2.1化学能与热能

化学能与热能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．掌握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．应用键能计算反应过程中的能量变化。

4．了解化学能与热能的相互转化。

5．理解中和热的概念，学会定性和定量研究化学反应中热量变化的科学方法。

6．了解能量转化在生产、生活中的应用。

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。

化学反应的实质是原子或原子团的重新组合，即反应物中旧化学键的断裂和生成物中新化学键的形成。

2．化学反应中能量变化的直接原因。

(1)物质中的微粒之间是通过化学键结合的。

(2)断开反应物中的化学键要吸收能量；形成生成物中的化学键要释放能量。

(3)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主要原因。

3．化学反应中能量变化的根本原因。

反应物总能量与生成物总能量相对高低。

4．化学键与化学反应中能量变化的关系。

5．化学反应过程中的能量变化。

【应用思考】1．浓硫酸稀释时放出了热量，有化学键变化吗？是不是放热反应？提示：当浓硫酸稀释时，在水分子的作用下，硫酸分子的共价键被破坏，但无新化学键的形成，故不属于化学变化。

2．化学反应中都有能量变化吗？为什么？提示：都有；因为在化学反应过程中，破坏旧化学键，需要吸收一定的能量来克服原子(或离子)间的相互作用；形成新化学键时，又要释放一定的能量。

因此，在化学反应中，不仅有新物质生成，而且一定伴随着能量变化。

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：自然界的物质发生转化时，总质量不变。

(2)能量守恒定律：一种形式的能量可以转化为另一种形式的能量，但是体系包含的总能量不变。

2．吸热反应和放热反应。

(1)吸热反应：吸收热量的化学反应。

(2)放热反应：放出热量的化学反应。

3．化学能与热能的相互转化。

(1)化学能转化为热能。

(2)热能转化为化学能。

4.中和热。

在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1_mol_H2O时所释放的热量称为中和热，单位为kJ·mol－1。

水由高处向低处流要释放能量
将水由低处向高处需提供能量
宏观表现
能 量
反应物
放 热 反 应 生成物 反应过程
能 量
生成物
吸 热 反 应
反应物
反应过程
[实验2—1]在一支试管中加入2～3mL 6mol· L－ 1的盐酸，再插入用砂纸打磨光的铝条，观察 现象并用温度计测量温度变化，填表：
反 应 现 象 测量温度变 化 结 论
第 二 章 化 学 能 与 热 能
我国化石燃料和水电能源消耗构成图
[学与问]必修2教材P32 煤、石油、天然气的主要化学成分是烃类等有机物（煤 中含有大量的碳），它们在燃烧时释放出热能。你一定 想知道，这种热能从何而来？它与化学物质及其化学反 应有什么关系？石灰石（主要成分是CaCO3）要经过高温 煅烧才能变成生石灰(CaO)，高温条件提供的热能在石灰 石的分解反应中起什么作用？
盐 酸 与 NaOH 溶 16℃ 液
16℃
最高温度： 中 和 反 应 28℃ 是放热反 应
化学能的应用
• 利用热量进行生活、生产和科研。 • 利用热能使很多化视野
生物体中的能量转化
人体内发生的氧化还原反应 与体外的燃烧本质相同，都是放热 反应。只是二者条件不同（前者在 体温条件和酶的催化作用下发生 的），且前者更加合理有效。
铝与盐酸 铝 条 溶 温度升高 解 ， 有 气 泡 产 生
铝与盐酸 反应是放 热反应
【实验2—2】将约20gBa(OH)2 · 8H2O晶体研细后与 10gNH4Cl晶体，一起放入烧杯中，并将烧杯放在滴有几滴 水的玻璃片或小木板上，用玻璃棒搅拌，闻气味，用手触 摸杯壁下部，试着用手拿起烧杯，观察现象，填表：
2、人类利用能源的三个阶段

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2.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。计算公式：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。计算出的数值(shùzí)如果为正值，意味着 吸热反应；计算出的数值(shùzí)如果是负值，意味着是放热反应。
解析(jiě xī)
12345
4.飞机用铝粉与高氯酸铵(NH4ClO4)的混合物作固体燃料(ɡù tǐ rán liào)，点燃时铝
粉氧化放热引发高氯酸铵反应，其方程式可表示为2NH4ClO==4△=== N2↑＋4H2O＋
Cl2↑＋2O2↑ ΔH＝－Q(Q>0)。下列对此反应的叙述中错误的是( ) A.上述反应属于分解反应 B.上述反应瞬间产生大量高温气体推动航天飞机飞行 C.从能量变化上说，此反应主要是化学能转变为热能和动能 D.在反应中高氯酸铵只起氧化剂作用
断裂 和生成物中新化学键的___形__成
(2)化学反应中能量变化的原因
①原因
吸收
释放
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答案(dá
②实例(shílì)
断裂1 mol H—H键(H—H――→ 2H) 吸收(xīs4h3ōu6) kJ能量，
形成1 mol H—H键(2H――→ H—H)放出 436 kJ能量；
断裂4 mol C—H键(CH4――→ C＋4H) 吸收 形成1 mol C—H键(C＋H――→ C—H) 放出 ③结论
第二章 化学反应(huàxué fǎnyìng)与能量
第一节 化学能与热能 (rènéng)
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目标 (mùb iāo) 导航
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。2.了解 化学反应中热量变化的实质，理解化学反应吸热或放热的原因。 3.了解化学能与热能的相互转化(zhuǎnhuà)，理解中和热的概念。 4.了解人类能源利用的历史和前景，提高节能意识。

第二章化学反应与能量第一节化学能与热能本节需掌握知识点1．化学反应吸热还是放热决定于反应物总能量(E1)和生成物总能量(E2)的相对大小。

若E1>E2，则为放热反应；若E1<E2，则为吸热反应。

2．化学反应中，断裂反应物中化学键吸收能量为Q(吸)，形成生成物中化学键放出能量为Q(放)，则化学反应过程中的能量变为ΔQ＝Q(吸)－Q(放)，若ΔQ<0，为放热反应，若ΔQ>0，为吸热反应。

3．(1)常见的放热反应：所有燃烧反应，酸碱中和反应，金属与水、酸的反应，绝大多数化合反应。

(2)常见的吸热反应：Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应，以C、H2、CO为还原剂的反应，大多数分解反应。

4．物质具有的能量越低，物质的稳定性越强，即能量越低越稳定。

一化学键与化学反应中能量变化的关系1．化学反应中能量变化的原因——微观角度(1)化学反应的实质原子之间重新组合，是反应物中旧化学键断裂和生成物中新化学键形成的过程。

(2)化学反应中能量变化的原因①变化原因：2．化学反应中能量变化的决定因素——宏观角度(1)物质的能量与反应放出、吸收能量的关系<生成物总能量：反应吸收能量。

(2)结论：化学反应中的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。

(3)图示：2.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。

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)只要有化学键的断裂，化学反应一定吸收能量( )(2)断裂化学键释放出能量而生成新键则吸收能量( )(3)当反应物的总能量大于生成物的总能量时，化学反应吸收能量( )(4)化学反应的过程实际上是一个旧键断裂的过程( )2．下列说法中错误的是()A．化学反应中能量变化通常表现为热量的变化B．化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因C．需要加热才能发生的反应一定是吸收能量D．反应物总能量和生成物总能量的相对大小决定了反应是放出能量还是吸收能量3．下列说法中正确的是()A．物质发生化学反应不一定都伴随有能量变化B．伴有能量变化的物质变化不一定是化学变化C．在一个确定化学反应中，反应物总能量总是低于生成物总能量D．在一个确定化学反应中，反应物总能量总是高于生成物总能量4．下列各图中，表示放热反应的是()二化学能与热能的相互转化1．两条基本的自然规律(1)质量守恒定律：自然界的物质发生转化时，总质量保持不变。