21化学能与热能二课件-内蒙古呼和浩特市和林格尔县第一中学人教版高中化学必修二

NH4NO3 的溶解吸热
1.氢氧化钙与氯化铵晶体的反应 2. C(s) + CO2(g)高=温= 2CO(g) 3. C(s) + H2O(g) ＝△ ＝CO(g) + H2(g)
4.大多数分解反应 需要持续加热的反应
练习：
关于吸热反应和放热反应，下列说法中错误的是
（A）
(如铝热反应为放热反应）
A．需要加热才能进行的化学反应一定是吸热反应 B．化学反应中能量变化，除了热量外，还可以是光能、电 能等 C．化学反应过程中的能量变化，也服从能量守恒定律 D．反应物的总能量高于生成物的总能量时，发生放热反应
第二章 化学反应与能量
第一节 化学能与热能
反应中伴有能量变化
氨的燃烧
磷的燃烧
[补充实验]
镁条在空气中的燃烧
化学反应中的能量变化不仅表现为热量的变化， 也可以有其他形式，如光能、电能等
任何化学变化一定伴有能量变化，能量变化的 形式有多种，但主要以化学能与热能的转变为主， 所以：若忽略其他能量形式变化，
3、热化学方程式中必须注明物质的聚集状态：气态（g ）、液态（l）、固态（s）、溶液（aq）
反应的焓变与反应物及生成物的聚集状态有关， 聚集状态与温度、压强有关，
4、热化学方程式中必须注明温度、压强(若不注 明则表示在250C（298K）、101kPa下).
5、热化学反应方程式中不用标反应条件、用 “ ”表示、当化学反应逆向进行时, △H 数值不变,但符号相反.
2 、从宏观角度分析
2 、从宏观角度分析
放出能量
能量
E反
反应物
Q放
E生
生成物
反应过程
放出能量化学反应：
①反应物的总能量 > 生成物的总能量

第三十一页，共35页。
6．C 化学反应是伴有能量的变化，有的吸收能量，有的 放出能量，且能量通常以热的形式表现出来。
7．D H2 在 Cl2 中的燃烧为放热反应，即形成 2 mol H—Cl 键所放出的能量大于断裂 1 mol H—H 键和 1 mol Cl—Cl 键所 需要吸收的能量，故 Q1＋Q2<2Q3。
第三十三页，共35页。
9．(1)试管中有大量气泡产生，镁片逐渐溶解，烧杯中溶 液变浑浊
(2)镁与盐酸反应有氢气生成，是放热反应，因此试管中有 大量气泡产生，镁片逐渐溶解，反应过程中，烧杯中溶液温度 会升高，而 Ca(OH)2 在水中的溶解度随温度的升高而减小，故 烧杯中析出 Ca(OH)2 晶体，而使溶液变浑浊
第十八页，共35页。
D. 已知 Fe(OH)3＋3HCl FeCl3＋3H2O 为放热反应，则 FeCl3＋3H2O Fe(OH)3＋3HCl 为吸热反应
4. 关于化学反应中的能量变化，下列说法不正确的是 ()
A．化学反应中的能量变化，除热量外，还可以是光能、 电能等
B．化学反应中的能量变化，服从能量守恒定律
第十四页，共35页。
课基堂础训练练习
限时：20 分钟
总分：60 分
第十五页，共35页。
1. 下列说法正确的是( ) A. 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 B. 化学反应中的能量变化都表现为热量变化 C. 任何放热反应在常温下一定能发生 D. 反应物和生成物所具有的总能量的相对大小决定了反 应是放热还是吸热
8．(1)679 kJ (2)862 kJ (3)放出 (4)>
第三十二页，共35页。
解析：(1)反应物断键吸收的总能量应该是 1 mol H—H 与 1 mol Cl—Cl 键之和，即 436 kJ＋243 kJ＝679 kJ。

旧化学键 断裂
新化学键 形成
吸收能量E1
反应物
化学反应
释放能量E2
生成物
当E1＞E2，为吸热反应 当E1＜E2，为放热反应
刚刚我们从化学键也就是微观的角度分 析了化学反应中能量的变化，那么在宏 观角度来说能量与化学反应中能量变
化的关系
第一课时
化学反应的实质
旧键的断裂 新键的形成
化学键与化学反应 中能量的变化有什
么关系？
【自学探究】请同学们认真阅读课本， 完成下列练习。
1、物质中的原子之间是通过 化学键 相结合的。 2、当物质发生化学反应时，断开反应物中的化 学键要 吸收 能量，而形成生成物中的化学键
要放出 能量。
3、由H原子形成1molH-H键，要放出436kJ 的能 量，而断开1molH-H键变成H原子要吸收436kJ的 能量。1molCH4中含4molC-H键，断1molC-H 键要吸收 415kJ 的能量，断开1molCH4中所有的 C-H键则要吸收 1660kJ 的能量。因而，化学键的 断裂和形成是物质在化学反应中发生能量变化的
反之为吸热反应。
习题：
1、已知反应A＋B＝C＋D为放热反应，对该反应的下列 说法中正确的是（ C ） A. A的能量一定高于C B. B的能量一定高于D C. A和B的总能量一定高于C和D的总能量 D. 该反应为放热反应，故不必加热就一定能发生
2、下列对化学反应的认识错误的是（ C ） A.会引起化学键的变化 B.会产生新的物质 C.必然引起物质状态的变化 D.必然伴随能量的变化
本节课结束
反应物的总能量=生成物的总能量+放出的热量 生成物的总能量=反应物的总能量+吸收的热量
课堂小结：

2. 该反应是 吸热 反应；
3起来。
二、化学能与热能的相互转化
1、化学反应中能量的变化主要表现为热量的变化
2、 若E（反应物）> E（生成物），表现为放热 （化学能转化为热能，释放能量），叫放热 反应 若E（反应物）< E（生成物），表现为吸热 （热能转化为化学能，储存能量），叫吸热 反应
放出：431.8x2KJ
3、从化学键的观点来分析能量的变化
反应物化学键断裂 ：吸收能量 生成物化学键形成 ：放出能量 若E（放出）＞E（吸收）——放出能量 若E（放出）＜E（吸收）——吸收能量
想一想： 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 是放出能量从宏观角度看 是由什么决定的呢？
（×103kj/d)
1、社会发展与能源利用
1000 750 500 250
0
原始社会早期农业社会简单工业社会现代信息社会
2、人类利用能源的三个阶段
中国古代制陶图
柴草时期
化石能源时期
多能源结构时期
（2）在反应H2 + Cl2 ＝2HCl中，已知H－H键 能为436kJ，Cl－Cl键能为247kJ，H－Cl键能为
思考？
上述能量的吸收或放出到底是以什么 形式表现出来呢？
实验探究：
实验一：在一支试管中放入打磨过的铝条，再加 入2-3ml 6mol/l的盐酸，然后快速将温度计插入液 面下，观察整个现象，并完成下表：
实验
现象
反应方程式
Al＋ HCl(aq
)
①产生_气__泡_____ ②溶液温度_升__高__
_2A__l＋__6_H__C_l_=_=_=_2_A__lC__l3_ _＋_3_H__2_↑_

必修2 第二章 化学反应与能量
吸热反应与放热反应的比较 1.放热反应和吸热反应
放热反应
反应物具有的总能量 大于生成物具有的总 能量 生成物分子成键时释 放的总能量大于反应 物分子断键时吸收的 总能量
吸热反应
反应物具有的总能量 小于生成物具有的总 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
必修2 第二章 化学反应与能量
已知反应X＋Y===M＋N为吸热反应,对这个反应的 下列说法中正确的是( ) A.X的能量一定低于M的,Y的能量一定低于N的 B.因为该反应为吸热反应,故一定要加热反应才能进 行 C.破坏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 D.X和Y的总能量一定低于M和N的总能量
必修2 第二章 化学反应与能量
(3)物质在化学反应中发生能量变化的主要原因 是化学键的断裂和形成。 3.化学反应中能量变化的决定因素(宏观角度) (1)物质的稳定性与能量的关系
必修2 第二章 化学反应与能量
(2)化学反应中能量变化的决定因素(用E表示物质 能量)
必修2 第二章 化学反应与能量
1.有化学键断裂的变化一定是化学变化吗？ [提示] 有化学键断裂的变化不一定是化学变化 。如:HCl溶于水时,在水分子的作用下,H—Cl键被 破坏,但是无新化学键的生成,不是化学变化。
则反应:N2＋3H2===2NH3的能量变化 ΔQ＝Q(吸)－Q(放)＝(942 kJ＋436 kJ×3)－391 kJ×3×2＝－96 kJ 即该过程放出96 kJ热量。
必修2 第二章 化学反应与能量
考向提醒：
(1)同一个化学键,断裂时吸收的能量与形成时放出 的能量相等。 (2)微观上,吸收的能量与放出的能量的相对大小决 定了反应的能量变化。 宏观上,反应物的总能量与生成物的总能量的相对大 小决定了反应的能量变化。

●自主探究 1．化学反应中为什么会有能量变化？ 提示：在化学反应中，从反应物分子转变为生成物分子， 各原子内部并没有发生变化，但原子间的结合方式发生了改 变。在这个过程中，反应物分子中的化学键部分或全部遭到破 坏，生成物分子中的化学键形成。实验证明，在破坏旧化学键 时，需要能量来克服原子间的相互作用；在形成新化学键时， 由于原子间的相互作用而放出能量。化学反应的能量就来源于 旧化学键的破坏和新化学键的形成所发生的能量变化。
新知识•预习探究
●学习目标 1．知道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．知道反应物与生成物总能量的相对高低是反应过程中 能量变化的决定因素。 3．了解化学能与热能的相互转化。 4．了解能量转化在生产、生活中的应用。
●新知预习 1．化学反应过程包括化学键的_破__坏___ (吸收能量)和化学 键的__形__成__ (放出热量)，所以化学反应在发生物质变化的同时 必定伴随着_能__量___变化。 2．对于繁多、复杂的化学反应，人们从不同的角度可以 有不同分类： (1)从反应的形式上可以分为__化__合__、__分__解__、__置__换__、__复__分__解__ 四种基本反应类型。 (2)从反应进行的程度分为_可__逆__反__应_与_不__可__逆__反__应___。
4．利用化学键计算化学反应中的能量变化 (1)化学反应中的能量变化的主要原因 化学反应中的能量变化的主要原因是化学键的断裂和形 成。 (2)化学键的特点 同一个化学键断裂时吸收的能量和形成时放出的能量相 等。 (3)计算公式的推导 以H2＋Cl2===2HCl为例：
①图示分析。
②计算分析。
化学键 1 mol A—B化学键 反应中能量变化
吸收的能量＝断裂旧化学键吸收的总能量－形成新化学 键释放的总能量。

则反应：N2＋3H2===2NH3的能量变化 ΔQ＝Q(吸)－Q(放)＝(942 kJ＋436 kJ×3)－391 kJ×3×2＝－96 kJ
即该过程放出96 kJ热量。
已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量121 kJ，且 氧气中1 mol O===O键完全断裂时需要吸收能量496 kJ， 水蒸气中1 mol H—O键形成时放出能量463 kJ，则氢气 中1 mol H—H键断裂时吸收能量为( )
• 如果要通过实验来测定盐酸与氢氧化钠反应的中 键形成时放出能量463 kJ，则氢气中1 mol H—H键断裂时吸收能量为( )
断开1molCl —Cl键要吸收243kJ的能量。 （）
和热，你认为在设计实验装置和操作时应该注意 断键吸收的总能量 > 成键放出的总能量
2、化学反应中能量变化与化学键的关系是什么呢？
化学反应中是吸收能量还是放出能量要看断键时 吸收的能量多还是成键时放出能量得多。
一、化学键与化学反应中能量变化的关系
2、化学反应中能量变化的原因
D．燃烧反应都可以看成物质内部的化学能转变为热能的放热
（1）从化学反应的本质角度考虑 H2 + Cl2
2HCl
A．920 kJ
B．557 kJ
C．436 kJ
D．188计算题，通常就是考查化 学键的键能与化学反应中能量变化的关系。计算公式为：
化学反应中的能量变化值＝反应物的总键能－生成物的 总键能。
利用这一公式进行计算时，要特别注意：
(1)既可以利用所有化学键的键能计算具体反应中的能量 变化，又可以根据化学反应中的能量变化计算某一个具 体的化学键的键能。
大部分化合反应（生石灰和水）
实验２－３
酸碱中和反应中的热量变化

功地把自己推销给别人之前，你必须百分之百的把自己推销给自己。即使爬到最高的山上，一次也只能脚踏实地地迈一步。
放热
反应物
的部分能量通过化学反应转化为热能释放给环境
吸热
升高
反应物从环境中吸收能量.
思 考
体系
什么是反应体系？什么是环境？
反应体系：研究的对象 （反应物和生成物）
环境：除研究的对 象外的物质
思考与交流
1、保温隔热的效果一定要好。 2、酸碱浓度要准确。 3、温度计要读准，水银球要全浸在
溶液中，且要稳定一段时间再读。 4、实验操作时动作要快，以尽量
E(断键)= 679kJ ; E(成键)= 862kJ 反应过程的能量变化：△E= E(成键) - E(断键) = 183kJ/mol
∴当△E＞0,放热反应，反应体系能量降低； 当△E＜0,吸热反应，反应体系能量升高；
即时练习 《三维设计》P38 A
归纳总结：
思考练习 《三维设计》P38
降低
减少热量的散失。
科学视野 1.社会发展与能源利用 能量 新物质
煤 石油 天然气 绿色
C
解：∵ H+ + OH - = H2O 1mol
0.5L×0.6mol/L×2
∴
△H
57.3kJ Q
用微笑告诉别人，今天的我，比昨天更强。瀑布跨过险峻陡壁时，才显得格外雄伟壮观。勤奋可以弥补聪明的不足，但聪明无法弥补懒惰的缺陷。孤独是 每个强者必须经历的坎。有时候，坚持了你最不想干的事情之后，会得到你最想要的东西。生命太过短暂，今天放弃了明天不一定能得到。只有经历人生 的种种磨难，才能悟出人生的价值。没有比人更高的山，没有比脚更长的路学会坚强，做一只沙漠中永不哭泣的骆驼！一个人没有钱并不一定就穷，但没 有梦想那就穷定了。困难像弹簧，你强它就弱，你弱它就强。炫丽的彩虹，永远都在雨过天晴后。没有人能令你失望，除了你自己人生舞台的大幕随时都 可能拉开，关键是你愿意表演，还是选择躲避。能把在面前行走的机会抓住的人，十有八九都会成功。再长的路，一步步也能走完，再短的路，不迈开双 脚也无法到达。有志者自有千计万计，无志者只感千难万难。我成功因为我志在成功！再冷的石头，坐上三年也会暖。平凡的脚步也可以走完伟大的行程。 有福之人是那些抱有美好的企盼从而灵魂得到真正满足的人。如果我们都去做自己能力做得到的事，我们真会叫自己大吃一惊。只有不断找寻机会的人才 会及时把握机会。人之所以平凡，在于无法超越自己。无论才能知识多么卓著，如果缺乏热情，则无异纸上画饼充饥，无补于事。你可以选择这样的“三 心二意”：信心恒心决心；创意乐意。驾驭命运的舵是奋斗。不抱有一丝幻想，不放弃一点机会，不停止一日努力。如果一个人不知道他要驶向哪个码头， 那么任何风都不会是顺风。行动是理想最高贵的表达。你既然认准一条道路，何必去打听要走多久。勇气是控制恐惧心理，而不是心里毫无恐惧。不举步， 越不过栅栏；不迈腿，登不上高山。不知道明天干什么的人是不幸的！智者的梦再美，也不如愚人实干的脚印不要让安逸盗取我们的生命力。别人只能给 你指路，而不能帮你走路，自己的人生路，还需要自己走。勤奋可以弥补聪明的不足，但聪明无法弥补懒惰的缺陷。后悔是一种耗费精神的情绪，后悔是 比损失更大的损失，比错误更大的错误，所以，不要后悔！复杂的事情要简单做，简单的事情要认真做，认真的事情要重复做，重复的事情要创造性地做。 只有那些能耐心把简单事做得完美的人，才能获得做好困难事的本领。生活就像在飙车，越快越刺激，相反，越慢越枯燥无味。人生的含义是什么，是奋 斗。奋斗的动力是什么，是成功。决不能放弃，世界上没有失败，只有放弃。未跌过未识做人，不会哭未算幸运。人生就像赛跑，不在乎你是否第一个到 达终点，而在乎你有没有跑完全程。累了，就要休息，休息好了之后，把所的都忘掉，重新开始！人生苦短，行走在人生路上，总会有许多得失和起落。 人生离不开选择，少不了抉择，但选是累人的，择是费人的。坦然接受生活给你的馈赠吧，不管是好的还是坏的。现在很痛苦，等过阵子回头看看，会发 现其实那都不算事。要先把手放开，才抓得住精彩旳未来。可以爱，可以恨，不可以漫不经心。我比别人知道得多，不过是我知道自己的无知。你若不想 做，会找一个或无数个借口；你若想做，会想一个或无数个办法。见时间的离开，我在某年某月醒过来，飞过一片时间海，我们也常在爱情里受伤害。1、 只有在开水里，茶叶才能展开生命浓郁的香气。人生就像奔腾的江水，没有岛屿与暗礁，就难以激起美丽的浪花。别人能做到的事，我一定也能做到。不 要浪费你的生命，在你一定会后悔的地方上。逆境中，力挽狂澜使强者更强，随波逐流使弱者更弱。凉风把枫叶吹红，冷言让强者成熟。努力不不一定成 功，不努力一定不成功。永远不抱怨，一切靠自己。人生最大的改变就是去做自己害怕的事情。每一个成功者都有一个开始。勇于开始，才能找到成功的 路。社会上要想分出层次，只有一个办法，那就是竞争，你必须努力，否则结局就是被压在社会的底层。后悔是一种耗费精神的情绪后悔是比损失更大的 损失，比错误更大的错误所以不要后悔。每个人都有潜在的能量，只是很容易:被习惯所掩盖，被时间所迷离,被惰性所消磨。与其临渊羡鱼，不如退而结网。 生命之灯因热情而点燃，生命之舟因拼搏而前行。世界会向那些有目标和远见的人让路。不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海。骐骥一跃，不 能十步；驽马十驾，功在不舍。锲而舍之，朽木不折；锲而不舍，金石可镂。若不给自己设限，则人生中就没有限制你发挥的藩篱。赚钱之道很多，但是 找不到赚钱的种子，便成不了事业家。最有效的资本是我们的信誉，它小时不停为我们工作。销售世界上第一号的产品——不是汽车，而是自己。在你成

的奇妙与和谐。
自学导引
一、化学键与化学反应中能量变化的关系 1．化学反应的实质 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________和生成物中________。
2．化学反应中能量变化的原因(微观角度) (1)物质中的原子(或原子团)之间是通过________相结 合的。 (2)当物质发生化学反应时，断开反应物中的化学键要 ________能量，而形成生成物中的化学键要________能 量。 (3)化学键的________是化学反应中能量变化的主要原 因。
3．掌握化学反应速率和反应限度概念；了解影响化学 反应速率和反应限度的因素。了解化学反应限度的本质原 因及外部特征。
本章内容包括两个部分，一是化学反应与能量，二是 化学反应速率和限度。学习化学反应与能量，要从物质变 化与化学键变化的角度，从本质上认识物质变化与能量变 化的关系；然后围绕化学能与热能、化学能与电能等能量 关系展开学习；同时要注意能量的应用和科学利用能量。
通过化学能与热能、电能的相互转化及其应用的学 习，我们将对化学在提高能源的利用率和开发新能源中的 作用与贡献有初步认识；通过新型化学电源开发利用的介 绍，学生将对化学的实用性和创造性有更多的体会；通过 对化学反应速率和限度的讨论，学生对化学反应的条件将 从原理上加深认识。这些都会增进学生对化学科学的兴趣 与情感，体会化学学习的价值。
1．知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的 主要原因——化学键的断裂要吸收能量，化学键的形成要 放出能量。知道一个化学反应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高低。
2．通过实例和实验，了解化学能与热能的相互转化， 了解化学能转化为热能在生产、生活中的应用及其对人类 文明发展的贡献。

实验 2-3：盐酸与NaOH的反应
现象
结论
反应后温度升高
反应放出热量
H+ + OH－ ＝ H2O
中和热：酸与碱发生中和反应生成1molH2O时 所释放的热量称为中和热
中和热的测定 装置
保温、隔热、减少实验过程中的热量损失
常见的放热反应和吸热反应
放热反应
吸热反应
（1）所有的燃烧反应
（1）大多数分解反应
2、物质所具有的能量与物质稳定性 之间有何种关系？
水由高处向低处流要释放能 量（多出的势能转换为动能）
分析化学反应：
反应物的总能量>生成物的总能量
化学反应放出能量
将水由低处抽 向高处需提供能 量（电能转换为 机械能，再转换 为势能）
分析化学反应：
反应物的总能量 <生成物的总能量
化学反应吸收能量
图像表示：
反应放出能量 反应物的总能量 >生成物的总能量 断键吸收总能量 <成键放出总能量
反应吸收能量
反应物的总能量 <生成物的总能量 断键吸收总能量 > 成键放出总能量
【课堂练习】
1、 刚石和石墨是碳元素的两种结构不同的单质
（同素异形体）。在100 kpa时，1 mol石墨转化为 刚石，要吸收1.895 kj的热能。据此，试判断在100
现象
结论
有气泡放出，温度升高 反应放出热量
* 属与酸或水的反应一般都是放热反应。
实验 2-2：Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
现象
结论
有刺激性气味，烧杯变冷，烧 杯下面的玻璃片被冻在一起， 混合物呈糊状
反应吸收热量
Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl = BaCl2+2NH3↑+10H2O