2.1化学能与热能
人教版高中化学必修二2.1《化学能与热能》word学案
化学能与热能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．掌握反应物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．应用键能计算反应过程中的能量变化。
4．了解化学能与热能的相互转化。
5．理解中和热的概念，学会定性和定量研究化学反应中热量变化的科学方法。
6．了解能量转化在生产、生活中的应用。
要点一化学键与化学反应中能量变化的关系1．化学反应的实质。
化学反应的实质是原子或原子团的重新组合，即反应物中旧化学键的断裂和生成物中新化学键的形成。
2．化学反应中能量变化的直接原因。
(1)物质中的微粒之间是通过化学键结合的。
(2)断开反应物中的化学键要吸收能量；形成生成物中的化学键要释放能量。
(3)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。
3．化学反应中能量变化的根本原因。
反应物总能量与生成物总能量相对高低。
4．化学键与化学反应中能量变化的关系。
5．化学反应过程中的能量变化。
【应用思考】1．浓硫酸稀释时放出了热量，有化学键变化吗？是不是放热反应？提示：当浓硫酸稀释时，在水分子的作用下，硫酸分子的共价键被破坏，但无新化学键的形成，故不属于化学变化。
2．化学反应中都有能量变化吗？为什么？提示：都有；因为在化学反应过程中，破坏旧化学键，需要吸收一定的能量来克服原子(或离子)间的相互作用；形成新化学键时，又要释放一定的能量。
因此，在化学反应中，不仅有新物质生成，而且一定伴随着能量变化。
要点二化学能与热能的相互转化1．两条基本的自然定律。
(1)质量守恒定律：自然界的物质发生转化时，总质量不变。
(2)能量守恒定律：一种形式的能量可以转化为另一种形式的能量，但是体系包含的总能量不变。
2．吸热反应和放热反应。
(1)吸热反应：吸收热量的化学反应。
(2)放热反应：放出热量的化学反应。
3．化学能与热能的相互转化。
(1)化学能转化为热能。
(2)热能转化为化学能。
4.中和热。
在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1_mol_H2O时所释放的热量称为中和热，单位为kJ·mol－1。
2.1化学能与热能
水由高处向低处流要释放能量
将水由低处向高处需提供能量
宏观表现
能 量
反应物
放 热 反 应 生成物 反应过程
能 量
生成物
吸 热 反 应
反应物
反应过程
[实验2—1]在一支试管中加入2～3mL 6mol· L－ 1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温度变化，填表：
反 应 现 象 测量温度变 化 结 论
第 二 章 化 学 能 与 热 能
我国化石燃料和水电能源消耗构成图
[学与问]必修2教材P32 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），它们在燃烧时释放出热能。你一定 想知道，这种热能从何而来？它与化学物质及其化学反 应有什么关系？石灰石（主要成分是CaCO3）要经过高温 煅烧才能变成生石灰(CaO)，高温条件提供的热能在石灰 石的分解反应中起什么作用？
盐 酸 与 NaOH 溶 16℃ 液
16℃
最高温度： 中 和 反 应 28℃ 是放热反 应
化学能的应用
• 利用热量进行生活、生产和科研。 • 利用热能使很多化视野
生物体中的能量转化
人体内发生的氧化还原反应 与体外的燃烧本质相同，都是放热 反应。只是二者条件不同（前者在 体温条件和酶的催化作用下发生 的），且前者更加合理有效。
铝与盐酸 铝 条 溶 温度升高 解 ， 有 气 泡 产 生
铝与盐酸 反应是放 热反应
【实验2—2】将约20gBa(OH)2 · 8H2O晶体研细后与 10gNH4Cl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，填表：
2、人类利用能源的三个阶段
高中化学2.1化学能与热能课件新人教版必修2
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＝反应物的总键能－生成物的总键能。计算出的数值(shùzí)如果为正值，意味着 吸热反应；计算出的数值(shùzí)如果是负值，意味着是放热反应。
解析(jiě xī)
12345
4.飞机用铝粉与高氯酸铵(NH4ClO4)的混合物作固体燃料(ɡù tǐ rán liào)，点燃时铝
粉氧化放热引发高氯酸铵反应，其方程式可表示为2NH4ClO==4△=== N2↑＋4H2O＋
Cl2↑＋2O2↑ ΔH＝－Q(Q>0)。下列对此反应的叙述中错误的是( ) A.上述反应属于分解反应 B.上述反应瞬间产生大量高温气体推动航天飞机飞行 C.从能量变化上说，此反应主要是化学能转变为热能和动能 D.在反应中高氯酸铵只起氧化剂作用
断裂 和生成物中新化学键的___形__成
(2)化学反应中能量变化的原因
①原因
吸收
释放
第四页，共60页。
答案(dá
②实例(shílì)
断裂1 mol H—H键(H—H――→ 2H) 吸收(xīs4h3ōu6) kJ能量，
形成1 mol H—H键(2H――→ H—H)放出 436 kJ能量；
断裂4 mol C—H键(CH4――→ C＋4H) 吸收 形成1 mol C—H键(C＋H――→ C—H) 放出 ③结论
第二章 化学反应(huàxué fǎnyìng)与能量
第一节 化学能与热能 (rènéng)
第一页，共60页。
目标 (mùb iāo) 导航
1.知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。2.了解 化学反应中热量变化的实质，理解化学反应吸热或放热的原因。 3.了解化学能与热能的相互转化(zhuǎnhuà)，理解中和热的概念。 4.了解人类能源利用的历史和前景，提高节能意识。
高中化学必修二讲义：第2.1化学能与热能
第二章化学反应与能量第一节化学能与热能本节需掌握知识点1．化学反应吸热还是放热决定于反应物总能量(E1)和生成物总能量(E2)的相对大小。
若E1>E2，则为放热反应；若E1<E2，则为吸热反应。
2．化学反应中，断裂反应物中化学键吸收能量为Q(吸)，形成生成物中化学键放出能量为Q(放)，则化学反应过程中的能量变为ΔQ＝Q(吸)－Q(放)，若ΔQ<0，为放热反应，若ΔQ>0，为吸热反应。
3．(1)常见的放热反应：所有燃烧反应，酸碱中和反应，金属与水、酸的反应，绝大多数化合反应。
(2)常见的吸热反应：Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应，以C、H2、CO为还原剂的反应，大多数分解反应。
4．物质具有的能量越低，物质的稳定性越强，即能量越低越稳定。
一化学键与化学反应中能量变化的关系1．化学反应中能量变化的原因——微观角度(1)化学反应的实质原子之间重新组合，是反应物中旧化学键断裂和生成物中新化学键形成的过程。
(2)化学反应中能量变化的原因①变化原因：2．化学反应中能量变化的决定因素——宏观角度(1)物质的能量与反应放出、吸收能量的关系<生成物总能量：反应吸收能量。
(2)结论：化学反应中的能量变化取决于反应物总能量与生成物总能量的相对大小。
(3)图示：2.用Q(吸)表示反应物分子断键时吸收的总能量，Q(放)表示生成物分子成键时放出的总能量。
公式：ΔQ＝Q(吸)－Q(放)(1)若ΔQ>0，说明反应物分子断键时吸收的总能量>生成物分子成键时放出的总能量，即反应吸收能量。
(2)若ΔQ<0，说明反应物分子断键时吸收的总能量<生成物分子成键时放出的总能量，即反应放出能量。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)只要有化学键的断裂，化学反应一定吸收能量( )(2)断裂化学键释放出能量而生成新键则吸收能量( )(3)当反应物的总能量大于生成物的总能量时，化学反应吸收能量( )(4)化学反应的过程实际上是一个旧键断裂的过程( )2．下列说法中错误的是()A．化学反应中能量变化通常表现为热量的变化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．需要加热才能发生的反应一定是吸收能量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3．下列说法中正确的是()A．物质发生化学反应不一定都伴随有能量变化B．伴有能量变化的物质变化不一定是化学变化C．在一个确定化学反应中，反应物总能量总是低于生成物总能量D．在一个确定化学反应中，反应物总能量总是高于生成物总能量4．下列各图中，表示放热反应的是()二化学能与热能的相互转化1．两条基本的自然规律(1)质量守恒定律：自然界的物质发生转化时，总质量保持不变。
2.1《化学能与热能》教案(新人教必修2)
第二章化学反应与能量第一讲化学能与热能复习重点：化学能与热能之间的内在联系以及化学能与热能的相互转化。
复习难点：从本质上（微观结构角度）理解化学反应中能量的变化，从而建立起科学的能量变化观。
知识梳理一．化学键与化学反应中能量变化的关系键能：拆＿＿＿＿＿＿＿＿＿所需的能量叫键能。
单位：＿＿＿＿。
1mol H2中含有1molH －H，在250C 101kPa条件下，由H原子形成1molH－H要放出436kJ的能量，而断开1molH －H重新变为H原子要＿＿＿＿＿＿＿＿的能量。
1、化学键的断裂是化学反应中能量变化的主要原因。
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＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的相对大小。
∑E（反应物）＞∑E（生成物）——＿＿＿＿＿＿能量；∑E（反应物）＜∑E（生成物）——＿＿＿＿＿＿能量。
二．化学能与热能的相互转化放热反应：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；吸热反应：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑反应＿＿＿热；Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl==BaCl2+2NH3↑+10H2O反应＿＿热；H+ + OH- = H2O反应＿＿热三、中和热：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿时所释放的热量。
疑难点拨一、化学反应的热效应和键能的关系在化学反应中，从反应物分子改变为生成物分子，各原子内部并没有多少变化，但原子间的结合方式发生了改变．在这个过程中，反应物分子中的化学键部分或全部遭到破坏，生成物分子中的新化学键形成了，在破坏旧化学键时，需要能量来克服原子间的相互作用，在形成新化学键时，由于原子间的相互作用而放出能量、化学反应的热效应来源于反应过程中断裂旧化学键并形成新化学键时的能量变化。
化学键键能的大小可粗略计算化学反应的热效应。
化学反应的热效应ΔH＝生成物的键能总和－反应物的键能总和。
二、．化学反应中能量变化与反应的放、吸热反应物的总能量＞生成物的总能量，化学反应放出能量反应物的总能量＜生成物的总能量，化学反应吸收能量化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。
人教版高中化学必修二2.1《化学能与热能》ppt课件
2. 对于放热反应 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)，下列说法正确 的是( )
A. 产物 H2O 所具有的总能量高于反应物 H2 和 O2 所具有 的总能量
B. 反应物 H2 和 O2 所具有的总能量高于产物 H2O 所具有 的总能量
C. 反应物 H2 和 O2 所具有的总能量等于产物 H2O 所具有 的总能量
(2) 当 物 质 发 生 化 学 反 应 时 ， 断 开 反 应 物 中 的 化 学 键 要 ________能量，而形成生成物中的化学键要________能量。
(3)化学键的________是化学反应中能量变化的主要原因。
3．化学反应中能量变化的决定因素(宏观角度) (1)反应物的总能量________生成物的总能量，则化学反应 释放能量，如图________所示； (2)反应物的总能量________生成物的总能量，则化学反应 吸收能量，如图________所示。
D. 已知 Fe(OH)3＋3HCl FeCl3＋3H2O 为放热反应，则 FeCl3＋3H2O Fe(OH)3＋3HCl 为吸热反应
4. 关于化学反应中的能量变化，下列说法不正确的是 ()
A．化学反应中的能量变化，除热量外，还可以是光能、 电能等
B．化学反应中的能量变化，服从能量守恒定律
C．所有的燃烧反应都是放热反应 D．在一个确定的化学反应中，反应物的总能量总是高于 生成物的总能量 5. 下列说法不正确的是( ) A. 干冰蒸发要吸收大量的热，这不是化学反应中的吸热现 象
课堂练习
1. D 化学反应的能量变化主要表现为放热或吸热，还有 的以光能的形式表现，或转化为其他形式的能量。反应是放热 还是吸热主要取决于反应物和生成物的总能量的相对大小。放 热反应和吸热反应在一定条件下都能发生，反应开始时需加热 的反应可能是吸热反应也可能是放热反应。
高一化学必修二2.1化学能与热能ppt
分解是吸热反应
2.在反应H2 + Cl2 ＝2HCl中，已知H－H 键能为436kJ，Cl－Cl键能为243kJ，
H－Cl键能为431kJ，判断该反应是（ BD）
吸收 放出
1660
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第2章 化学反应与能量
课
前
(4)物质在化学反应中发生能量变化的主要原因
自 主
学
是__化__学__键_____的断裂和形成。
案
课
3．化学反应中能量变化的决定因素(宏观角度)
堂 互
动
(1)物质的稳定性与能量的关系
讲 练
探 究 整 合 应 用
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第2章 化学反应与能量
课
前
二、化学能与热能的相互转化
自 主
1．两条基本的自然定律
学 案
(1)质量守恒定律：自然界的物质发生转化时， 课 堂
_总__质__量___不变。
互 动
(2)能量守恒定律：一种形式的能量可以转化为
讲 练
另一种形式的能量，但是体系包含的
探
究
_总__能__量____不变。
A. 吸热反应
B. 放热反应
C. 吸收183 kJ热量 D.放出183 kJ热量
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
2.1化学能与热能
放热反应 定义 释放热量的化学反应
吸热反应 吸收热量的化学反应
形成 反应物具有的总能量大于生 反应物具有的总能量小于生
原因 成物具有的总能量
成物具有的总能量
与化学 生成物分子成键时释放出的 生成物分子成键时释放的总
键强弱 总能量大于反应物分子断键 能量小于反应物分子断键时
的关系 时吸收的总能量
吸收的总能量
答案 吸收能量 放出能量 放出 5.5 放热 吸热
2．下列图片所示内容的能量转化方式为化学能转化为热能 的是( )
解析 钻木取火是机械能转化为热能，A 项错误。电炉取暖是 电能转化为热能，B 项错误。酒精燃烧是化学能转化为热能，C 项 正确。手机充电是电能转化为化学能，D 项错误。
答案 C
探究 2 吸热反应与放热反应的比较
【解析】 对同一个化学键来说，断裂时吸收的能量与形成 时放出的能量相等，A 项正确；H2 在 O2 中燃烧为放热反应，B 项错误；ΔQ＝Q(吸)－Q(放)＝(436 kJ＋249 kJ)－930 kJ＝－245 kJ，说明反应中放出 245 kJ 能量，C 项正确；放热反应的反应 物总能量大于生成物总能量，D 项正确。
本节课的主要内容是化学能与热能的关系，教材先从化学键 的知识入手，说明化学键与能量之间的联系，揭示化学反应中能 量变化的主要原因，这是对前面所学化学键知识的深入理解应 用，巩固了前面所学知识。然后教材分析了化学反应过程中反应 物和生成物的能量储存与化学反应吸收还是放出能量的关系。为 后面学习能量守恒的观点及化学平衡原理奠定了基础。
【合作探究 2】 化学反应中都有能量变化吗？为什么？
高级中学高中化学必修二人教版：2.1 化学能与热能(第一课时) 课件
生成物
放热反应：反应物
生成物 + 能量
∑E（反应物）＞∑E（生成物）——放出能量 ∑E（反应物）＜∑E（生成物）—质生成， 新物质和反应物总能量不同。 2、反应中要遵循能量守恒。 3、反应物与生成物的能量差若以热能 形式表现即为放热和吸热。如果二者 能量比较接近则放热和吸热不明显。
6、“教学的艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞”。2021年11月2021/11/192021/11/192021/11/1911/19/2021
•7、“教师必须懂得什么该讲，什么该留着不讲，不该讲的东西就好比是学生思维的器，马上使学生在思维中出现问题。”“观察是 思考和识记之母。”2021/11/192021/11/19November 19, 2021
2H→H2中能量如何变化？
1mol H2中含有1molH－H，在250C101kPa 条件下，由H原子形成1molH－H要放出436kJ 的能量，而断开1molH－H重新变为H原子要 吸收436kJ的能量。
H21m吸olH收24的36共kJ价能键量断裂 2H
1/2molO2的共价键断裂
1/2O2 吸收249kJ能量 O
问题探究：
煤、石油和天然气等化石燃料或它们的制 品的燃烧所产生的热能从何而来？与化学物 质及化学反应有什么关系？石灰石经高温煅 烧生成生石灰，高温提供的热能在分解反应 中起什么作用？
复习提问：
化学键：使离子相结合或原子相结合的作用力。
键能：拆开1 mol某键所需的能量叫键能。
单位：kJ/mol。
一、化学键与化学反应中能量变化的关系
形成1molH2O的共价键 H2O
释放930kJ能量
在化学反应过程中，破坏旧化学键， 需要吸收一定的能量来克服原子间的 相互作用；形成新化学键时，又释放 一定的能量。
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教 案
护理化学 专业 2016 年 3月 31 日 第 5 周 第 1 次
章节
课题
2.1 化学能与热能
教 学 目 的 1.培养较强的问题意识，能够发现和提出化学能与热能的探究性问题，敢于质
疑，勤于思考
2.了解化学能与化学反应中能量变化之间的关系
教
学
重
点
1.了解化学能与化学反应中能量变化之间的关系
2.化学键与化学反应中能量变化的关系
教
学
难
点
化学键与化学反应中能量变化的关系
技
能
培养学生的思维能力
课 型 综合型 新授课 教法 （教具） 讲授法
（教学课件）
板
书
设
计
2.1 化学能与热能
一、化学键与化学反应中能量变化的关系
物质中的原子之间是通过化学键相结合的
二、化学能与热能的相互转化
化学变化遵循能量守恒定律
作 业 化学能与热能的关系 课后
小结
本节课我们结合已有的知识
经验，以实验为主要的研究手
段，初步探讨了化学反应中的
能量变化及其主要形式。通过
实验引导学生学习易于掌握。
教 学 过 程 教学 意图 时
间
*组织教学
*复习提问
问题1：能量是如何产生和转化的？
问题2：化学反应遵循什么规律？
启发
学生
思考
5
*
探索新知
2.1 化学能与热能
一、化学键与化学反应中能量变化的关系
引起化学反应中的能量变化：
1.宏观：反应物的总能量与生成物的总能量间存在能量差。
∑E（反应物）＞∑E（生成物）——放出能量
∑E（反应物）＜∑E（生成物）——吸收能量
2. 微观：化学键的断裂是化学反应中能量变化的主要原因
（1）键能：拆开1 mol某键所需的能量叫键能。单位：kJ/mol。
破坏化学键时要吸收能量，形成化学键时放出能量
（2）物质的化学反应与体系的能量变化是同时发生的，只要有化学反应就
一定有能量变化。
二、化学能与热能的相互转化
放热反应：放出热的化学反应
化学反应
吸热反应：吸收热的化学反应
带领
学生
分析
25
*巩固知识 典型例题
例题分析：
1.在反应H2 + Cl2 ＝2HCl中，已知H－H键能为436kJ，Cl－Cl键能为
243kJ，H－Cl键能为431kJ，判断该反应是 ( )
A. 吸热反应 B. 放热反应
C. 吸收183 kJ热量 D.放出183 kJ热量
2.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（ ）
A. A的能量一定高于C B. B的能量一定高于D
通过
例题
进一
步领
会
40
教 学 过 程 教学 意图 时
间
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
3.氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰，在反应中，破坏1molH－H键消耗
的能量为Q1kJ，破坏1molO = O键消耗的能量为Q2kJ，形成1molH－O键
释放的能量为Q3kJ。下列关系式中正确的是（ ）
A.2Q1 + Q2 > 4Q3 B、2Q1 + Q2 < 4Q3
C、Q1 + Q2 < Q3 D、Q1 + Q2 = Q3
*运用知识 强化练习
【提问】氢气和氯气的混合气体遇到强光会发生爆炸，放出大量的热。
反应中的热量由何而来？氢气和氯气反应的本质是什么？从微观上（从化学
键角度）加以分析。
【讲解】化学反应的本质是反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的
形成。化学键是物质内部微粒之间强烈的相互作用，断开反应物中的化学键
需要吸收能量，形成生成物中的化学键要放出能量。氢气和氯气反应的本质
是在一定的条件下，氢气分子和氯气分子中的H-H键和Cl-Cl键断开，氢原
子和氯原子通过形成H-Cl键而结合成HCl分子。1molH2中含有1molH-H键，
1mol Cl2中含有1mol Cl-Cl键，在25℃和101kPa的条件下，断开1molH-H
键要吸收436kJ的能量，断开1mol Cl-Cl键要吸收242 kJ的能量，而形成
1molHCl分子中的H-Cl键会放出431 kJ的能量。
了解
学生
知识
掌握
情况
60
*理论升华 整体建构
1．化学反应的特点是有新物质生成，新物质和反应物总能量不同。
2．反应中要遵循能量守恒。
3．反应物与生成物的能量差若以热能形式表现即为放热和吸热。如果二
者能量比较接近，则放热和吸热不明显。
及时
了解
学生
知识
掌握
情况
70
教 学 过 程 教学 意图 时
间
*复习总结
本节课我们结合已有的知识经验，以实验为主要的研究手段，初步探讨
了化学反应中的能量变化及其主要形式。通过实验引导学生学习易于掌握。
课堂教学效果较好。
作业：化学能与热能的关系
80