人教版高一化学必修二化学能与热能

实验测得，在25℃、101 KPa条件
下，将1 mol H2 (H-H)变为2 mol H原子 需吸收436 kJ能量，而2 mol H原子变
成1 mol H2 (H-H)放出436 KJ能量，这 个能量就是H-H键的键能。
某些化学键的键能(KJ/mol)
键 H－H Cl－Cl 键能 436 242.7 键 C－H O－H 键能 415.0 462.8
质量守恒：自然界中的物质可以 相互转化，但是总质量保持不变。
2．吸热反应和放热反应
(1)定义
吸收热量 吸热反应：___________ 的化学反应。
放热反应：___________的化学反应。
放出热量
实验·探究
（2）探究实验
实验2-1：在一支试管中加入 2～3 mL6 mol/L 的盐 酸，再插入用砂纸打磨光的铝条。观察现象，并用温度 计测量溶液温度变化 现象 Al片上产生大量气泡， 温度计水银柱上升 结论 Al和HCl反应为 放热反应
实验2-3
在 50 mL 烧杯中加入 20mL2 mol/L 的盐酸，测其温度。 另用量筒量取 20 mL 2 mol/L NaOH 溶液，测其温度，并 缓缓地倒入烧杯中，边加边用玻璃棒搅拌。观察反应中溶 液温度的变化过程
盐酸温度
氢氧化钠
中和反应后溶液 温度
24.5℃
24.5℃
27.8℃
结论：HCl和NaOH反应为放热反应
加热
(1)化学键断裂时需要吸收能量。吸收的总 能量为436 kJ＋247 kJ＝683 kJ； (2)化学键形成时需要释放能量。释放的总 能量为431 kJ＋431 kJ＝862 kJ； (3)反应中放出的热量的计算： 683 kJ - 862kJ=-179 kJ
课堂练习
2、已知O=O键的键能是498KJ/mol，H-H的键能
将水由低处抽向 高处需吸收能量 （电能转换为机械 能，再转换为势能）
反应物的总能量高
生成物的总能量高
放 出 能 量
生成物的总能量低 反应物的总能量低
吸 收 能 量
生成物的总能量 = 反应 物的总能量+吸收的热量
反应物的总能量 = 生成 物的总能量+放出的能量
化学反应的过程，可以看成是能量的 “贮存”或“释放”的过程
知识回顾
1．化学反应中能量变化的主要原因
化学键的断裂和形成是物质在化学反应中 发生能量变化的主要原因 2．化学反应中能量变化的决定因素
一个确定的化学反应完成后的结果是吸收能量 还是放出能量，取决反应物的总能和生成物的 总能量的相对大小。
二、化学能与热能的相互转化
1．两条基本自然定律
能量守恒：一种形式的能量可以转化 为另一种形式的能量，但是体系的总能 量保持不变。
要吸收1.895KJ的热能。据此，试判断在100kPa压 强下，下列结论正确的是（ A 石墨比金刚石稳定 ） B 金刚石比石墨稳定
C 1mol石墨比1mol金刚石的总能量高 D 1mol金刚石比1mol石墨的总能量低
一个化学反应的的过程，本质上就是旧化 学键断裂和新化学键形成的过程。
H2
H—H
断 开 吸 收 能 量
高温 高温
①大部分化合反应 放热 反应
②金属与水或酸的反应 ③所有的燃烧反应及 缓慢氧化 ④酸碱中和反应
课堂练习
[例1](2011 年广东广州检测)下列说法不正 确的是( ）
A．化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量 的变化 B．1 mol 硫酸与足量氢氧化钠发生中和反应生 成水所释放的热量称为中和热 C．氢气燃烧放出大量的热，说明参加反应的氢 气和氧气总能量比生成物水的总能量高
Br－Br I－ I
C－C
键能越大
193.7 152.7
347.7
化学键越牢固
N－H H－Cl
H－I
390.8 431.8
298.7
含该键的分子越稳定
2、物质的能量与稳定性的关系
高 → 不稳定 ←
物质本身 的能量
低
→ 稳定 ←
课堂练习
1、金刚石和石墨是碳的两种结构不同的单质（同素
异形体）。在100kPa时，1mol石墨转化为金刚石，
D．放热反应有时也需要加热才可发生
2．(双选)下列关于化学反应与能量变化的说法不正确 的是 ．．．
A．化学反应中既有物质变化又有能 量变化
B．化学键的断裂和形成与反应放热 和吸热无关
C．反应物的总能量与生成物的总能 量一定相等 应 D．H2SO4 与 NaOH 的反应是放热反
交流·Baidu Nhomakorabea结3
吸热反应不一定需要加热，如Ba(OH)2· 8H2O 晶体与NH4Cl 晶体反应；放热反应有时也需要加热或点燃，如大多数燃烧反 应需要在点燃或者加热的条件下才能发生。
第二章
第一节
化学反应与能量
化学能与热能 （第1课时)
知识目标
• 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、知道反应物和生成物总能量的相对大小 是能量变化的决定因素。 • 3、能够用化学键计算化学反应中的能量变 化。 • 4、了解吸热反应和放热反应的定义。
思考
1、社会发展主要靠什么呢？
5．下列说法正确的是(
AD )。
A．若氢气和氧气化合是放热反应，则水电解生成氢气和 氧气是吸热反应 B．需要加热才能进行的反应是吸热反应 C．反应放出热量的多少与反应物的质量和状态无关 D．对放热反应 A＋B→C＋D ，A、B 的能量总和大于 C、 D 的能量总和 解析：大多数燃烧反应都需要加热或点燃才能进行，但都 是放热反应，B 错；反应物的状态不同，其自身具有的能量也 不同，且相同状态，质量不同，总能量也不相同。
（1）、有新物质产生 （2）、伴随着能量的变化
问题：一个化学反应是吸收能量还是放出 能量取决于什么呢？
取决于所有反应物的总能量与生成物的
总能量的相对大小
提示：可从能量守恒角度 分析
反应物的总能量 > 生成物的总能量
水由高处向低 处流要释放能 量（势能转换 为动能）
反应物的总能量 < 生成物的总能量
能源、材料、信息是现代发展的三大支柱
2、当今社会的主要能源有哪些？
化石燃料： 煤、天然气、石油
我国化石燃料和水电能源消耗构成图
2.8% 22.7% 7.3%
67.2%
科学视野
能源是人类赖以生存和 发展的物质基础，我们每时 每刻、分分秒秒都离不开它。 迄今为止，人类所能利用的 能源主要是化学能、电能、 以及核能等等。但是，由于 人类大量开发和浪费资源， 造成了资源的不合理利用从 而引发了不可避免的能源危 机。
5、利用化学键计算化学反应中能量变化
• △Q = Q（吸）-Q（放）
△Q>0 为吸热反应
△Q △Q<0 为放热反应
注：吸热反应和放热反应都必须是化学反应
课堂练习
1、在反应H2 + Cl2 ＝ 2HCl中，已知H－H 键的 键能为436 kJ，Cl－Cl键的键能为247 kJ，H－ Cl键的键能为431 kJ，判断该反应是 放热 反应
5、化学能与热能相互转化的意义
(1)化学反应伴随着 能量变化 是化学反应的基 本特征之一。 (2)化学物质中的化学能 ______通过化学反应转化成 热能 ，提供了人类生存和发展所需要的能量和 _____ 动力；而热能 _____转化成化学能 ______又是人们进行化工 生产、研制新物质不可或缺的条件和途径。
中和热测定的实验装置
图 2－1－2
3、中和热
在稀溶液为中，强酸和强碱发生中和反应生 成 1 mol H2O 时所释放的热量。
4、常见的吸热反应和放热反应 吸热 反应
①大部分分解反应 ②典型的反应： C+CO2===2CO和 C+H2O===CO+H2 Ba(OH)2· 8H2O和NH4Cl的反应
6、人类利用能源的三个阶段
(1)柴草时期
该时期从火的发现到18世纪产业革命，以树 枝杂草为主要能源。
(2)化石能源时期 从18世纪中期到现在，以煤、天然气、 石油为主要能源。 (3)多能源结构时期 以可再生能源和清洁能源为主要能源，包 括太阳能、氢能、核能、生物质能。
优化·训练2
3 ．下列反应属于吸热反应的是
( C )。 A．Ba(OH)2 与 HCl 的中和反应 B．葡萄糖在人体内氧化分解 C．Ba(OH)2· 8H2O 与 NH4Cl 反应 D．锌粒与稀 H2SO4 反应制取 H2
4．下列反应中，既属于氧化还原反 应同时又是吸热反应的是( A．Ba(OH)2· 8H2O 与 NH4Cl 反应 B．铝与稀盐酸反应 C．灼热的炭与 CO2 反应 D．甲烷与 O2 的燃烧反应 解析：A 项虽然也是吸热反应，但不是氧化还原反应。 C )。
煤、石油、天然气的主要化学成分是烃
类等有机物（煤中含有大量的碳），化石燃
料（ 煤、石油、天然气）不可再生人类面 临能源枯竭的危机，在这方面化学能做出什 么贡献？
一、化学键与化学反应中能量变化的关系
1、什么是化学键，化学反应的本质是什么？
化学键：使离子相结合或原子相结合的 相互作用。 *键能 ：拆开1mol某键所需的能量或形 成1mol该化学键所释放的能量叫键能。 单位：kJ/mol。
+
Cl —Cl
断 开 吸 收 能 量
Cl2
光照
=
2HCl
· · · · ： · Cl H· ＋ · · → H Cl · · 化学键的断裂和形成是化学反应中能量变 化的主要原因。 · · · ·
形成
一个化学反应的的过程，本质上就是旧化学键 过程。
断裂和新化学键形成的
吸收能量 放出能量
3、化学反应的特征
实验2-2
将约 20 g Ba(OH)2· 8H2O 晶体研细后与约 10 g NH4Cl 晶体一起放入烧杯中，并将烧杯放在滴有 几滴水的玻璃片或小木板上，用玻璃棒快速搅拌， 闻气味，用手触摸杯壁下部，试着用手拿起烧杯， 观察现象。
现象 有刺激性气味产生， 烧杯与玻璃片粘在一 起 结论
Ba(OH)2· 8H2O和NH4Cl 是吸热反应
是436KJ/mol,O-H 的键能是462KJ/mol，试判
断1molH2完全燃烧生成水是吸热反应还是放热
反应？吸收或放出多少热量？
第一节
化学能与热能
（第2课时)
知识目标
1、了解质量守恒和能量守恒定律的内容。
2、掌握常见的放热反应和吸热反应。
3、知道化学能与热能相互转化的意义。
4、掌握中和热的概念。
小结 4、化学反应中能量变化的决定因素
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，决定于反应物的总能量与生成物 的总能量的相对大小。 （1）如果反应物所具有的总能量高于生成物所具 有的总能量，那么在发生化学反应时，就有部分能 量就要释放出来； •∑E（反应物）＞∑E（生成物）——放出能量 （2）如果反应物所具有的总能量低于生成物所具 有的总能量，那么在发生化学反应时，反应物就需 要吸收能量，才能转化为生成物。 •∑E（反应物）＜∑E（生成物）——吸收能量