应与能量转化第一课时现代社会中，人类的一切活动（从衣食住行到文化娱乐，从社会生产到学科研究等）都离不开能量，而许多能量的利用与化学反应中能量变化密切相关。从煤、石油、天然气等提供的热能，到各种化学电池提供的电能，都是通过化学反应获得的。加热剂是分开包装的生石灰和水，使用时将绳子一拉，生石灰和水混合，加热食品。其他物质铁粉、铝粉与焦炭粉活性炭等物质混合作用下，铁粉、铝粉可以和氧气发生氧化还原应提供持续稳定能量。

自热包内含有生石灰、碳酸钠、焙烧硅藻土、铁粉、铝粉、焦炭粉、活性炭。化学反应与热能实验探究化学反应中的热量变化Mg+2HCl===MgCl2+H2↑实验现象镁条逐渐溶解，有气泡产生，温度计温度上升，用手触摸试管壁，有温热感反应原理实验结论镁与盐酸反应放出热量化学反应与热能实验探究化学反应中的热量变化将20g

Ba(OH)2·8H2O晶体研细后与10g

NH4Cl在烧杯中混合，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，用手触摸烧杯下部，试着用手拿起烧杯。实验现象反应原理实验结论①混合物呈糊状；②有刺激性气味气体产生；③木片上的水结成冰，与烧杯底粘在了一起；④用手触摸杯壁下部，有凉的感觉Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl==BaCl2+2NH3↑+10H2O该反应产生气体，并吸收热量化学反应中总会伴随着能量变化，通常主要表现为热能的变化，有的______热量，有的______热量。

除转化为热能外，还转化为机械能、光、声、电等多种能量形式。放出吸收吸热反应和放热反应1.放热反应化学上把最终表现为释放热量的化学反应称为放热反应。（1）所有的燃烧反应。（2）所有的酸碱中和反应。（3）大多数化合反应。（4）铝热反应（2Al+Fe2O3

高温

Al2O3+2Fe）（5）金属与酸、水的反应。2.吸热反应化学上把最终表现为把吸收热量的化学反应称为吸热反应。例如：C+H2O===CO+H2高温大多数分解反应某些以C、CO、H2为还原剂还原氧化物的反应某些晶体间的反应，如：氢氧化钡与氯化铵的反应盐酸与碳酸氢钠的反应常见的吸热反应：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，不是吸、放热反应。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。【问题1】【问题2】注意(1)所有化学反应都会伴随有能量的变化(2)吸热反应、放热反应都指的是化学反应。有些过程也会有能量的变化，如NaOH潮解（放热）、NaOH溶于水（放热）、H2SO4溶于水（放热）、NH4NO3溶于水（吸热）等属于吸/放热过程，不属于吸/放热反应（有旧化学键断裂，无新化学键形成；有新化学键形成，无旧化学键断裂的都不是化学反应）。(3)物质三态间变化属于物理变化，伴随吸/放热过程，不是吸/放热反应。下列说法正确的是（

）A．有能量放出或吸收的变化一定是化学变化B．吸热反应一定需要加热才能发生C．放热反应在常温下就能迅速发生D．化学反应中一定伴随着能量变化D

下列说法正确的是（

）A．凡是需要加热的化学反应都不是放热反应B．灼热的炭与二氧化碳的反应属于放热反应C．有能量放出或吸收的变化一定是化学变化D．断键吸收的能量大于成键放出的能量为吸热反应D

下列说法中错误的是（

）A．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应B．化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因C．化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化D．反应物总能量和生成物总能量的相对大小决定了反应是放出能量还是吸收能量A

将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。由此可知()A.NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应B.该反应中，热能转化为化学能C.醋酸与NH4HCO3发生了复分解反应，该反应为吸热反应D.该反应的离子方程式为：CO32-＋2H＋===CO2↑＋H2OC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？探究化学反应中热量的变化与反应物和生成物具有的能量高低的关系—宏观角度

一般来说，物质具有的能量越低，物质越稳定。即“能量越低越稳定”。物质具有的能量越低，一般原子间的化学键越牢固，断开其中的化学键需要的能量越多，键能越大，物质越稳定。

资料卡片——能量与稳定性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放热反应：反应物总能量>生成物总能量水由低处抽向高处流需提供能量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吸热反应：反应物总能量<生成物总能量热能转化为化学能被生成物所“储存”以氢气在氯气中燃烧为例，用化学键的观点分析反应的本质过程断开吸收能量断开吸收能量形成释放能量释放能量形成探究化学反应中热量的变化与化学键的关系—微观角度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(1)在1mol氢分子中，含有

mol氢原子，含有

molH—H键。21(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

。吸收436kJ的能量结论：在相同条件下，由原子形成1mol化学键时所

，与断开1mol相同化学键所

是相等的。放出的能量吸收的能量键能：断开（形成）1mol某化学键所吸收（放出）的能量叫键能。单位：kJ/mol。根据上图计算1molH2和½molO2断键吸收的总能量为

kJ，形成1molH2O共释放

kJ能量，断键吸收的总能量

成键释放的总能量，因此该反应为

反应。685930放热<例1：已知形成1mol化学键放出的能量见下表：化学键断裂或形成1mol化学键时能量变化反应中能量变化Cl—Cl吸收243kJ共吸收______kJH—H吸收436kJH—Cl放出431kJ共放出______kJ679862862－679＝183kJ能量变化（放出热量）结论：该反应为放热反应探究化学反应中热量的变化与化学键的关系—微观角度H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反应过程图示：能量HClCl-H-H-ClH-Cl断1molH-H键吸收436kJ断1molCl-Cl键吸收243kJHClClH形成2molH-Cl键放出2×431kJ即862kJ能量放出能量183kJ探究化学反应中热量的变化与化学键的关系—微观角度E吸＜E放

放热反应E吸

>

E放

吸热反应E1：断裂反应物化学键吸收的总能量E2：形成反应物化学键释放的总能量1、宏观角度：物质的能量放热吸热2、微观角度：化学键

①E断键吸收>E成键释放,______反应

②E断吸<E成放,______反应

吸热放热反应物总能量生成物总能量能量E断E成E反>E生E断<

E成放热反应思考：如何判断一个化学反应完成后的结果是吸热还是放热？

②E反应物<E生成物,_____反应

①E反应物>E生成物,______反应

能量越低，物质越稳定，形成的化学键就越牢固，键能就越大。判断正误(1)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(

)(2)相同条件下形成1molH—Cl放出的能量与断开1molH—Cl吸收的能量相等(

)(3)对于一个化学反应来说，当化学键断裂时吸收的能量大于化学键形成时放出的能量，则反应放热(

)(4)已知Fe与稀盐酸的反应为放热反应，即Fe的能量大于H2的能量(

)(5)石墨转化为金刚石需要吸收热量，所以金刚石更稳定(

)×√×××【典例1】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A【典例2】根据如图提供的信息，下列所得结论正确的是（

）A．该反应为吸热反应B．该反应为放热反应C．如果发生图示的逆反应，反应条件一定加热D．反应物的总能量小于生成物的总能量B【典例3】分析下图，不能得出的结论是（

）