1、第一节 化学能与热能 课程目标 1理解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理解反应物总能量与生成物总能量的相对高低与反应过程中能量变化的关系。3了解化学能与热能的相互转化，了解中和热的概念。4了解能量转化在生产、生活中的应用。图说考点,基础知识新知预习一、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的重新组合，即反应物中旧化学键的和生成物中新化学键的过程.断裂形成(2)化学反应中能量变化的原因结论化学反应中能量变化的主要原因是 化学键的断裂和形成2.化学反应中能量变化的决定因素宏观角度结论：化学反应中的能量变化决定于的相对大小。反应
2、物的总能量与生成物的总能量二、化学能与热能的相互转化1.两个基本自然规律“质量守恒”和“能量守恒”（1）质量守恒定律：自然界中的物质发生转化时保持不变。（2）能量守恒定律：不同形式的能量发生转换时保持不变。总质量总能量2放热反应和吸热反应(1)实验探究实验操作实验现象实验结论产生大量气泡，温 度 计 指 示 温度升高Al 与盐酸反应的过程中放出热量，反应的化学方程式为:2Al6HCl=2AlCl33H2有 气味气体产生，反应混 合 物 逐 渐 成糊状，玻璃片与烧杯底部在一起，触摸杯壁下部，有凉的感觉Ba(OH)28H 2O 与 NH4Cl 反应的过程中吸收热量，反应的化学方程式为刺激性黏结Ba
3、(OH)28H2O2NH4Cl=BaCl22NH310H2O反 应 后 溶 液 的温 度 比 反 应 前盐酸和 NaOH 溶液的温度都高盐酸与 NaOH 溶液反应的过程中放出热量，反应的化学方程式为HClNaOH=NaClH2O(2)定义吸热反应：吸收热量的化学反应。放热反应：放出热量的化学反应。(3)中和热：在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成H2O 时所释放的热量。1 mol3化学能与热能相互转化的应用4人类利用能源的三个阶段4人类利用能源的三个阶段柴草时期以树枝、杂草为主要能源 化石能源时期以为主要能源 多能源结构时期以可再生能源和清洁能源(绿色能源)为主煤、石油、天然气即时性自测1判断正
4、误，正确的打“”，错误的打“”(1)放热反应不需要加热就能发生。()(2)物质发生化学变化都伴有能量的变化。()(3)伴有能量变化的物质变化都是化学变化。()(4)化学反应中化学能只能转化为热能。()(5)形成化学键时，有的吸收能量，有的释放能量。()(6)当一种反应物的能量高于一种生成物的能量时，这个反应过程就要放热。()(7)化合反应都是放热反应，分解反应都是吸热反应。()(8)相同条件下由原子形成 1 mol HCl 键所放出的能量与断开 1 mol HCl 键吸收的能量相等。()(9)放出能量越多的反应通常生成物越不稳定。()(10)太阳能、风能、潮汐能属于可再生的新能源。()2下列变
5、化过程一定属于化学变化的是()A有颜色变化的变化 B有能量变化的变化C有电子转移的变化D有化学键断裂的变化解析：有电子转移的变化是氧化还原反应，C 项正确。答案：C3下列过程一定释放能量的是()A化合反应B分解反应C分子拆成原子D原子组成分子答案：D4化学反应的发生必然伴有能量的转化，其最根本原因是()A化学反应中一定有新物质生成B化学反应中旧的化学键的断裂需要吸收能量，新的化学键的形成需要放出能量C化学反应通常需要加热等条件才能发生D能量变化是化学反应的基本特征之一答案：B5下列各图中，表示该化学反应是吸热反应的是()解析：吸热反应中反应物的总能量低于生成物的总能量，A项正确。答案：A技能素
6、养提升点一 化学反应中能量变化例 1 根据下面的信息，判断下列叙述正确的是()A氢气跟氧气反应生成水的同时释放能量B氢气跟氧气反应生成水的同时吸收能量C1 mo1 H2 与12 mol O2 反应生成 1 mol H2O 一定释放能量245 kJD2 mol H2(g)与 1 mol O2(g)反应生成 2 mol H2O(g)吸收能量 490 kJ【解析】由题中信息可知，1 mol H2(g)的共价键断裂吸收能量 436 kJ，12 mol O2(g)的共价键断裂吸收能量 249 kJ，两项共吸收能量 685 kJ；形成 2 mol HO 键时共释放能量 930 kJ。在 1mol H2(g
7、)与12 mol O2(g)反应生成 1 mol H2O(g)的过程中，放出的能量比吸收的能量多 245 kJ，C 项中缺少物质的状态，所以释放的能量不一定是 245 kJ。【答案】A提升 1 化学反应 A2B2=2AB 的能量变化如图所示，则下列说法正确的是()A该反应是吸热反应B断裂 1 mol AA 键和 1 mol BB 键放出 x kJ 的能量C断裂 2 mol AB 键需要吸收 y kJ 的能量D2 mol AB 的总能量高于 1 mol A2 和 1 mol B2 的总能量解析：从题图可以看出，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应是放热反应，A、D 项错误；断键时需要吸收能量
8、，B 项错误，C 项正确。答案：C关键能力1化学反应中能量变化的关系一个确定的化学反应完成后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，下表形象地表示了这种关系。化学反应放出能量 化学反应吸收能量2.化学反应中能量变化的计算(1)若反应物中的化学键断开时吸收的能量高于生成物成键释放的能量，则该反应吸收能量，吸收的能量反应物分解吸收的总能量生成物形成释放的总能量。(2)若反应物中的化学键断开时吸收的能量低于生成物成键释放的能量，则该反应放出能量，放出的能量生成物形成释放的总能量反应物分解吸收的总能量。状元随笔 以 2H2O2=点燃 2H2O 为例分析如下：2H2断裂2
9、 mol HH键吸收2436 kJ能量4HO2断裂1 mol O=O键吸收498 kJ能量2O形成4 mol HO键放出4465 kJ能量 2H2O2 mol H2 完全燃烧放出的能量为 4 mol465 kJ/mol(2 mol436 kJ/mol1 mol498 kJ/mol)490 kJ。提升点二 吸热反应与放热反应例 2 下列说法正确的是()需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 放热反应在常温下一定很容易发生 反应是放出能量还是吸收能量必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小 有的放热反应加热到一定温度引发后，停止加热反应也能继续进行A只有 B只有CD【解析】加热才能发生的反应不一
10、定是吸热反应，如铜在氯气中燃烧；放热反应在常温下不一定容易发生，如 N2 与 H2合成 NH3；反应是放热还是吸热取决于反应物、生成物所具有的总能量的相对大小；需要加热才能发生的放热反应，如果反应放出的热量达到反应所需要的热量，停止加热反应也能继续进行，如 FeS=FeS。【答案】A提升 2 将下列图示内容与对应的反应类型用短线连接起来。吸热反应 放热反应答案：A、C B、D关键能力放热反应与吸热反应的比较及判断方法类型比较放热反应吸热反应定义放出热量的反应吸收热量的反应形成原因反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量与化学键的关系生成物分子成键时释放的
11、总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量图示判断方法大部分化合反应；酸碱中和反应；所有的燃烧反应；活泼金属与水或酸的反应需要加热的分解反应；少数化合反应，如CO2C=高温 2CO；Ba(OH)28H2O与NH4Cl反应状元随笔 吸热反应和放热反应判断的 2 个注意点(1)“三个不一定”。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；放热反应常温下不一定容易发生，如铝热反应；吸热反应也不一定需要加热，如 Ba(OH)28H2O晶体和 NH4Cl 晶体的反应。(2)吸热反应和放热反应都是化学变化，如 NaOH 固体溶于水是放热过程
12、，但不是放热反应；如升华、蒸发等过程是吸热过程，但不是吸热反应。形成性自评1根据下图提供的信息，下列所得结论不正确的是()A该反应是吸热反应B该反应一定有其他形式的能量转化为化学能C反应物比生成物稳定D因为生成物的总能量高于反应物的总能量，所以该反应不需要加热解析：A 项，因生成物总能量大于反应物总能量，故该反应为吸热反应，正确；B 项，因能量守恒，必有其他形式的能量转化为化学能，正确；C 项，因能量高的物质不稳定，能量低的物质稳定，而反应物的能量比生成物的能量低，所以反应物比生成物稳定，正确；D 项，反应物和生成物总能量的高低与是否加热无关，错误。答案：D2参照反应 BrH2HBrH 的能量
13、随反应过程变化的示意图(如下图所示)，下列叙述中正确的是()A反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量B正反应为吸热反应C该反应的逆反应是吸热过程D从图中可以看出，HBr 的能量一定高于 H2 的能量解析：从示意图中可以看出，反应物 BrH2 先吸收 117kJmol1 能量，然后放出 42 kJmol1 能量。由于总能量是守恒的，因此反应物具有的总能量低于生成物具有的总能量，则正反应是吸热反应，逆反应是放热反应，故 A、C 两项错误，B 项正确。根据图中信息，不能看出 HBr 与 H2 的能量谁高谁低，D 项错误。答案：B3下列反应一定属于放热反应的是()硫酸与 Ba(OH)2 溶液混合 M
14、g 与 CH3COOH 溶液的反应 燃烧 中和反应 复分解反应A BCD全部解析：硫酸与 Ba(OH)2 溶液混合，酸、碱发生中和反应，是放热反应。镁与 CH3COOH 溶液的反应也是放热反应。燃烧一般是指物质与氧发生的剧烈的发光、发热的反应，因而是放热反应。复分解反应有的是放热反应，如中和反应；有的是吸热反应，如氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应。答案：A4下图是一个一次性加热杯的示意图。当水袋破裂时，水与固体碎块混合，杯内食物温度逐渐上升。制造此加热杯可选用的固体碎块是()A硝酸铵B生石灰C氯化镁D食盐解析：生石灰与水反应放出大量的热。答案：B5写出下列变化中的能量转化形式。(1)天然气燃烧：
15、_。(2)高温煅烧石灰石制取生石灰：_。(3)植物的光合作用：_。(4)水力发电：_。(5)铅蓄电池作汽车电源：_。化学能转化为热能热能转化为化学能太阳能转化为化学能机械能转化为电能化学能转化为电能练后感悟 吸热反应和放热反应的判断方法(1)根据反应物和生成物的总能量的相对大小判断决定因素。若反应物的总能量大于生成物的总能量，属于放热反应，反之是吸热反应。(2)根据化学键断裂或形成时的能量变化判断用于计算。若断裂反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量，属于放热反应，反之是吸热反应。(3)根据反应物和生成物的相对稳定性判断。由不稳定的物质(能量高)生成稳定的物质(能量低)的反应为放热反应，反之为吸热反应。(4)根据反应条件判断。凡是持续加热才能进行的反应一般就是吸热反应。