第2章 第1节 2 化学键与化学反应中的能量变化

(共24张PPT)
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化学键与化学反应中的能量变化
1．化学反应中的能量变化
在化学反应中，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，而且伴
随着能量变化。
通过实验观察化学反应中的能量变化(完成课本 P36 活动·
探究)。
实验内容 实验现象 方程式及说明
NaOH 溶液
与盐酸反应 混合液的温度_____ 发生中和反应时___热
HCl＋NaOH===NaCl＋H2O
锌与盐
酸反应 有大量的_____，溶
液温度______ 反应____热
Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
消石灰与
氯化铵固
体反应 有_______气味的气
体产生，该气体能使
湿润的红色石蕊试
纸变___，烧杯变___ 有____生成，反应____热
Ca(OH)2＋2NH4Cl===CaCl2
＋2NH3↑＋2H2O
结论：每一个化学反应都伴随着_____的变化，有的释放能
量，有的吸收能量。
能量
升高
放
气泡
放
刺激性
蓝
氨气
吸
升高
凉
一个化学反应释放能量还是吸收能量与反应条件无关，吸
收能量的反应不一定需要加热，而释放能量的反应在常温下也
不一定会发生。
2．化学反应中能量变化的实质
化学反应中为什么会有能量的变化？(从化学键的角度分析)
答案：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，而且还伴随着能量的变化。若破坏旧化学键吸收的能量大
于形成新化学键释放的能量时，整个化学反应的过程就吸收能
量；反之，若破坏旧化学键吸收的能量小于形成新化学键释放
的能量时，整个化学反应的过程就放出能量。
3．化学反应能量变化与物质内部能量的关系
当反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量时，化学
反应_____能量，反之，化学反应_____能量。
放出
吸收
1．化学键与化学反应中的能量变化
(1)化学反应中能量变化的主要原因
构成物质的微粒之间是通过化学键相结合的。当物质发生
化学反应时，破坏旧化学键的过程需吸收能量，而形成新化学
键的过程，会放出能量。因此化学反应在形成新物质的同时必
然会伴随着能量的变化。
例如：根据以下信息判断 H2 燃烧生成水蒸气时能量变化情况。
所以燃烧 1 mol H2 放出能量为 245 kJ。
(2)化学键与化学反应中能量变化的关系
E1＞E2，反应吸收能量；E1＜E2，反应放出能量。
①每一个化学反应都伴随着能量变化，有的吸收能量，有
的释放能量。②化学反应中能量变化的实质是断裂化学键吸收
的能量和形成化学键释放的能量不同。
2．多角度认识化学反应的过程
(1)从原子与分子的角度来说，化学反应就是旧的分子分裂
成原子，原子又重新结合为新的分子的过程。
(2)从化学键的角度来说，化学反应过程就是旧化学键断裂
和新化学键形成的过程，这是化学反应过程的实质。
(3)从能量变化的角度来说，化学反应过程就是热能、电能
或光能等转化为物质内部的能量(化学能)被“储存”起来；或
者说“储存”在物质内部的能量(化学能)转化为热能、电能或
光能等被释放出来的过程。
3．常见的放热反应和吸热反应
(1)常见的放热反应
①所有的燃烧反应，剧烈的发光放热的化学反应，如木炭、
H2、CH4 等在氧气中的燃烧。
②酸碱中和反应，如 H＋＋OH－===H2O。
③金属与水或酸发生的置换反应，如 2Al＋6H＋===2Al3＋
＋3H2↑，Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑。
④ 大 多 数 化 合 反 应 ( 除 CO2 ＋ C
2CO) ， 如 H2 ＋
Cl2
2HCl。
⑤铝热反应，如 2Al＋Fe2O3
Al2O3＋2Fe。
一些物质的溶解，如浓硫酸的稀释、氢氧化钠的溶解等过
程虽然放热，但不是化学反应。
(2)常见的吸热反应
①消石灰[Ca(OH)2] 与氯化铵固体的反应，如 Ca(OH)2 ＋
2NH4Cl===CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。
②大多数的分解反应，如
NH4Cl
NH3↑＋HCl↑。
④以 C 、H2 、CO 为还原剂的氧化还原反应，如
CO2 ＋C 2CO2
(2)常见的吸热反应
①消石灰[Ca(OH)2] 与氯化铵固体的反应，如 Ca(OH)2 ＋
2NH4Cl===CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。
例 1.下列说法中正确的是(
)。
①物质发生化学反应都伴随着能量变化
②伴有能量变化的物质变化都是化学变化
③在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量与生成
物的总能量一定不同
④在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量总是高
于生成物的总能量
A．①②
B．③④
C．①③
D．②④
解析：任何化学反应都有能量变化，但有能量变化的物质
变化不一定是化学变化，如物质的三态变化，因此，①正确，
②不正确；在一个确定的化学反应中，反应物的总能量与生成
物的总能量一定不同，但反应物的总能量与生成物的总能量的
高低则无法确定，因此，③正确，④不正确。
答案：C
例 2.下列说法中正确的是(
)。
A
A．在化学反应中一定有新物质生成，同时必有能量的变
化
B．在化学反应中一定有新物质生成，但不一定有能量的
变化
C．在化学反应中不一定有化学键的变化
D．在化学反应中一定有化学键的变化，但不一定有能量
的变化
解析：化学变化过程中一定既有新物质生成又有能量变化，
一定有旧化学键的断裂和新化学键的形成。
例 3.(2011 广东梅州检测)由下图分析，下列说法正确的是
(
)。
A．A===B＋C 与 B＋C===A 两个反应吸收和放出的热
量不等
B．A===B＋C 是放热反应
C．A 具有的能量高于 B 和 C 具有的能量总和
D．A===B＋C 是吸热反应，B＋C===A 必然是放热反应
解析：由图可知反应物总能量低于生成物总能量，反应需
要吸收能量，即 A===B＋C 是吸热反应；条件不变，反应物和
生成物总能量不变，A===B＋C 与 B＋C===A 两个反应吸收和
放出的热量相等，且 A===B＋C 反应吸热，B＋C===A 反应放
热。
答案：D
1.(双选)下列关于化学反应与能量变化的说法不正确的是
(
)。
BC
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
D．H2SO4 与 NaOH 的反应是放热反应
解析：化学键的断裂和形成是反应放热和吸热的根本原因，
B 错；一个化学反应，可能涉及化学能、热能、光能等能量之
间的转化，故反应物与生成物之间的总能量不一定相等，但反
应体系的总能量一定相等，C 错。
2.下列说法不正确的是(
)。
C
A．化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化
B．物质燃烧和中和反应均放出热量
C．分解反应肯定是吸热反应
D．化学反应是吸热还是放热决定于生成物和反应物具有
的总能量的相对大小
高温、高压
3.(双选)反应 C(石墨) ======== C(金刚石)是吸收能量的反
催化剂
应，由此可知(
)。
AB
A．石墨比金刚石稳定
B．金刚石和石墨可以相互转化
C．石墨转化为金刚石是物理变化
D．金刚石和石墨不能相互转化
解析：能量越低越稳定，石墨吸收热量转化为金刚石，说
明石墨具有的能量低。
4.分析下列反应是吸热反应还是放热反应？
(1)H2SO4＋2KOH===K2SO4＋2H2O
(2)Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑
(3)Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O
高温
(4)2Al＋Fe2O3=====Al2O3＋2Fe
点燃
(5)2Mg＋O2=====2MgO
高温
(6)C＋CO2=====2CO
(7)2KClO3
2KCl＋3O2↑
高温
(8)C＋H2O(气)=====CO＋H2
答案：属于吸热反应的有：(3)(6)(7)(8)
属于放热反应的有：(1)(2)(4)(5)
内容特点
人们研究化学反应，有两个主要目的：一个是研究物质的
组成(或得到新的物质)；二是研究物质变化时伴随的能量改变，
两者是紧密联系的。本节内容就突出了第二个目的，把化学变
化和能量变化放到一起来讲，使学生懂得在物质发生化学变化
的同时也伴随有能量变化，从两个视角来关注化学反应，从而
为认识化学反应和应用化学反应奠定基础。
本节教材内容框架为：
教学指要
本节教材内容比较抽象、枯燥，在教学过程中充分利用电
教手段，寻找一些动画课件，增强直观性和趣味性，并补充一
些演示实验或实验录像，揭示化学反应的微观实质。对于化学
键概念的教学，首先让学生认识化学键是相邻原子间的“强相
互作用”，可为学生提供一些数据，再分析“强相互作用”的
含义。
在进行有关化学反应实质的教学过程中，引导学生关注化
学键的变化，即破坏了哪些化学键、形成了哪些化学键。
对于离子键和共价键的教学，可采用对比的方法，比较离
子键与共价键的异同，以加深认识。建议教师充分利用教材中
的“交流·研讨”“活动·探究”，指导学生完成实验，让学生体
会化学变化的实质是旧键的断裂和新键的形成，同时伴随着能
量变化，进而整理出常见的放热反应和吸热反应，并进行理论
分析。