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化学能与热能【学习目标】1、初步理解物质的化学变化、化学键变化和能量变化之间的关系，掌握物质的化学变化和能量变化的实质；2、了解放热反应、吸热反应的含义，了解化学反应在提供热能方面的重要作用；3、认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料的重要性，培养节约能源及保护环境意识。
【要点梳理】要点一、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过程就是反应物分子中的原子重新组合成生成物分子的过程，也就是反应物分子中化学键断裂和生成物分子中化学键形成的过程。
2、化学反应中能量变化的原因(1)断开化学键吸收能量例：1molH2中含有1molH—H键，常温常压下断开1molH—H键，需要吸收436kJ的热量。
(2)形成化学键放出能量由2molH原子生成1molH2，有1molH—H键生成，生成过程中向外界释放436kJ的热量。
要点诠释：形成1molH—H键释放的能量与断开1molH—H键吸收的能量相等。
(3)化学键与化学反应中能量变化的关系当E1＞E2，反应吸收热量；当E1＜E2，反应放出热量。
要点诠释：任何化学反应都要经历旧化学键断裂和新化学键形成的过程，因此，任何化学反应都伴随着能量的变化。
在化学反应中，从反应物分子改变为生成物分子，各原子内部并没有多少变化，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，生成物分子中的新化学键形成了，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。
因此说化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。
3、决定化学反应中能量变化的因素及反应能量变化的判定化学反应在发生过程中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大小。
如下图所示：反应物的总能量＜生成物的总能量，反应吸收能量(图1)；反应物的总能量＞生成物的总能量，反应放出能量(图2)。
要点二、化学能与热能的相互转化1、两条基本的自然定律(1)质量守恒定律：自然界的物质可以发生相互转化，但是总质量保持不变。
第二章化学反应与能量第一节化学能与热能一、教材分析本章内容是在学习了“物质结构元素周期律”之后，应用物质结构理论来指导化学反应原理的学习，是对第一章内容知识的深化。
其中化学反应中的能量变化，化学反应速率和限度是中学化学重要的理论部分，该部分内容在初中化学、高中必修模块和选修模块中均有安排，既有学习的阶段性，又有必修、选修的层次性，在具体内容上前后还有交叉和重叠，学生概念的形成和发展呈现一种螺旋式上升的形态。
化学反应中物质释放的化学能量是现代能量的主要来源，控制反应条件，可降低生产成本，提高经济效益。
这一章知识在工农业生产，科学技术研究和日常生活中都有广泛的应用，与我们每个人息息相关。
本章内容既是对初中化学相关内容的提升和拓展，又是为选修“化学反应原理”奠定必要的基础。
因此，本章教材在全书中占有重要地位，是整个高中化学的重点内容之一。
“化学能与热能”这节课的教学围绕化学能与热能的关系而展开。
第一课时主要讲述化学键与能量之间的密切联系，揭示化学反应中能量变化的主要原因。
通过学生实验，说明化学反应中能量变化主要表现为热量的形式，提出吸热反应和放热反应的概念。
本节在学生形成知识体系的过程中起到一个承上启下的作用。
初中化学从燃料的角度初步学习了“化学与能源”的一些知识，学生已经知道化学反应伴随着能量变化。
而在选修模块“化学反应原理”中，将从科学概念的层面和定量的角度比较系统深入地学习化学反应和能量的原理。
因此，本节内容既是对初中化学相关内容的提升与拓展，又是为选修“化学反应原理”奠定必要的基础。
使学生概念的形成和发展呈现一种螺旋式上升的形态。
二、学情分析关于化学反应与能量之间的关系，学生在初中化学中已经有所了解，在他们的生活经验中也有丰富的感性认识。
本节教学内容是让学生在学习物质结构初步知识之后，从本质上认识化学反应与能量的关系。
学生已经掌握了“物质结构”的基本知识，掌握了化学键的定义，知道化学反应包含反应物分子内化学键的断裂和产物分子中化学键的形成这两个过程。
热能、化学能、内能、动能势能机械能的关系与区分热能、化学能、内能、动能和势能是能量的不同形式，它们在物理和化学系统中起着重要的作用。
下面将详细介绍这些能量形式的关系和区别。
1.热能：热能是指由于物质内部的分子振动和运动所带来的能量。
它是一种微观粒子运动的能量形式，一个物体的热能与其温度直接相关。
热能可以通过传热的方式从一个物体传递到另一个物体。
热能也可以转化为其他形式的能量，例如机械能或电能。
2.化学能：化学能是指由于化学反应中化学键的形成和断裂而储存的能量。
在化学反应中，原子之间的键能被破坏或形成，从而释放或吸收能量。
例如，当燃烧木材时，木材中的化学键被分解，化学能转化为热能和光能。
3.内能：内能是指物质内部微观粒子的能量总和。
它包括粒子的动能和势能，与温度和压强等宏观参数有关。
内能可以通过温度和压强的变化来改变。
当物质发生物理或化学变化时，内能也会发生相应变化。
4.动能：动能是指物体由于运动而具有的能量。
它与物体的质量和速度的平方成正比。
动能通常被表示为1/2mv^2，其中m是物体的质量，v是它的速度。
当物体运动速度增加时，其动能也会增加。
动能可以转化为其他形式的能量，例如热能或电能。
5.势能：势能是指物体由于其位置或形态而具有的能量。
它与物体的位置和状态有关。
物体的势能可以相对于其他物体或相对于某个参考点来定义。
常见的势能形式包括重力势能、弹性势能和电势能等。
当物体的位置或形态发生变化时，其势能也会相应变化。
这些能量形式之间存在着密切的关系和相互转化。
例如，化学能可以转化为热能或电能，内能可以转化为机械能或热能，动能可以转化为势能或热能。
这些转化过程遵循能量守恒定律，即能量在转化过程中不会凭空产生或消失，只会发生形式转换。
在实际应用中，这些能量形式常常相互转化。
例如，在汽车中，燃料的化学能转化为热能，使发动机产生动能，驱动汽车前进。
又如电动车，电能转化为机械能使车辆行驶。
这些能量形式的转化也是能源利用和能量转换的基础。
第一节 化学能与热能（第1课时）
学习目标
1、了解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、了解反应物与生成物总能量的相对大小是反应过程中能量变化的决定因素。
3、能根据断开（或形成）化学键所吸收（或放出）的能量，从定量的角度进
行简单的能量变化计算。
4、树立化学反应过程中必然伴随能量变化的思想。
重点、难点：
化学反应中能量变化的主要原因（重点）。
从本质（微观角度）理解化学反应中能量的变化（难点）。
课前预习（学生自主完成）
一、化学变化中能量变化的主要原因（微观角度）
1、化学反应的本质：
2、当物质发生化学反应时，反应物中的化学键断裂要能量； 生成物中的化学
键形成要能量。
举例：
断裂1mol H-H键436KJ的能量;形成1mol H-H436KJ的能量。
断裂1mol Cl-Cl键243KJ的能量;形成mol Cl-Cl键243KJ的能量。
1molCH4中含4molC-H键，断开1molC-H键要吸收415热量； 形成1mol C-H键
415KJ的能量;断开1molCH4中所有C-H键吸收的能量。
结论：化学反应中能量变化的主要原因： …
二、化学变化中能量变化的决定因素（宏观角度）
（一）物质的稳定性与能量的关系
物质本身所具有的能量越高，物质越 ；
物质本身所具有的能量越低，物质越。
（二）化学反应中能量变化的决定因素
1、反应物的总能量 生成物的总能量 ，化学反应放出能量。
2、反应物的总能量生成物的总能量 ，化学反应吸收能量。
结论：化学反应中能量变化的决定原因：
教学过程设计
一、化学键与化学反应中能量变化的关系（微观角度）
1、化学反应的本质是什么？
以氢气在氯气中燃烧为例，用化学键的观点分析化学反应的本质。
回顾：化学键的定义及分类
2、化学反应中能量变化的主要原因（微观角度）
交流研讨: 阅读教材32页，以氢气在氯气中燃烧为例，从微观的角度分析化
学键与化学反应中能量变化的关系。
回答下列问题：
发生化学反应时，反应物中的化学键断裂要能量， 而生成物中的化学键形
成要能量。
举例：
断开1mol H-H键 436KJ的能量;形成1mol H-H436KJ的能量。
1molCH4中含4molC-H键，断开1molC-H键要吸收415热量； 形成1mol C-H
键 415KJ的能量;断开1molCH4中所有C-H键吸收的能量。
思考：决定一个化学反应是放出能量还是吸收能量的主要因素是什么呢？
合作探究（学生分组讨论完成）：
在反应H2+Cl22HCl中,已知H—H键的键能为436 kJ/mol,Cl—Cl键的键
能为247 kJ/mol,H—Cl键的键能为431 kJ/mol
回答下列问题：
1、反应物断键吸收的总能量。
2、生成物成键放出的总能量为。
3、反应H2 + Cl2 = 2HCl放出能量为。
4、反应物断键吸收的总能量________生成物成键放出的总能量（填“大于”或
“小于”），该反应放出能量，放出的能量为两者总能量之差。
由此推之： 反应物断键吸收的总能量生成物成键放出的总能量，该反应吸收能
量。
学生归纳总结：
结论：化学键的断裂和形成是物质在化学反应中能量变化的主要原因。所以
物质的化学反应与体系的能量变化同时发生的。
1、一个化学反应是放出能量还是吸收能量主要决于反应物断键吸收的总能量与
生成物成键放出的总能量的，放出或吸收的能量为两者总能量的。
2、反应物断键吸收的总能量（E1）生成物成键放出的能量(E2)， 该反应是放
出能量。
即:若E1 E2 或 E1 －E2＜0 （该反放出能量）
3、反应物断键吸收的总能量（E1）生成物成键放出的总能量(E2)， 该反应是
吸收能量 。
即: 若 E1 E2 或 E1 －E2＞0 （该反应吸收能量）
课堂练习
1.下列说法中错误的是( )
A.化学反应必然伴随发生能量变化
B.化学变化中的能量变化主要是由化学键变化引起的
C.化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少无关
D.反应物断键吸收的总能量大于生成物成键放出的总能量，该化学反应吸收能量。
2. 在N2（g）+3H2（g）⇌2NH3(g)反应中，断裂1mol N三N吸收946kJ的能量，
断裂1mol H-H吸收436kJ的能量，形成1mol N-H放出391kJ的能量，试回答：
（1）试判断该反应是吸收能量还是放出能量 ？ 。
（2）计算当生成2molNH3时吸收或放出的能量为 。
二、化学反应中能量变化的决定因素（宏观角度）
思考：确定的一个化学反应完成后的结果是放出能量还是吸收能量的决定因素
又是什么？
交流研讨：观察分析33页图2—1，回答下列问题：
1、反应物的总能量_________生成物的总能量，化学反应放出能量。
即：E总（反应物） E总（生成物） （该反应放出能量）
2、反应物的总能量 生成物的总能量，化学反应吸收能量。
即：E总（反应物） E总（生成物） （该反应吸收能量）
3. 物质的稳定性与物质所具能量的关系
物质本身所具有的能量越高，物质越 ；
物质本身所具有的能量越低，物质越。
学生归纳总结：
结论： 一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量的决定因素
是：。
即：（1）E总（反应物）E总（生成物） （该反应放出能量）
（2） E总（反应物）E总（生成物） （该反应吸收能量）
课堂练习
1、下列说法中不正确的是（ ）
A. 在化学反应中，随着物质的变化，既有化学键的断裂，又有化学键的形成，
还伴随着能量的变化。
B. 化学反应中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。
C. 需要加热才能发生的化学反应，反应进行后一定吸收能量。
D. 物质具有的能量越低，其稳定性越强；物质具有的能量越高，其稳定性越弱。
2.已知反应2A＋B＝C＋3D为放出能量，对该反应的下列说法中正确的是（ ）
A. A的能量一定高于C
B. B的能量一定高于D
C. 2molA和1molB的总能量一定高于1molC和3molD的总能量
D. 该反应A和B断键吸收的总能量大于C和D成键放出的总能量。
3.下列各图中，表示化学反应放出能量的是
4、已知金刚石在一定条件下转化为石墨要放出能量。据此，以下判断或说法不
正确的是（ ）
A 石墨不如金刚石稳定
B 金刚石不如石墨稳定
C 金刚石和石墨互为同素异形体
D 这个转化属于化学变化
