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第六章
第一节
第一课时
化学反应与热能
学习目标与核心素养
学习目标
1、理解化学反应中能量变化的主要原因——化学键的断裂和形成。
2、知道化学反应中的能量变化和物质具有的能量之间的关系。
3、了解吸热反应和放热反应的概念，熟知常见的吸热反应和放热反应。
核心素养
1、宏观辨识：理解化学反应中能量的变化取决于反应物与生成物的总能量的相对大小。
2、微观探析：从化学键的断裂和形成上认识化学能量与化学变化的本质。
现代社会中，人类的一切活动（从衣食住行到文化娱乐，从社火生产到学科研究等）都离不开能量，而许多能量的利用与化学反应中能量变化密切相关。从煤、石油、天然气等提供的热能，到各种化学电池提供的电能，都是通过化学反应获得的。
化石燃料燃烧会释放大量的热。除了燃烧，其他化学反应也伴随这放热或吸热现象。
新课引入
一、放热反应与吸热反应
【实验6-1】在一只试管中加入2
mL
2
mol·L—1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，观察现象，并测量溶液温度的变化。
现象：镁条逐渐溶解，有气泡产生，温度计温度上升。
该反应是放出热量
实验视频：
【实验6-2】将20
g
Ba(OH)2?8H2O晶体研细后与10gNH4Cl在烧杯中混合，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，用手触摸烧杯下部，试着用手拿起烧杯。观察现象。
现象：有刺激性气味气体产生；木片上的水结成冰，木片与烧杯底被冰粘在了一起；用手触摸杯壁下部，有凉的感觉。
该反应是吸收热量
放热反应：
吸热反应：
把释放热量的化学反应称为放热反应。
把吸收热量的化学反应称为吸热反应。
思考与交流：
根据这两个实验总结一下生活中哪些反应属于放热反应，哪些反应属于吸热反应？
总结：
常见的吸热反应和放热反应
①常见的放热反应类型有：燃烧反应、酸碱中和反应、金属单质与水或酸的反应、大多数化合反应。
②常见的吸热反应有：大多数分解反应、氢氧化钡晶体与氯化铵的反应、碳酸氢钠晶体与氯化铵的反应、
C＋CO2===2CO、C＋H2O(g)
===CO＋H2等。
高温
高温
思考与交流：
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，有的化学反应吸收热量？
化学反应的实质
H
·
··
·
Cl
··
：
＋
→
Cl
··
··
H
··
··
H—H
Cl
—
Cl
H—
Cl
H2
+
Cl2
===
2HCl
点燃
一个化学反应的的过程，本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。
断开
断开
形成
一个化学反应吸收能量还是放出能量的决定因素
在化学反应中，随着物质的变化，既有反应物中化学键的断裂，又有生成物中化学键的形成，化学能也随之而改变。那么，一个化学反应吸收能量还是放出能量是由什么决定的呢？
在25℃、101kPa条件下
H2
+
Cl2
===
2HCl
反应为例
点燃
反应进程
能量
H
Cl
Cl
-
H
-
H-Cl
H-Cl
断1
mol
H-H键吸收436
kJ
断1
mol
Cl-Cl键吸收242
kJ
H
Cl
Cl
H
形成2
mol
H-Cl键放出2×431
kJ即862
kJ能量
放出能量184
kJ
1.
微观角度：化学反应中能量变化的原因——化学键的断裂和形成
E吸收=436+243=679
kJ
E放出=431×2=862
kJ
E1＜
E2
放热反应
热量的变化(
Q）=断键吸收的总能量－成键放出的总能量
能量
反应进程
断键吸收能量
成键释放能量
H
Cl
Cl
H
-
-
释放能量
H
Cl
Cl
H
H-C1
H-C1
能量
反应进程
成键释放能量
CaCO3
吸收能量
断键吸收能量
CaO
CO2
热量的变化(
Q）=断键吸收的总能量－成键放出的总能量
反应物总能量高
生成物总能量低
能量
反应进程
释放能量
能量
反应进程
反应物总能量低
生成物总能量高
吸收能量
2.
宏观角度：化学反应中能量变化的原因——反应物和生成物的总能量相对大小
宏观解释
放热反应
反应物具有的总能量
>
生成物具有的总能量
吸热反应
反应物具有的总能量
<
生成物具有的总能量
一个化学反应是释放能量还是吸收能量取决于
反应物总能量与生成物总能量的相对大小
放热反应
形成新键放出的总能量
>
断键吸收的总能量
微观解释
吸热反应
形成新键放出的总能量
<
断键吸收的总能量
二、人类对能源的利用
人类利用能源的三个阶段：
时期、
时期和
时期。
柴草
化石能源
多能源结构
人类利用能源的三个阶段：
时期、
时期和
时期。
柴草
化石能源
多能源结构
利用过程中面临两个问题
一是其短期内不可再生，储量有限，随着能源消费需求的不断增加，能源消费量与储量之间的矛盾日益突显；
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。
解决办法
节能
寻找新能源
一个是燃料燃烧阶段，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；
另一个环节是能量利用阶段，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。
太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等
【思考与讨论】
煤、汽油和柴油等作为燃料大量使用会造成空气污染，但不使用它们又会严重影响现代社会的生产和生活。对此，请从社会不同人群的角度，提出你的想法或建议，并与同学讨论。
能量变化
化学能转化为热能
放热
反应
吸热
反应
类型
反应物的总能量大于生成物的总能量
反应物的总能量小于生成物的总能量
遵循能量守恒原
理
能量
利用
燃料充分燃烧
新能源的开发
减少污染
课堂小结
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必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小 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.①②③④
D.②③④
A
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反应
C．甲烷在氧气中的燃烧反应
D．Ba(OH)2?8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应
B
3．下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是( )
A．碳酸钙受热分解
B．乙醇燃烧
C．铝与氧化铁粉末反应
D．氧化钙溶于水
A
4.断开1
mol
H—H键、1
mol
N—H键、1
mol
N≡N键分别需要吸收的能量为436
kJ、391
kJ、946
kJ。求：
(1)1
mol
N2完全反应生成NH3需
(填“吸收”或“放出”)能量
kJ。
放出
92
(2)1
mol
H2完全反应生成NH3需
(填“吸收”或“放出”)能量
kJ
(不考虑可逆反应)。
放出
30.67
5．已知化学反应2C(s)＋O2(g)
2CO(g)、2CO(g)＋O2(g)
2CO2
(g)都是放热反应。据此判断，下列说法不正确的是(其他条件相同)( )
A．12
g
C所具有的能量一定高于28
g
CO所具有的能量
B．56
g
CO和32
g
O2所具有的总能量大于88
g
CO2所具有的总能量
C．12
g
C和32
g
O2所具有的总能量大于44
g
CO2所具有的总能量
D．将一定质量的C燃烧，生成CO2比生成CO时放出的热量多
A
6.将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。下列说法正确的是（
）
A.NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应
B.该反应中，热能转化为产物内部的能量
C.反应物的总能量高于生成物的总能量
D.NH4HCO3的能量一定低于NH4Cl的能量
B
