化学键与能量
2.2.1.1 化学键与化学反应中能量变化的关系
即：由1mol的H2和1mol的F2，会释放出： 2×565kJ—436kJ—155kJ=539kJ
4、下列各图中，表示正反应是吸热反应的是（ A ）
5、常温常压下，已知反应：2H2+O2=2H2O，有关 键能为：H-H：436kJ/mol、O=O:496kJ/mol、H-O： 463kJ/mol，这个反应是放热还是吸热反应？
2H2 + O2 = 2H2O
放 热
2mol
1mol
2mol
反 断吸 断吸
形放
应 裂收 裂收
成出
2×436kJ 496kJ 4×463kJ 共吸收1368kJ 共放出1852kJ 断键吸收总能量 <成键放出总能量
例题
一个简单的计算：在25℃和101kPa的条件下，
H-H
H + H 吸收436kJ/mol
F-F
F + F 吸收155kJ/mol
H+F H2 + F2
H-F 放出565kJ/mol 2HF 放出539 kJ
2. 化学键与能量变化的内在联系
化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的 主要原因。 旧键的断裂: 吸收能量 新键的生成: 放出能量
[思考]一个化学反应吸收能量还是放出能量是 怎么判断的呢？
例：在25℃、101kPa条件下H2
+
点燃
Cl2 = 2HCl
断开1 mol H-H键和1mol Cl-Cl键吸收的总能量为
C. A和B的总能量一定高于C和D的总能量
D. 该反应为放热反应，故不必加热就一定
发生
3、下列说法正确的是（ CD ） A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 B.任何放热反应在常温条件下一定能发生反应 C.反应物和生成物所具有的总能量决定了反应
化学反应与能量知识点总结
化学反应与能量知识点总结一、化学反应与能量变化的关系化学反应过程中，不仅有物质的变化，还伴随着能量的变化。
能量变化通常表现为热量的变化，有时也会以光能、电能等形式表现出来。
从化学键的角度来看，化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成。
旧键断裂需要吸收能量，新键形成会释放能量。
如果反应物总能量高于生成物总能量，反应就会放出能量；反之，如果反应物总能量低于生成物总能量，反应则需要吸收能量。
例如，燃烧反应一般都是放热反应，因为燃料和氧气的化学键断裂所吸收的能量小于燃烧产物化学键形成所释放的能量。
而像碳酸钙高温分解这样的反应则是吸热反应，因为分解所需的能量大于生成的氧化钙和二氧化碳形成新键释放的能量。
二、常见的吸热反应和放热反应1、吸热反应（1）大多数分解反应，如氯化铵受热分解。
（2）一些需要持续加热才能进行的反应，比如碳和二氧化碳在高温下反应生成一氧化碳。
（3）以碳、氢气、一氧化碳为还原剂的氧化还原反应，例如氢气还原氧化铜。
2、放热反应（1）所有的燃烧反应，如甲烷的燃烧。
（2）酸碱中和反应，比如盐酸和氢氧化钠的反应。
（3）金属与酸的置换反应，例如锌与稀硫酸反应生成氢气。
（4）大多数化合反应，比如二氧化硫和氧气生成三氧化硫。
三、反应热反应热是指化学反应在一定条件下放出或吸收的热量。
通常用符号ΔH 表示，单位是 kJ/mol。
如果ΔH 为正值，表示反应吸热；如果ΔH 为负值，表示反应放热。
例如，对于反应 H₂(g) ＋ Cl₂(g) ＝ 2HCl(g)，ΔH ＝－1846 kJ/mol，表示每生成 2 mol HCl 气体，放出 1846 kJ 的热量。
四、热化学方程式热化学方程式是表示化学反应与反应热关系的化学方程式。
它不仅表明了化学反应中的物质变化，还表明了能量变化。
热化学方程式与普通化学方程式的区别在于：1、要注明反应的温度和压强（如果是在 25℃、101 kPa 下进行的反应，可以不注明）。
吸收能量放出能量化学键与化学反应中能量变化的关系1
3、已知反应A＋B＝C＋D为放热反应， 对该反应 的下列说法中正确的是（ C ） A. A的能量一定高于C B. B的能量一定高于D C. A和B的总能量一定高于C和D的 总能量 D. 该反应为放热反应，故不必加热 就一定 能发生
化学能与热能 二、化学能与热能的相互转化 1、化学反应中的能量变化，通常表 现为热量的变化－吸热或放热。
实验2－1
现象
结论
铝与盐酸反应，放出大 量气泡，温度升高
该反应是 放热反应
实验2－2
现象：1、玻璃片（小木板）会与小烧杯粘结在 一起 2、有少许刺激性气味气体产生 3、有水生成
Ba(OH)2·8H2O + 2NH4Cl＝BaCl2 +2NH3 +10H2O 玻璃棒的作用：搅拌，使混合物充分接触
反应物成糊状的原因： 结冰粘结
4、 如右图所示，把试管放入盛有25℃时饱 和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块 镁片，再用滴管滴入5mL盐酸于试管中.试回 答下列问题： (1)实验中观察到的现象是
(2)产生上述现象的原因是
(3)写出有关反应的离子方程式 (4) 由实验推知， MgCl2 溶液和 H2 的总能量 (填“大于”、“小于”、“等于”)镁片和 盐酸的总能量.
练习：
1、当物质发生化学反应时，断开反应
物中 的化学键要 吸收能量 ；而形成生成 物中 的化学键要 放出能量。一个化学 反应是 释放能量还是吸收能量取决于 反应物总能量与生成物总能量的 。 相对大小
2、若反应物的总能量>生成物的 总能量， 放出 化学反应 能量。
若反应物的总能量<生成物的 总能量， 吸收 化学反应 能量。
作业
；
； ；
；
4、判断： （1）加热的反应一定是吸热反应 （2）不需要加热的反应一定是放热反应 （3）一个反应是吸热还是放热与反应 条 件没有直接联系，与反应物及生 成物的总能量的相对大小有关。
【高中化学】化学键与化学反应中的能量变化 课件 高一下学期化学人教版(2019)必修第二册
H2
+
Cl2
H—H
Cl—Cl
点燃 2HCl 2 H—Cl
吸 断收 开能
量 2 H· +
吸 断收 开能
量 2 ·C····l
形成 放出能量
2H
C····l
·· ··
··
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
在标准状况下，将1mol气态分子AB（g）解离为气态原子A(g)，B(g)所需 的能量，称为A-B键的键能，用符号E表示，单位为kJ.mol-1。如不指明温度
，应为298.15K。键能越大，化学键越牢固，含该键的分子越稳定， 自身具有的能量越低。
H2
+
Cl2
点燃 2HCl
吸收
断 开
436kJ/mol பைடு நூலகம்量
2 H·
+
断 开
吸收 243kJ/mol
能量
2 ·C····l
形成 放出
2 H C····l
2×431kJ/mol能量
·· ··
··
反应中能量变化：436+243 - （2×431kJ）kJ = -183kJ
3. 已知反应: X+Y=M+N放出能量，下列说法正确的是( A. X的能量一定高于M B. Y的能量一定高于N C. X和Y的总能量一定高于M和N的总能量 D. 因为该反应为放出能量，故反应不必加热
C)
4. 金刚石和石墨都是碳的单质，石墨在一定条件下可以转化为金刚石。已 知12g石墨完全转化为金刚石时，要吸收E kJ的能量，下列说法正确的是
A. 金刚石与石墨互为同位素( C )
B. 石墨不如金刚石稳定 C. 金刚石不如石墨稳定 D. 等质量的石墨与金刚石完全燃烧，石墨放出的能量多
化学能与键能的关系
化学能与键能的关系化学能与键能的关系化学能是物体内在的能量，是由于原子之间的化学结合而形成的一种能量状态。
而键能是指分子内部所有化学键所具有的能量。
化学能和键能之间存在着密切的关系，两者互为因果，相互影响。
在化学反应中，当化学键被打破时，便会释放出化学能。
在反应前，化学键内存在着一定的能量，这种能量被称为键能，是分子稳定存在的基础。
在反应过程中，化学键的能量低于其初始的能量，差值即为化学能。
化学反应中的化学键能够影响反应的进行情况以及化学反应所释放的化学能。
在分子中弱键的能量小，容易断裂，反应活性较高。
相反，强键的能量高，难以断裂，反应活性较低。
因此，在设计新药物、合成新材料等方面，根据化学键能的不同选择不同的策略，可以有效地提高反应的效率和产率。
一种关于化学能和键能的应用实例是太阳能电池。
太阳能电池通过在光能和电能之间的相互转化来产生电能。
其中，光能转换为化学能，再由化学能转换为电能。
在光敏染料的帮助下，太阳能被吸收并转化为电子激发能或电荷，化学键的断裂和合成使光电子被保存在电化学界面中，而不是在很短的时间内被耗散。
这一个过程将化学能与键能结合在一起，成功地将太阳能转化为电能。
此外，化学能与键能也与生命过程有着密切的关系。
生命体系中的葡萄糖、脂肪酸、ATP等物质都以键能的形式存储着能量。
当有需要时，这些物质中的键能会被释放出来，供细胞进行代谢反应。
例如我们身体中的能量来自于食物中脂肪和蛋白质分解产生的化学能，是一种非常重要的方式。
总之，化学能和键能之间存在着密切的关系，两者互为因果，相互影响。
在化学反应中，化学键的特性会影响反应的进行情况以及化学反应所释放的化学能。
而在太阳能电池、细胞代谢等方面，化学能和键能则扮演着不同的角色，通过相互作用来形成新的能量状态。
我们需要进一步加强对于化学能和键能的深入理解，以推动科学技术的不断发展。
高中人教版化学必修二专题11 化学键与化学反应中能量变化的关系(教师版)
专题11 化学键与化学反应中能量变化的关系宏观与微观角度认识能量变化1．化学键与能量变化的关系（1）化学反应的实质：原子的重新组合，即反应物中旧化学键的断裂和生成物中新化学键的形成的过程。
（2）化学反应中能量变化的本质原因(微观角度)E 1＞E 2，反应吸收能量；E 1＜E 2，反应放出能量。
2．化学反应中能量变化的决定因素(宏观角度) （1）物质的稳定性与能量的关系（2）化学反应中能量变化的决定因素(用E 表示物质能量)⎩⎪⎨⎪⎧E (反应物)>E (生成物)⇒化学反应放出能量E (反应物)<E (生成物)⇒化学反应吸收能量 【典例1】已知断裂1 mol 共价键所需要吸收的能量分别为H—H ：436 kJ ，I—I ：151 kJ ，H—I ：299 kJ ，下列对H 2(g)＋I 2(g)2HI(g)的反应类型判断错误的是( )A ．放出能量的反应B ．吸收能量的反应C ．氧化还原反应D ．化合反应【答案】B【解析】依题意，断裂1 mol H—H键和1 mol I—I键吸收的能量为436 kJ＋151 kJ＝587 kJ，生成2 mol H—I 键放出的能量为299 kJ×2＝598 kJ，因为598 kJ＞587 kJ，所以，该反应的正反应是放出能量的反应；根据反应式可知该反应是化合反应，也是氧化还原反应。
能量图在解题中的应用1．如果反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量，反应物转化为生成物时化学反应放出能量，反之，化学反应吸收能量。
如图所示：2．既可以利用所有化学键的键能计算具体反应中的能量变化，又可以根据化学反应中的能量变化计算某一个具体的化学键的键能。
计算公式：化学反应中的能量变化值＝反应物的断键吸收的总能量(或总键能)－生成物的成键放出的总能量(或总键能)。
计算出的数值如果为正值，意味着该反应为吸热反应；计算出的数值如果是负值，意味着该反应为放热反应。
化学键的能量与键的化学性质
键的类型与物质性质
离子键：由正负离子间的静电作用形成，对物质性质影响较大，如食盐、碱等 共价键：原子间通过共享电子形成的化学键，对物质性质影响较大，如金刚石、石墨等 金属键：金属原子间通过电子海作用形成的化学键，对物质性质影响较小，如金属等 配位键：一种特殊的共价键，对物质性质影响较大，如配合物等
生物大分子的合成与分解：生物大分子如糖类、脂类和蛋白质之间的化学键转化，是生命活 动中的重要过程。
化学键在环境科学中的应用
化学键在环境 科学中可用于 研究污染物在 环境中的迁移
转化过程。
化学键可以用 来预测污染物 对生态系统的
危害程度。
化学键可以用 来研究环境中 的化学反应过 程，如水处理、 土壤修复等。
共价键与离子键的特性
共价键：原子间 通过共享电子形 成的化学键，具 有方向性和饱和 性。
离子键：原子间 通过电子转移形 成的化学键，具 有离子性和电导 性。
键能：共价键通 常比离子键更稳 定，因为共价键 是通过共享电子 形成的，而离子 键是通过电子转 移形成的。
溶解度：离子键 化合物在水中具 有较高的溶解度， 因为它们可以与 水分子形成氢键。
03 化学键的断裂与形成
化学反应中的键断裂
键断裂的能量需 求：化学键的断 裂需要吸收足够 的能量
键断裂的方式： 共价键、离子键 和金属键等不同 类型化学键的断 裂方式
键断裂与化学反 应：化学键的断 裂是化学反应的 必要条件之一
键断裂与新键的 形成：化学键断 裂后，新键的形 成将导致新的物 质生成
化学反应中的键形成
键的形成是化学反应中的重要过程，涉及到原子或分子的重新组合。
键的形成与能量变化密切相关，通常需要吸收能量来克服排斥力。
化学键 分子间作用力 氢键 大小值是多少
化学键、分子间作用力和氢键的大小值如下：
1.化学键：化学键是分子内相邻原子之间强烈的相互作用力，其大小取决于
成键原子的电子分布和几何形状。
键能通常以千卡（kcal）或电子伏特（eV）为单位进行测量。
对于一般的共价键，键能通常在50-200 kcal/mol或15-
70 eV之间。
2.分子间作用力：分子间作用力（范德华力）是分子之间的弱相互作用，包
括诱导力、色散力和取向力。
这些力的大小通常在1-5 kcal/mol或2-10 kJ/mol之间。
3.氢键：氢键是一种特殊的分子间作用力，由一个氢原子与另一个电负性较
强的原子之间的相互作用形成。
氢键的强度介于分子间作用力和共价键之间，通常在10-30 kcal/mol或28-64 kJ/mol之间。
化学键通常具有较高的键能，而分子间作用力和氢键通常具有较小的能量值。
需要注意的是，这些值只是大致的范围，具体数值取决于具体的分子和环境条件。
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[练习巩固]
2、下列反应中哪些是释放能量的反应（ B ） ①铝热反应②钠和水的反应③碳与二氧化碳的反 应④氧化钙与水的反应⑤消石灰与氯化铵的反应 ⑥硫和铁粉的反应 A．②③⑤⑥ B．①②④⑥ C．①②⑤⑥ D．③④⑤⑥
资料网站
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中国能源网
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[嫦娥一号奔月]
是什么产生的能量 把火箭推向天空？
1、化学键与化学反应中能量的关系
H2
1 2
2H H2O O
新化学键的生成
释放能量
O2
化学反应中能量变化的实质：
[问题] 从化学键角度分析此反应为什么 会有能量的变化？
旧化学键的断裂 吸收能量
1、化学键与化学反应中能量的关系
[活动探究] 感受化学反应中的能量变化
H2
1molH2的共价键断裂 吸收436KJ能量 1molCl2的共价键断裂
Cl2 吸收243KJ能量 2Cl
2H 形成1molHCl的共价键 它们的化学键强弱差异？ 2HCl 性质有什么不同？ 释放432KJ能量
断键吸收的能量 > 成键释放的能量 吸收能量的反应
断键吸收的能量 < 成键释放的能量
相同条件下，断裂1mol双原子分子 中的化学键需要吸收的能量越高：
中国新能源与可再生能源网
作 业
课后小论文：以氢气燃烧生成水为例，从多个不 同的角度谈谈你对化学变化的认识。
实验内容
NaOH溶液与 盐酸反应
实验现象
混合液的温 度升高
实验结论
此反应释放能量
锌粉与HCl反 有气泡产生 应 混合液的温 度升高 Ca(OH)2与 烧杯温度降 NH4Cl反应 低
此反应释放能量
此反应吸收能量
（注意：实验操作的规范性，记录实验现象。）
1、化学键与化学反应中能量的关系
H2
1 2
1molH2的共价键断裂
释放能量的反应
化学键越强 物质越稳定
2、研究化学反应中能量变化的意义
化学反应中能量是如何转化的呢？
化学能
热能,光能, 电能等
[迁移应用]
1、你能列举出化学能与其他形式能转化的实例 吗？这些转化有什么实际意义？ 2、在使用能源的时候我们应该注意什么问题？
热能 ,光能
电能
对物质变化的认识过程
观察物质变化的现象
[练习巩固]
1、氢气与氮气的反应是一个释放能量的反应。
在反应过程中，破坏1 molH2 中的化学键吸收的 能量为Q1 kJ，破坏1 mol N2 中的化学键吸收的 能量为Q2 kJ，形成1 molNH3 中的化学键释放的 能量为Q3 kJ。下列关系式中，正确的是（C ） A. 3Q1＋Q2 > 2Q3 B. Q1＋Q2 > Q3 C. 3Q1＋Q2 < 2Q3 D. Q1＋Q2 < Q3
现象
对物质变化进行分类 探究物质的化学变化 分析物质的物理变化
宏观
物质的变化
能量的变化
实质
微粒间的[归纳总结]
吸收能量 旧化学键的断裂
反应物
新化学键的生成 释放能量
生成物
吸收能量的反应: 断键吸收的能量 > 成键释放的能量
释放能量的反应: 断键吸收的能量 < 成键释放的能量
吸收436KJ能量
1/2molO2的共价键断裂 吸收249KJ能量
2H O
形成1molH2O的共价键
释放930KJ能量
O2
H2O
形成化学键 断裂化学键 通过计算判断此反应是吸收能量的反应还是释放能量的反应 释放的能量 吸收的能量 436+249 = 685kJ
930kJ
1、化学键与化学反应中能量的关系