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第六章 化学反应与能量
第一节课时1 化学反应与热能
情境课堂
人们冬天时想吃得热一些，夏天时想喝得冷一些,于是发明了微波炉、冰箱等设备，但这些设备太大，不方便携带。现在就有了“自热火锅”，摇一摇就会冷的食品“摇摇冰”，非常方便，也非常有趣。一次性冰袋使用方便，可以在野外、旅途中以及高温作业时使用。它对治疗中暑、头痛发热、运动型拉伤，以及对提神醒脑都可产生良好的效果。“自热火锅”和“摇摇冰”的原理是什么
教学目标
通过实验，了解化学反应的能量变化和化学反应分为放热反应和吸热反应，培养“科学探究与宏观辨识”的核心素养。
01
从微观与宏观角度理解化学反应过程中能量变化的原因，培养“微观探析与模型认知”的核心素养。
02
了解人类对能源的利用和提高燃料燃烧效率、开发新能源的意义，培养“科学态度与社会责任”的核心素养。
03
吸热反应与放热反应
【实验6-1】在一支试管中加入2 mL 2 mol·L-1的盐酸，并用温度计测量其温度。再向试管中放入用砂纸打磨光亮的镁条，测量溶液温度的变化。
实验现象：镁条_________，产生大量气泡、温度计指示温度_____。
实验结论：该反应为_____反应。离子方程式为__________________
逐渐溶解
升高
放热
Mg+2H+==Mg2++H2↑
【实验6-2】将20 gBa(OH)2·8H2O晶体研细后与10 g NH4Cl晶体一起放入烧杯中，并将烧杯放在滴有几滴水的木片上。用玻璃棒快速搅拌，闻到气味后迅速用玻璃片盖上烧杯，用手触摸杯壁下部，试着用手拿起烧杯。
实验现象：有_______气味气体产生；用手摸烧杯底部有_____感觉；用手拿起烧杯，木片黏结到烧杯的底部；烧杯内反应物成糊状。
实验结论：该反该反应为_____反应。
离子方程式为__________________________________________。
刺激性
冰凉
吸热
Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl==BaCl2+2NH3↑+10H2O
吸热反应与放热反应
类型 放热反应 吸热反应
概念 _____热量的化学反应 _____热量的化学反应
意义 实现了_____能转化为___能 实现了___能转化为_____能
反应过 程示意图
释放
吸收
化学
热
热
化学
硝酸铵溶于水温度降低,该变化是吸热反应吗
硝酸铵溶于水温度降低是物理变化,不是化学变化,吸热反应必须是化学变化。
拓展延伸
1．关于吸热反应和放热反应的易错点
(1)“三个不一定”。
①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；
②放热反应常温下不一定容易发生，如铝热反应；
③吸热反应也不一定需要加热，如Ba(OH)2·8H2O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。NaOH固体溶于水是放热过程，但不是放热反应；升华、蒸发等过程是吸热过程，但不是吸热反应。
拓展延伸
2．常见的吸热反应和放热反应
化学键与化学反应中能量变化的关系
1.从微观角度认识化学反应中能量变化的根本原因
(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_____的过程。
(2)化学反应中能量变化的原因
断裂
形成
吸收
放出
(3)实例
H2(g)+Cl2(g)====2HCl(g)反应的能量变化如图:
2.从宏观角度认识化学反应中能量变化的决定因素
结论:化学反应中的能量变化取决于__________________________________________。
释放
吸收
反应物的总能量与生成物的总能量
人类对能源的利用
1.人类利用能源的三个阶段
2.化石燃料利用过程中亟待解决的两方面问题
(1)一是其短期内_________,储量有限;
(2)二是煤和石油产品燃烧排放的粉尘、___、___、___等是大气污染物的主要来源。
不可再生
SO2
NOx
CO
3.在燃料利用过程中，节能的主要环节
(1)燃料燃烧阶段——可通过改进锅炉的炉型和燃料空气比、清理积灰等方法提高燃料的_________;
(2)能量利用阶段——可通过使用节能灯,改进电动机的材料和结构,以及发电厂、钢铁厂余热与城市供热联产等措施促进能源循环利用,有效提高能源____________。
燃烧效率
利用率
4．新能源
(1)特点：资源丰富、________、____________等。
(2)人们比较关注的新能源：____能、__能、地热能、海洋能和__能等。
可以再生
对环境无污染
太阳
风
氢
谢谢观看人教版（2019）必修第二册 第六章 化学反应与能量
第一节课时1 化学反应与热能
教学设计
教学目标
1.通过实验，了解化学反应的能量变化和化学反应分为放热反应和吸热反应，培养“科学探究与宏观辨识”的核心素养。
2.从微观与宏观角度理解化学反应过程中能量变化的原因，培养“微观探析与模型认知”的核心素养。
3.了解人类对能源的利用和提高燃料燃烧效率、开发新能源的意义，培养“科学态度与社会责任”的核心素养。
教学重难点
重点：化学反应中能量变化的本质；吸热反应与放热反应
难点：化学反应中能量变化的本质
教学过程
一、导入新课
人们冬天时想吃得热一些，夏天时想喝得冷一些,于是发明了微波炉、冰箱等设备，但这些设备太大，不方便携带。现在就有了“自热火锅”，摇一摇就会冷的食品“摇摇冰”，非常方便，也非常有趣。一次性冰袋使用方便，可以在野外、旅途中以及高温作业时使用。它对治疗中暑、头痛发热、运动型拉伤，以及对提神醒脑都可产生良好的效果。“自热火锅”和“摇摇冰”的原理是什么
二、新课讲授
【实验6-1】在一支试管中加入2 mL 2 mol·L-1的盐酸，并用温度计测量其温度。再向试管中放入用砂纸打磨光亮的镁条，测量溶液温度的变化。
【学生】观察实验现象。镁条逐渐溶解，产生大量气泡、温度计指示温度升高。
【师】实验结论：该反应为放热反应。
【实验6-2】将20 gBa(OH)2·8H2O晶体研细后与10 g NH4Cl晶体一起放入烧杯中，并将烧杯放在滴有几滴水的木片上。用玻璃棒快速搅拌，闻到气味后迅速用玻璃片盖上烧杯，用手触摸杯壁下部，试着用手拿起烧杯。
【学生】观察实验现象：有刺激性气味气体产生；用手摸烧杯底部有冰凉感觉；用手拿起烧杯，木片黏结到烧杯的底部；烧杯内反应物成糊状。
【师】实验结论：该反该反应为吸热反应。
【师】化学上把释放热量的化学反应称为放热反应，如镁条、铝片与盐酸的反应，木炭、氢气、甲烷等在氧气中的燃烧，氢气与氯气的化合等都是放热反应；把吸收热量的化学反应称为吸热反应，如氢氧化钡与氯化铵的反应、盐酸与碳酸氢钠的反应、灼热的炭与二氧化碳的反应等都是吸热反应。
【提问】请结合所学的知识，请举出一些放热反应和吸热反应的例子。
【学生】交流讨论，举出放热反应和吸热反应的例子。
【师】
【提问】化学反应过程中为什么会有能量变化？为什么有的化学反应释放热量，有的化学反应收热量？
【学生】阅读教材。
【师】各种物质都具有能量，物质的组成、结构与状态不同所具有的能量也不同。放热反应可以看成是反应物所具有的化学能转化为热能释放出来，吸热反应可以看成是热能转化为化学能被生成物所“储存”。因此，一个化学反应是释放热量还是吸收热量，与反应物总能量和生成物总能量的相对大小有关。
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：
【师】从微观角度认识化学反应中能量变化的根本原因。化学反应的实质是原子(或原子团)的重新组合，即反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成。
实例：H2(g)+Cl2(g)====2HCl(g)反应的能量变化如图
【过渡】人类利用化学反应中的热能始于火的发现。从早期的以树枝杂草为主要能源，到现代以煤、石油和天然气为主要能源，人类获取热能的主要途径都是通过物质的燃烧。
【学生】阅读教材，了解人类对能源的利用的发展过程。
【师】人类利用能源的三个阶段
【提问】化石燃料利用过程中亟待解决的问题有什么？
【学生】一是其短期内不可再生，储量有限；二是煤和石油产品燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO等是大气污染物的主要来源。
【师】节能减排是环保的重要措施之一，怎样才能节能呢？
【学生】
(1)燃料燃烧阶段——可通过改进锅炉的炉型和燃料空气比、清理积灰等方法提高燃料的燃烧效率。
(2)能量利用阶段——可通过使用节能灯，改进电动机的材料和结构，以及发电厂、钢铁厂余热与城市供热联产等措施促进能源循环利用，有效提高能源利用率。
【师】节能减排固然重要，寻找清洁能源才能在根源上解决问题。当前，人们比较关注的新能源：太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等。这些能源，资源丰富、可以再生 、对环境无污染。
板书设计
化学反应与热能
一、化学能与热能的相互转化
1、放热反应和吸热反应定义
2、常见的放热反应、吸热反应
二、化学键与化学反应中能量变化的关系
1、化学反应的实质
2、化学反应中能量变化的决定因素(宏观角度)
3、化学反应中能量变化的原因(微观角度)
三、人类利用能源的三个阶段
柴草时期→化石能源时期→多能源结构时期人教版（2019）必修第二册 第六章 化学反应与能量
第一节课时1 化学反应与热能
学习目标
1.通过实验，了解化学反应的能量变化和化学反应分为放热反应和吸热反应，培养“科学探究与宏观辨识”的核心素养。
2.从微观与宏观角度理解化学反应过程中能量变化的原因，培养“微观探析与模型认知”的核心素养。
3.了解人类对能源的利用和提高燃料燃烧效率、开发新能源的意义，培养“科学态度与社会责任”的核心素养。
自主预习
一．吸热反应与放热反应
【实验6-1】在一支试管中加入2 mL 2 mol·L-1的盐酸，并用温度计测量其温度。再向试管中放入用砂纸打磨光亮的镁条，测量溶液温度的变化。
实验现象：镁条_________，产生大量气泡、温度计指示温度_____。
实验结论：该反应为_____反应。离子方程式为__________________。
【实验6-2】将20 g Ba(OH)2·8H2O晶体研细后与10 g NH4Cl晶体一起放入烧杯中，并将烧杯放在滴有几滴水的木片上。用玻璃棒快速搅拌，闻到气味后迅速用玻璃片盖上烧杯，用手触摸杯壁下部，试着用手拿起烧杯。
实验现象：有_______气味气体产生；用手摸烧杯底部有_____感觉；用手拿起烧杯，木片黏结到烧杯的底部；烧杯内反应物成糊状。
实验结论：该反该反应为_____反应。
离子方程式为____________________________。
类型 放热反应 吸热反应
概念 _____热量的化学反应 _____热量的化学反应
意义 实现了_____能转化为___能 实现了___能转化为_____能
【思考讨论】硝酸铵溶于水温度降低，该变化是吸热反应吗
______________________________________________________________。
【思考讨论】常见的吸热反应和放热反应有哪些呢？
______________________________________________________________。
二．化学键与化学反应中能量变化的关系
1.从微观角度认识化学反应中能量变化的根本原因
(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_____的过程。
(2)化学反应中能量变化的原因
(3)实例：H2(g)+Cl2(g)====2HCl(g)反应的能量变化如图:
2．从宏观角度认识化学反应中能量变化的决定因素
结论:化学反应中的能量变化取决于____________________________。
【思考讨论】已知断开1 mol H—H键吸收能量436 kJ，断开1 mol O＝O键吸收能量498 kJ，断开1 mol H—O键吸收能量463 kJ，1 mol H2完全燃烧生成气态水放出的能量是多少
____________________________。
三．人类对能源的利用
1.人类利用能源的三个阶段
_ _____________________________________________________________。
2.化石燃料利用过程中亟待解决的两方面问题
(1)一是其短期内_________，储量有限。
(2)二是煤和石油产品燃烧排放的粉尘、___、___、___等是大气污染物的主要来源。
3.在燃料利用过程中,节能的主要环节
(1)燃料燃烧阶段——可通过改进锅炉的炉型和燃料空气比、清理积灰等方法提高燃料的_________。
(2)能量利用阶段——可通过使用节能灯,改进电动机的材料和结构，以及发电厂、钢铁厂余热与城市供热联产等措施促进能源循环利用，有效提高能源____________。
4．新能源
(1)特点：资源丰富、________、____________等。
(2)人们比较关注的新能源：____能、__能、地热能、海洋能和__能等。
课堂练习
1．下列说法正确的是( )
①需要加热才能发生的反应一定是吸热反应；②放热反应在常温下一定很容易发生；③反应是放出能量还是吸收能量可以通过反应物和生成物所具有的总能量的相对大小来判断；④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③④ B．只有①② C．只有①②③④ D．只有②③④
2．下列说法正确的是( )
A．Fe与S在加热条件下才能发生反应，所以该反应属于吸热反应
B．HNO3、H2SO4分别与NaOH溶液反应都放出热量
C．分解反应都是吸热反应，化合反应都是放热反应
D．合成氨的反应是放热反应，所以N2与其他物质的反应也是放热反应
3.反应A＋B→C(放热)分两步进行，①A＋B→X(吸热)；②X→C(放热)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是( )
A B C D
4.“节能和寻找清洁的新能源成为人类的必然选择”。下列说法不正确的是( )
A.化石燃料在短期内不可再生且其燃料会产生大气污染物,迫使人类节能和寻找新能源
B.提高燃料的燃烧效率是节能的措施之一
C.促进能源循环利用,有效提高能量利用率可达到节能的目的
D.太阳能、天然气、地热能、海洋能等都属于新能源
5.氢气在氯气中燃烧产生苍白色火焰。在反应过程中，破坏1 mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1 kJ，破坏1 mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2 kJ，形成
1 mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3 kJ。下列关系式中正确的是 ( )
A.Q1+Q2<2Q3 B.Q1+Q2>Q3 C.Q1+Q22Q3
1.答案：A。需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应，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，停止加热后反应也能继续进行。
2.答案：B。Fe与S虽然需加热才能发生反应，但反应开始一段时间后，停止加热，反应能继续进行，加热只是为了引发反应，所以该反应是放热反应，A错误；中和反应都是放热反应，B正确；分解反应不一定是吸热反应，如H2O2的分解反应就是放热反应，化合反应也不一定是放热反应，如CO2与C的反应就是吸热反应，C错误；与N2反应的物质不同，能量变化也不同，不能根据合成氨反应的能量变化来类推N2与其他物质反应的能量变化，如N2和O2在放电条件下生成NO就是吸热反应，D错误。
3.答案：D。
4.答案：D。
5.答案：A。
