人教版高中化学必修第二册第六章化学反应与能量第一节第1课时化学反应与热能课件

(共54张PPT)
[学习目标]
1.认识物质具有能量，认识吸热反应与放热反应。
2.了解化学反应体系能量改变与化学键的断裂和形成有关。
3.知道化学反应可以实现化学能与其他能量形式的转化，体会提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料的重要性。
1.[实验探究]——化学反应中的能量变化
实验
操作
实验
现象 有气泡产生；用温度计测量，溶液温度升高 闻到刺激性气味；烧杯壁发凉；木片和烧杯黏结在一起；混合物呈糊状
实验
结论 该反应产生气体，_____热量 该反应产生NH3和H2O，____热量
化学方
程式 _________________________ _____________________________________________
放出
吸收
Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑
Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O
结论：化学反应有新物质生成，同时反应过程中伴有热量的____或____。
2.放热反应和吸热反应
(1)概念
①放热反应：____热量的化学反应。
②吸热反应：____热量的化学反应。
(2)常见的放热反应和吸热反应
释放
吸收
释放
吸收
[正误判断]　(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)氢气燃烧、浓硫酸溶于水都放出热量，这些变化都为放热反应( )
(2)化学反应既有物质变化，又有能量变化( )
(3)镁条在空气中燃烧是放热反应，反应过程中所释放的能量全部转化为热能( )
(4)吸热反应需要加热才能进行，放热反应都不需要加热就可以进行( )
×
√
×
×
1.(2025·广州高一检测)下列关于化学反应中物质或能量变化的判断正确的是(　　)
A.加热条件下进行的化学反应一定是吸热反应
B.Na与H2O反应时Na熔化，反应放热
C.一定条件下进行的化学反应，只能将化学能转化为热能
D.将NH4Cl固体与Ba(OH)2·8H2O固体混合并搅拌，反应放出热量
解析　放热反应有的也需要加热才能发生，如煤炭的燃烧，即加热条件下进行的化学反应不一定是吸热反应，A错误；Na与H2O反应释放大量的热，B正确；一定条件下进行的化学反应，可以将化学能转化成光能、热能或电能等，还可能是热能转化为化学能，C错误； 将NH4Cl固体与Ba(OH)2·8H2O固体混合并搅拌，反应吸收热量，D错误。
B
2.下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是(　　)
A.锌粒与稀硫酸的反应
B.灼热的木炭与CO2的反应
C.硫在氧气中的燃烧反应
D.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
解析　锌粒与稀硫酸的反应、硫的燃烧反应均是放热反应，A、C项错误；Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应，但反应前后所含元素的化合价无变化，是非氧化还原反应，D项错误。
B
3.(2025·绥化高一检测)下列过程的能量变化与其他三项不同的是(　　)
A.碳酸氢钠分解
B.石灰石分解
C.氧化钙溶于水
D.Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反应
解析　A.碳酸氢钠分解，生成碳酸钠、二氧化碳气体和水，反应过程中需要吸收能量；B.石灰石在高温条件下分解，生成氧化钙和二氧化碳，反应过程中需要吸收热量；C.氧化钙溶于水后，与水发生化合反应生成氢氧化钙，反应过程中不断放出热量；D.Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反应，生成氯化钡、氨气和水，反应过程中需要不断吸收热量；综合以上分析，只有C中反应放热。
C
[名师点睛]
放热反应、吸热反应中的三个“不一定”
①需加热才能发生的反应“不一定”是吸热反应，如C与O2的反应。
②放热反应常温下“不一定”容易发生，如铝粉与Fe2O3的反应。
③吸热反应“不一定”加热才能进行，如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl常温下即可反应。
1.从微观角度认识化学反应中的能量变化
(1)反应物的化学键断裂要____能量，生成物的化学键形成要____能量。
(2)实例：在25 ℃和101 kPa条件下，1 mol H2(g)和1 mol Cl2(g)反应过程中的能量变化如图所示。
吸收
放出
吸收
吸收
释放
释放
反应中1 mol H2(g)和1 mol Cl2(g)中的化学键断裂所需能量共为____ kJ，形成2 mol HCl中的化学键要释放____ kJ能量，故反应共释放____ kJ能量。
(3)从化学键角度判断化学反应中的能量变化
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。
679
862
183
图示：
2.从宏观角度认识化学反应中的能量变化
(1)化学反应中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
①反应物总能量>生成物总能量，反应_____能量；
②反应物总能量<生成物总能量，反应_____能量。
释放
吸收
(2)图示：
[自我思考]
已知各物质中存在化学键的数据如下：
试判断2 mol H2完全燃烧生成气态水是放热反应还是吸热反应？其释放(或吸收)的能量是多少？
提示　H2与O2反应的化学方程式为2H2＋O2===2H2O，断裂2 mol H—H键和1 mol O==O键需要吸收的能量为436 kJ×2＋496 kJ＝1 368 kJ，形成4 mol H—O键(即2 mol H2O)释放的能量为463 kJ×4＝1 852 kJ，因此2 mol H2完全燃烧释放的能量为484 kJ。
化学键 O==O H—H H—O
1 mol化学键断裂时需要吸收的能量/kJ 496 436 463
[正误判断]　(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)相同条件下形成1 mol H—Cl放出的能量与断开1 mol H—Cl吸收的能量相等( )
(2)对于一个化学反应来说，当化学键断裂时吸收的能量大于化学键形成时放出的能量，则反应放热( )
(3)已知Fe与稀盐酸的反应为放热反应，即Fe的能量大于H2的能量( )
(4)石墨转化为金刚石需要吸收热量，所以金刚石更稳定( )
√
×
×
×
1.下列过程的能量变化与图示相符的是(　　)
A.生石灰溶于水 B.稀盐酸与小苏打反应
C.浓硫酸溶于水 D.稀硫酸除铁锈
解析　从图示可知，生成物的总能量大于反应物的总能量，该反应过程吸收能量，属于吸热反应，B项反应符合题目要求。
B
2.下图分别表示HCl、N2O4(g)、N2O4(l)的能量变化图，有关说法正确的是(　　)

A.①中H2和Cl2的总能量大于HCl的总能量
B.由②可以看出N2O4(g)转化为N2O4(l)需要吸收热量
C.化学反应中的物质变化总会伴随着能量变化，化学能只能转化为热能
D.化学反应中的能量变化取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小
D
解析　H2与Cl2反应产生HCl的反应是放热反应，说明反应物H2和Cl2的总能量大于生成物HCl的总能量，但图示未指明反应物与生成物的聚集状态，因此图中不能表示①中H2和Cl2的总能量大于HCl的总能量，A错误；等质量的N2O4(g)含有的能量比N2O4(l)的能量多，因此由N2O4(g)转化为N2O4(l)时会放出热量，B错误；化学反应中的物质变化总会伴随着能量变化，化学能不是只转化为热能，还有部分转化为光能、电能等，C错误；化学反应中的能量变化取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。若反应物的总能量大于生成物的总能量，则反应为放热反应；若反应物的总能量小于生成物的总能量，则该反应为吸热反应，D正确。
3.已知N2(g)和O2(g)反应生成2 mol NO(g)吸收180 kJ能量，反应过程中能量变化如图所示。

根据图示回答下列问题：
(1)该反应中反应物所具有的总能量________(填“高于”或“低于”)生成物所具有的总能量。
(2)1 mol NO(g)分子中的化学键断裂时要吸收________kJ能量。
(3)断裂1 mol N≡N吸收的能量值x为________。
低于
632
946
解析　(1)该反应为吸热反应，故反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量。(2)生成2 mol NO释放2×632 kJ能量，故 1 mol NO(g)分子中的化学键断裂时要吸收632 kJ能量。(3)根据图示，断裂旧化学键吸收的能量为(498＋x)kJ，形成化学键释放的能量为2×632 kJ，每生成2 mol NO(g)吸收 180 kJ能量，因此可得：(498＋x)－2×632＝180，解得 x＝946。
[名师点睛]
放热反应和吸热反应的判断方法
(1)根据反应物和生成物的总能量大小判断——反应物的总能量大于生成物的总能量的反应为放热反应，反之为吸热反应。
(2)根据化学键断裂和形成时能量变化大小关系判断——破坏反应物中化学键吸收的能量大于形成生成物中化学键放出的能量的反应为吸热反应，反之为放热反应。
(3)根据生成物和反应物的稳定性判断——由稳定性的物质生成不稳定的物质的反应为吸热反应，反之为放热反应。如：已知石墨比金刚石稳定，则C(金刚石)―→ C(石墨)的反应为放热反应。
(4)根据经验规则判断——由常见吸热和放热反应的反应类型判断[具体内容见知识点一中“2(2)”]。
1.现阶段人类获取热能的主要途径为物质的燃烧；使用最多的常规能源为_________。
2.从化石燃料中获取能量面临的问题
(1)化石燃料储量有限，短期内不可再生。
(2)影响环境，煤和石油产品燃烧排放的粉尘、____、NOx、CO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——提高燃料的燃烧效率。
(2)能量利用阶段——提高能量利用率。
(3)开发使用新能源——目前，人们比较关注的新能源有______、_____、地热能、海洋能和氢能等。
化石燃料
SO2
太阳能
风能
[正误判断]　(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)煤、石油、天然气属于化石燃料，是可再生能源( )
(2)绿色植物通过光合作用，将光能转化为化学能( )
(3)风能、太阳能是清洁能源( )
(4)共享单车利用太阳能发电完成卫星定位，有利于节能环保( )
×
√
√
√
1.现在人类直接利用的主要的化石能源是(　　)
A.太阳能 B.核能
C.氢能 D.煤
解析　化石能源包括石油、煤炭和天然气，现在直接利用的主要是煤炭。
D
2.“能源分类相关图”如图所示，四组能源选项中全部符合图中阴影部分的能源是(　　)
A.煤炭、石油、潮汐能 B.水能、生物质能、天然气
C.太阳能、风能、生物质能 D.地热能、海洋能、核能
解析　A项，煤炭、石油不是新能源，也不是可再生能源；B项，天然气不是新能源，也不是可再生能源；D项，地热能是来自地球内部的能源，核能不是可再生能源，也不是来自太阳的能源。
C
3.人类将在未来几十年内逐渐由“碳素燃料文明时代”过渡至“太阳能文明时代”(包括风能、生物质能等太阳能的转换形态)，人们将适应“低碳经济”和“低碳生活”。下列说法不正确的是(　　)
A.研究菠菜蛋白质“发电”属于“太阳能文明”
B.发展太阳能经济不会减缓温室效应
C.植物进行光合作用是将太阳能转化为化学能
D.石油和天然气都属于碳素燃料
解析　菠菜蛋白质“发电”属于“太阳能文明”，A正确；发展太阳能经济能减少CO2的排放，减缓温室效应，B错误。
B
1.发射火箭的燃料常用联氨(N2H4)、液氢，氧化剂有液氧和液态N2O4等。下列叙述错误的是(　　)
A.液氢和液氧燃烧放出大量热量，产物对环境友好
B.发射场因液态N2O4产生大量NO2而呈红棕色
C.液氢和液氧在汽化过程中发生了吸热反应
D.N2H4和N2O4反应中生成物总能量小于反应物总能量
解析　A项，液氢和液氧燃烧是放热反应，产物为水，不污染环境，A项正确；B项，液态N2O4汽化过程中，部分转化成NO2，产生红棕色雾，B项正确；C项，液氢、液氧的汽化过程属于物理变化，不属于吸热反应，C项错误；D项，N2O4和N2H4的反应是放热反应，反应物总能量大于生成物总能量，D项正确。
C
2.(2025·丰台高一检测)如图所示变化为吸热过程的是(　　)
A
解析　从图中可知，反应物总能量低于生成物总能量，为吸热过程，A符合题意；从图中可知，反应物总能量高于生成物总能量，为放热过程，B不符合题意；图中为稀释浓硫酸的操作，稀释浓硫酸为放热过程，C不符合题意；稀盐酸与锌粉反应放热，属于放热过程，D不符合题意。
3.风能是一种清洁无公害的可再生能源。下列有关风力发电的叙述不正确的是(　　)
A.可节约大量煤、天然气、石油等燃料
B.有效减少二氧化碳排放，控制温室效应
C.风能是一种清洁的环保型能源
D.风力发电是化学能转变为电能
解析　风力发电可以减少热力发电的需要，从而节约大量煤、天然气、石油等燃料，A正确；风力发电过程中没有化石燃料的燃烧，有效减少二氧化碳排放，控制温室效应，B正确；风力发电不会对环境造成污染，为清洁能源，C正确；风力发电是把风能转化为电能，D错误。
D
(1)①是________(填“吸热”或“放热”，下同)反应，②是________反应，③是________反应。
(2)反应②断裂反应物中的化学键所吸收的能量________(填“大于”或“小于”)形成生成物中的化学键所放出的能量。
吸热
解析　由题图1可知，反应①的生成物总能量高于反应物总能量，故反应①是吸热反应。由题图2可知，反应②的反应物总能量高于生成物总能量，故反应②是放热反应；反应③生成物的总能量高于反应物总能量，故反应③是吸热反应。
放热
吸热
小于
1.下列反应中属于氧化还原反应且生成物的总能量高于反应物的总能量的是(　　)
A.氢气与氯气反应 B.盐酸与碳酸氢钠反应
C.锌片与稀硫酸反应 D.高温下，炭与CO2反应
解析　氢气与氯气反应为氧化还原反应，且为放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，故A错误；盐酸与碳酸氢钠发生复分解反应，不是氧化还原反应，故B错误；锌片与稀硫酸反应为氧化还原反应，且为放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，故C错误；高温下，炭与CO2反应生成CO为氧化还原反应，且为吸热反应，反应物的总能量低于生成物的总能量，故D正确。
D
1
2
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5
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9
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11
12
2.新能源的特点是资源丰富，在使用时对环境无污染或污染很小，且可以再生。下列属于新能源的是(　　)
①天然气　②煤　③核能　④石油　⑤太阳能　⑥生物质能　⑦风能　⑧氢能
A.①②③④ B.③④⑤⑥⑦⑧
C.③⑤⑥⑦⑧ D.⑤⑥⑦⑧
解析　新能源要符合污染小、可再生性强等特点，选D。
D
1
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12
3.先进的甲醇蒸气重整—变压吸附技术可得到高浓度CO2、H2混合气，化学反应原理是CH3OH＋H2O―→ CO2＋3H2，其能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.CH3OH转变成CO2和H2的过程是一个吸收能量的过程
B.反应物的总能量小于生成物的总能量
C.形成H—H放出能量
D.断开H—C放出能量
解析　由图示能量变化趋势可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，所以CH3OH转变成CO2和H2的过程是一个放出能量的过程，A、B错误；化学键的形成需要释放能量，所以形成H—H放出能量，C正确；化学键的断裂需要吸收能量，D错误。
C
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4.为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染，同时缓解能源危机，有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。下列说法正确的是(　　)
A.H2O的分解反应是放热反应
B.氢能源已被普遍使用
C.氢气不易贮存和运输，无开发利用价值
D.2 mol H2O具有的总能量低于2 mol H2和1 mol O2具有的总能量
解析　水分解是吸热反应，A项错误；氢能源由于受贮存和运输的限制，还未普遍使用，但有巨大的开发利用价值，B、C两项错误；水分解是吸热反应，故2 mol H2O具有的总能量低于2 mol H2和1 mol O2具有的总能量，D项正确。
D
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5.下列反应或过程中能量的变化符合图像的是(　　)
A.H＋H―→H—H
B.2NH4Cl＋Ba(OH)2·8H2O===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O
C.Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑
D.H2SO4＋2KOH===K2SO4＋2H2O
解析　由图示可知，生成物总能量高于反应物的总能量，该反应过程属于吸热反应，B项符合题目要求，A项为放热过程，C、D两项表示的是放热反应。
B
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6.(2025·自贡高一检测)下列图像均表示化学反应中的能量变化，其中描述正确的是(　　)
A.图甲可以表示反应CO2＋C===2CO的能量变化
B.图乙说明金刚石比石墨稳定
C.根据图丙可以判断2A(g)===B(g)放出 a kJ的能量
D.图丁中断裂反应物中化学键所需的总能量高于形成生成物中化学键所释放的总能量
1
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D
解析　反应CO2＋C===2CO为吸热反应，图像描述的是放热反应，故A错误；由图可知，金刚石的能量高于石墨，物质的能量越高越不稳定，则金刚石的稳定性弱于石墨，故B错误；由图可知，气态A转化为液态B放出 a kJ·mol-1能量，气态B的能量高于液态B，故C错误；由图可知，该反应为反应物总能量小于生成物总能量的吸热反应，则断裂反应物中化学键所需的总能量高于形成生成物中化学键所释放的总能量，故D正确。
1
2
3
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12
7.将铁粉和硫粉充分混合后加热，待反应一发生即停止加热，反应仍可持续进行，直至反应完全生成新物质硫化亚铁。此现象说明(　　)
A.该反应是吸热反应
B.该反应是放热反应
C.铁粉和硫粉在常温下容易发生反应
D.生成物硫化亚铁的总能量高于反应物铁粉和硫粉的总能量
解析　铁粉和硫粉充分混合后加热，反应一开始即停止加热，反应仍可持续进行，说明该反应是放热反应，即生成物的总能量低于反应物的总能量。
B
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5
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12
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D
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12
9.白磷和红磷与氧气反应过程中的能量变化如图。下列说法中不正确的是(　　)
A.红磷比白磷稳定
B.白磷、红磷燃烧均是放热反应
C.等质量的红磷和白磷完全燃烧释放的热量相同
D.红磷转变为白磷是吸热反应
解析　题图中白磷的能量高于红磷，能量越高物质越不稳定，所以红磷比白磷稳定，A正确；白磷、红磷燃烧后生成物的能量低于反应物的能量，因此都是放热反应，B正确；等质量白磷的能量高于红磷，则完全燃烧释放的热量不相同，C错误；由图像分析，等物质的量的白磷能量高于红磷，依据能量守恒，红磷转变为白磷是吸热反应，D正确。
C
1
2
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11
12
10.(2025·马鞍山高一检测)某实验小组设计了如图所示的5组实验，探究化学能与热能的转化。
(1)实验①在实验前U形管中液面左右相平，在甲试管中加入适量氧化钙和水后，可观察到U形管中的现象是________________。
液面左低右高
1
2
3
4
5
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12
(2)实验②～⑤中属于吸热反应的是______(填序号)，这些反应的能量变化可用下图中的________(填“A”或“B”)表示。
1
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12
(3)从微观角度分析实验⑤化学反应中能量变化的原因：

①和②分别为________、________(填“吸收”或“释放”)。上述反应生成1 mol水时，________kJ能量。
②和④
B
吸收
释放
放出245
1
2
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5
6
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12
解析　(1)在甲试管中加入适量氧化钙和水后，试管里发生的是放热反应，锥形瓶内空气压强增大，可观察到U形管中的现象是液面左低右高。(2)②中Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应；③中稀硫酸与锌的反应是放热反应；④中柠檬酸与碳酸氢钠的反应是吸热反应；⑤中燃烧反应是放热反应；吸热反应为②和④；可以用B图表示。(3)①表示共价键断裂，要吸收热量，②表示共价键形成，要释放热量；断裂1 mol H2和0.5 mol O2中的化学键吸收的总能量为(436＋249)kJ＝685 kJ，形成1 mol H2O中的化学键释放的能量为930 kJ，因此生成1 mol H2O时放出热量为930 kJ－685 kJ＝245 kJ。
11.(2025·蚌埠高一检测)汽车燃料经历了从煤油到汽油的变迁。至今，人们依然在探索、优化车用燃料。根据以下三种可燃物在空气中的燃烧反应的能量变化示意图，从能量角度考虑，最适合做汽车燃料的是(　　)
A.可燃物A B.可燃物B
C.可燃物C D.可燃物A、B、C一样
解析　可燃物A达到燃点需要的能量较低，同时在空气中燃烧放出的热量较多，适合作为汽车燃料。
1
2
3
4
5
6
7
8
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10
11
12
A
12.(1)如图是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图，说明这个反应是________(填“吸热”或“放热”)反应，NO2和CO的总能量________(填“大于”“小于”或“等于”)CO2和NO的总能量。

(2)已知在高温、高压、催化剂作用下，1 mol石墨转化为金刚石吸收1.9 kJ的热量。
①该反应________(填“是”或“不是”)吸热反应。
②石墨和金刚石相比，________能量高，________更稳定。
③推测石墨与金刚石各1 mol在相同条件下燃烧，________放出的热量多。
1
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4
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放热
大于
是
金刚石
石墨
金刚石
解析　(1)由图示可知，该反应是放热反应。(2)1 mol石墨转化成金刚石吸收1.9 kJ的热量，该反应属于吸热反应，故金刚石的能量高，石墨的能量低，因此石墨更稳定；石墨与金刚石各1 mol在相同条件下燃烧时，金刚石放出的热量多。
1
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