第一节化学能与热能

第一节化学能与热能化学反应发生时同时会伴随着能量的变化，例如煤、石油、天然气这三种我们非常熟悉的燃料，它们在燃烧时便能释放出热能。

在初中化学里我们已经从燃料的角度初步学习了“化学与能源”等相关知识。

那么化学反应中产生的能量变化，比如热能的释放，其从何而来?它与化学物质及其化学反应是否有所联系?在本节的学习中，我们将从微观结构的角度，即从本质上去分析理解化学反应中的能量，主要是热能的变化，从而建立起科学的能量观。

本节的学习内容可分为三部分：1．化学能与热能之间的内在联系。

在这部分内容里，我们将运用已有的化学键的初步知识去分析理解化学反应中的能量变化关系，在学习中应深刻理解以下要点：(1)化学反应中能量变化的主要原因：(2)化学反应吸收能量或放出能量的决定因素：2．任何化学反应除遵循质量守恒外，同样也遵循能量守恒。

反应物与生成物的能量差若以热量形式表现即为放热反应或吸热反应(E反：反应物具有的能量；E生：生成物具有的能量)：在学习这部分内容时，应该重视实验探究方法在学习新知识中的作用，通过科学探究可以帮助和加深我们对化学能与热能之间相互转化及其研究过程的认识，学会从定性和定量两个方面去研究化学反应中的能量变化。

3．了解生物体内生命活动过程中的能量转化、能源与人类社会发展的密切关系，建立起正确的能量观。

除了课本知识外，也应通过阅读科普读物、多听科普讲座、多读书和看报纸等多种途径去获取这些方面的知识。

一、选择题(每题只有一个正确答案)1．氢氧化钠与盐酸的反应属于( )。

·A．吸热反应 B．放热反应C．既是吸热反应也是放热反应 D．都不是2．“摇摇冰”是一种即用即冷的饮料。

吸食时将饮料罐隔离层中的化学物质和水混合后摇动即会制冷。

该化学物质可能是( )。

A．氯化钠 B．固体硝酸铵 C．生石灰 D．蔗糖3．下列物质加入水中显著放热的是( )。

A．生石灰 B．固体NaCl C．无水乙醇 D．固体NH4N034．对于放热反应，下列说法正确的是( )A．产物H20所具有的总能量高于反应物H2和O2所具有的总能量B．反应物H2和O2所具有的总能量高于产物H2O所具有的总能量C．反应物H2和O2所具有的总能量等于产物H。

第二章第一节化学能与热能一学习目标知道化学键断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。

知识点回顾化学变化的实质是什么在化学反应过程中断开化学键，物质本身需要吸收能量，[点拨]如：你想掰断一个木棒，那你需要对木棒用力（做功），对于木棒来说它是吸收能量。

在化学反应过程中形成化学键，物质需要放出能量【点拨】行星撞击地球的时候会形成大爆炸，那就是它们（地球和行星）结合（撞击）后向外界放出能量的表现。

1、化学反应中能量变化的原因化学反应的实质是旧键断裂和新的化学键形成。

化学反应中旧键断裂要吸收能量，新键形成需要放出能量。

而吸收和放出的能量一般不同，所以化学变化必然伴随着能量的变化。

2、例如：断开H－H键要吸收能量436kJ。

形成H－H键要放出能量436kJ。

1molCH4中含有4molC-H键，断开1molC-H键要吸收415kJ热量，断开1molCH4中的C-H键需要吸收4×415=1660kJ。

2、化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。

化学反应和能量变化是同时进行的。

3、一个化学反应吸收能量还是放出能量是由什么决定的呢？反应物的总能量>生成物的总能量反应物的总能量<生成物的总能量化学反应放出能量化学反应吸收能量[解析]一个确定的化学反应完成后的结果是吸收能量还是放出能量，决定于和的相对大小4、如何判断一个反应是吸收能量还是放出能量呢反应物总能量高生成物总能量低能量反应进程释放能量①反应物的总能量生成物的总能量，反应放出能量。

1.宏观：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大于反应物总能量高生成物总能量低能量反应进程释放能量①反应物的总能量生成物的总能量，反应放出能量。

1.宏观：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大于反应物总能量生成物总能量放出能量反应物总能量生成物总能量吸收能量化学反应中能量的变化------总能量守恒(能量守恒定律)化学能其他形式的能量其他形式的能量化学能【小结】①反应物的总能量 生成物的总能量，反应放出能量。

第一节化学能与热能1.1化学键与化学反应中能量的变化一、知识要点I.前言内容煤、石油和天然气等化石燃料或它们的制品的燃烧所产生的热能从何而来？与化学物质及化学反应有什么关系？石灰石经高温煅烧生成生石灰，高温提供的热能在分解反应中起什么作用？实验：往一片棉花里加入两药匙的过氧化钠，然后滴加几滴水，观察现象。

为什么棉花可以燃烧？【归纳小结】物质在发生化学反应的同时都还伴随着能量的变化，这些能量变化通常又表现为的变化。

（除此之外还有的反应表现为还有、的变化）II、化学能与热能的相互转化一、化学能转化成热能【实验一】镁条与盐酸的反应能量的变化实验步骤：在试管里加入2-3 mL 6 mol/L 的盐酸，再插入镁条，立即用手触摸试管外壁，感受其温度，并用温度计测量溶液的温度，做好记录，当反应进行到大量气泡冒出时，再用手触摸试管外壁感受其温度，并用温度计测量溶液的温度，做好记录。

注意事项：镁与稀酸和弱酸反应现象不明显，常常需要加热，所以要选择强酸且浓度不要太低。

尽量使用纯度好的镁条，反应前要用砂纸，这样进行实验时，用手触摸才能明显感觉到反应放热，用温度计测量效果会更好。

实验现象：试管外壁和溶液的温度，反应后比反应前高，有大量气泡逸出。

实验结论：铝与盐酸反应产生H2，并放出热量。

该反应是放热反应方程式：Mg+2HCl == MgCl2+H2【实验二】B a(O H)2 ·8H2O 与NH4Cl 反应中的能量变化【投影实验】实验步骤实验现象得出结论1、将晶体混合后立即用玻璃棒快速搅拌混合物有刺激性气味的气体产生，该气体能使湿润的紫色石蕊试纸变蓝有气生成2、用手触摸烧杯下部感觉烧杯变凉反应3、用手拿起烧杯烧杯下面的带有几滴水的玻璃片（或小木板）粘到了烧杯底部反应热量使体系温度降低，使水结成冰4、将粘有玻璃片的烧杯放在盛有热水的烧杯上一会儿再拿起玻璃片脱离上面烧杯底部冰融化5、反应完后移走烧杯上的多孔塑料片，观察反应物混合物成糊状有水生成注意事项：这个实验成功的关键是在短时间内反应充分进行，使体系温度快速降低，将玻璃片上的水凝固。

第一节化学能与热能2课时【学习目标】1、了解物质稳定性与能量高低的关系2、掌握常见的放热反应和吸热反应【知识点分析】一、物质具有的能量越低越稳定；反之，物质具有的能量越高越不稳定。

由此可推知:一个化学反应若是放热反应，则说明生成物的总能量比反应物的总能量低，生成物比反应物稳定；若一个化学反应是吸热反应，则说明反应物的能量比生成物的总能量低，反应物比生成物稳定。

【例1.】已知25 ℃、101 kPa下，1 mol石墨完全燃烧生成CO2放出393.51 kJ热量、1 mol金刚石完全燃烧生成CO2放出395.41 kJ热量。

据此判断，下列说法正确的是（）A.由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低B.由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高C.由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低D.由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高【解析】二、常见的放热反应。

（1）一切燃烧反应（2）活泼金属与酸或水反应；（3）酸碱中和反应；（4）物质的缓慢氧化（5）大部分化合反应（CO2+C高温2CO，为吸热的化合反应）三、常见的吸热反应（1）大多数的分解反应、分子分解成原子。

（2）Ba(OH)2.8H2O与NH4Cl反应（这个反应要重点记忆，它是一个可以在常温下进行的吸热反应（3）CO2+C高温2CO，为吸热的化合反应(4)以CO、C、H2为还原剂的氧化还原反应【特别提醒】1、一个化学反应时吸热还是放热，只与反应物总能与生成物总能量的相对大小有关，而与反应是否需要加热无关。

如：典型的燃烧反应，在反应开始的时候也需要加热才能使反应进行。

吸热反应也不一定要加热才能进行，如吸热反应的（2）反应。

2、有些变化也是有能量变化的，但是是物理变化我们不能称之为吸热反应或者放热反应，如：固体NaOH溶于水，浓硫酸溶于水，干冰的升华等。

【自我检测】1、下列变化中属于吸热反应的是_______。

必修2 第二章化学反应与能量第一节化学能与热能教案【课程三维目标】【知识技能】1、理解化学键与化学反应中能量转化之间的关系2、理解放热反应和吸热反应及化学能与热能之间的转化3、了解能源在生产、生活中的应用及对人类文明发展的贡献【过程方法】1、通过阅读了解能源对人类文明的贡献，并提出有探究价值的问题2、通过实验理解化学反应中能量的变化主要表现形式，弄清化学能与热能的关系【情感态度】感悟生物体内生命活动过程的能量变化，能源与人类社会发展的密切关系，形成节约能源、保护环境、可持续发展的意义【课内探究】一、化学键与化学反应中能量变化的关系1、物质中的原子之间是通过化学键相结合的2、化学反应的特征是有新物质的生成，涉及到反应物的化学键断裂，生成物的化学键的形成，而化学键的断裂要吸收能量，化学键的生成要放出能量，使得化学反应中就有了能量的变化。

3、化学反应中能量变化的原因在相同条件下，各物质的能量不相同；能量不能再生，也不会消失，只发生形式的转化或传递4、化学反应中能量变化形式化学反应都有新物质的生成，同时伴有能量变化；能量变化可表现为热能、光能、电能、声能、功等，通常表现为热能的变化5、物质所具有的能量与物质的状态有关：固体(s)、液体(l)、气体(g)、溶液(aq)某种物质从固体转变为液体、再转变为气体是需要吸收能量的，因此对于同种物质，气体所具有的能量最高，固体最低。

在说一个反应的能量变化时，一定要说明物质（反应物和生成物）的状态。

6、物质具有的能量越低越稳定，参加化学反应时，化学键断裂就需要吸收更多的能量；反之，物质具有的能量越高越不稳定，参加化学反应时，化学键断裂需要吸收的能量低。

(物质具有的能量大小与化学键的能量大小刚好相反)7、化学反应能量变化的计算反应的热量变化：△H(反应热)=E生成物的总能量－E反应物的总能量=E反应物的化学键断裂吸收的能量－E生成物的化学键形成放出的能量（教辅39页例1）推导：若△H＞0(或△H为正)，则为吸热反应；△H＜0(或△H为负)，则为放热反应例：已知H2(g)＋Br2(l )===2HBr(g)；△H=－72kJ·mol－1，蒸发1molBr2(l)需要吸收的能量为A．404 B．260 C．230 D．200二、化学能与热能的相互转化 （教材33页）能量守恒定律1、化学反应中能量变化形式化学能是能量的一种形式，在化学反应都有新物质的生成，同时伴有能量变化；能量变化可表现为热能、光能、电能、声能、功等，通常表现为热能（吸热或放热）的变化2、实验验证实验2—1 Al 与盐酸的反应：温度升高——放热反应实验2—2 BaOH 2·8H 2O ＋2NH 4Cl=BaCl 2＋2NH 3↑＋10H 2O ——为吸热反应实验2—3 盐酸与NaOH 溶液的中和反应：放热反应中和热（教材34页思考与交流）在稀溶液中，酸碱中和生成1mol 水时放出的热量就叫中和热。

化学能与热能的相互转化一、化学能1、定义：将其它形式的能量储存在化学物质中，使化学物质具有的能量。

2、特点：⏹不同的物质的化学能不同⏹同一物质，量不同储存的化学能不同⏹不能直接测定⏹人摄取的化学能，转化为新物质的化学能及其它形式的能二、化学反应中的能量变化：化学反应伴随能量变化是化学反应的一大特征1、化学键与化学反应中能量变化的关系(微观)(1)键能：断裂1mol化学键要吸收的能量。

(2)键能的大小与物质稳定性的关系：物质化学性质越活拨，键能越小(3)关系：反应物键能总和＞生成物键能总和→吸热反应反应物键能总和＜生成物键能总和→放热反应2、化学键与化学反应中能量变化的关系，从键能角度分析：E (断裂)：化学键断裂需吸收的能量 E (形成)：化学键形成所释放的能量例（1）若E (断裂) ＞E (形成) ，则该反应需能量（2）若E (断裂) ＜E (形成) ，则该反应会能量键能：键能越大，说明要使该化学键断裂需要吸收的能量越多，即表示该化学键越牢固。

键能越大，说明形成该化学键时放出的能量越多，即含有该键的物质所蕴藏的能量（化学能）越低。

综上所述，键能越大，含有该化学键的物质的化学能就越低,物质越稳定。

练习：（1）某物质较活泼，即该物质所蕴藏的能量较(即所含化学能)，该物质较，该物质中的化学键断裂，化学键的键能较。

（2）为什么“化学反应必然伴随着能量的变化” 呢？3、化学反应过程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总能量的相对大小。

E(反应物)：反应物的总能量E(生成物)：生成物的总能量例（1）若E(反应物)＞E(生成物)，该反应能量；（2）若E(反应物)＜E(生成物)，该反应能量。

反应物的能量之和E反(断开化学键K断)生成物的能量之和E生(生成化学键K成)例（1）若E反> E生，放出能量。

（2）若E反< E生，吸收能量。

或者（1）若K断> K成，吸收能量。

（2）若K断< K成，放出能量。