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01
化學(xué)反應(yīng)與熱能
情景引入
今天，我們就一起來學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)與熱能，共同探究其中的奧秘吧
你知道其中的奧秘嗎？
為什么會有熱量產(chǎn)生？
一、化學(xué)反應(yīng)與熱能
1.放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)
（1）實(shí)驗(yàn)探究一：金屬和酸的反應(yīng)（Mg/Al與稀鹽酸反應(yīng)）
內(nèi)容內(nèi)容內(nèi)容
實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)論
有 產(chǎn)生；用溫度計(jì)測量，溫度 。 該反應(yīng)產(chǎn)生_____，
該反應(yīng) _____熱量。
化學(xué)反應(yīng)方程式：
升高
氣泡
Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑
放出
氣體
一、化學(xué)反應(yīng)與熱能
1.放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)
（1）實(shí)驗(yàn)探究一：金屬和酸的反應(yīng)（Mg/Al與稀鹽酸反應(yīng)）
一、化學(xué)反應(yīng)與熱能
1.放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)
（2）實(shí)驗(yàn)探究二：Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反應(yīng)
內(nèi)容內(nèi)容內(nèi)容
實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)論
聞到________氣味； 燒杯壁_____； 木片和燒杯___________； 混合物呈_____。 該反應(yīng)產(chǎn)生NH3和H2O，
該反應(yīng) _____熱量。
化學(xué)反應(yīng)方程式：
刺激性
發(fā)涼
黏結(jié)在一起
糊狀
吸收
Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl
=BaCl2＋2NH3↑＋10H2O
一、化學(xué)反應(yīng)與熱能
1.放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)
（2）實(shí)驗(yàn)探究二：Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反應(yīng)
(3)定義：化學(xué)反應(yīng)伴隨能量變化
吸熱反應(yīng)： 熱量的化學(xué)反應(yīng)；
放熱反應(yīng)： 熱量的化學(xué)反應(yīng)。
吸收
釋放
注意
(1)所有化學(xué)反應(yīng)都會伴隨有能量的變化
(2)吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)都指的是化學(xué)反應(yīng)。
有些過程也會有能量的變化，如NaOH溶于水（放熱）、NH4NO3溶于水（吸熱）等屬于吸/放熱過程，不屬于吸/放熱反應(yīng)
(3)物質(zhì)三態(tài)間變化屬于物理變化，伴隨吸/放熱過程，不是吸/放熱反應(yīng)。
判斷放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)的兩大誤區(qū)
①條件誤區(qū):
誤認(rèn)為能量變化與反應(yīng)條件有關(guān)。吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)與反應(yīng)是否需要加熱等條件沒有直接聯(lián)系。
②表象誤區(qū):
誤認(rèn)為吸熱的過程就是吸熱反應(yīng),放熱過程就是放熱反應(yīng)。忽視了放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)都是化學(xué)反應(yīng)這一前提。
思考與討論：
化學(xué)反應(yīng)過程中為什么會有能量變化？為什么有的化學(xué)反應(yīng)釋放熱量，有的化學(xué)反應(yīng)吸收熱量？
化學(xué)反應(yīng)的特征？
化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)？
有新物質(zhì)的生成
舊鍵斷裂，新鍵形成
吸收能量
釋放能量
化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因是什么？
化學(xué)鍵的斷裂和形成
3.從不同角度認(rèn)識吸/放熱反應(yīng)
（1）從化學(xué)鍵的斷裂與形成角度看吸/放熱反應(yīng)（微觀）
思考
②成鍵：形成2 mol HCl中的H—Cl鍵要______862 kJ的能量。
③結(jié)論：斷鍵吸收的總能量______成鍵釋放的能量，所以發(fā)生了______反應(yīng)。
因此：化學(xué)鍵的__________________是物質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中發(fā)生能量變化的主要原因。
吸收　
吸收　
679　
釋放　
小于　
放熱　
斷裂和形成　
H2(g) ＋ Cl2(g) = 2HCl(g)（25℃，101kPa）
①斷鍵：斷開1 mol H2中的H—H鍵要______436 kJ能量，斷開1 mol Cl2中的Cl—Cl鍵要_______243 kJ的能量。則斷鍵共需吸收______ kJ的能量。
1.從化學(xué)鍵變化的角度理解能量變化的原因(微觀探析)
(1)原因
吸收
釋放
吸熱
放熱
3.從不同角度認(rèn)識吸/放熱反應(yīng)
（1）從化學(xué)鍵的斷裂與形成角度看吸/放熱反應(yīng)（微觀）
E= E1 – E2
注意
相同狀況下（P、T）形成1mol化學(xué)鍵所放出的能量與斷裂1mol相同化學(xué)鍵所吸收的能量是相同的；該能量稱為化學(xué)鍵的鍵能。
鍵能越大，物質(zhì)總能量越低，物質(zhì)越穩(wěn)定。
3.從不同角度認(rèn)識吸/放熱反應(yīng)
（2）從物質(zhì)總能量變化角度看吸/放熱反應(yīng)（宏觀）
前提
N2 + O2 → 2NO
總質(zhì)量保持不變
質(zhì)量守恒定律
一種形式的能量
另一種形式的能量
太陽能——熱能
風(fēng)能——電能
能量守恒定律
體系總能量保持不變
兩條基本自然定律
2.從反應(yīng)物及生成物總能量高低理解能量變化的原因(宏觀辨識)
物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)與_____不同，所具有的能量不同。因此，一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的能量變化取決于_____________和_____________的相對大小。
狀態(tài)
反應(yīng)物總能量
生成物總能量
3.從不同角度認(rèn)識吸/放熱反應(yīng)
（2）從物質(zhì)總能量變化角度看吸/放熱反應(yīng)（宏觀）
放熱反應(yīng)
吸熱反應(yīng)
放熱反應(yīng) 吸熱反應(yīng)

化學(xué)能轉(zhuǎn)化為_____ 熱能轉(zhuǎn)化為_______被生成物“儲存”
釋放
吸收
熱能
化學(xué)能
3.從不同角度認(rèn)識吸/放熱反應(yīng)
（2）從物質(zhì)總能量變化角度看吸/放熱反應(yīng)（宏觀）
反應(yīng)物的能量之和E反
生成物的能量之和E生
若E反> E生，放出能量。發(fā)生放熱反應(yīng)
若E反< E生，吸收能量。發(fā)生吸熱反應(yīng)
小結(jié)：化學(xué)反應(yīng)中能量變化原因
Q成鍵放> Q斷鍵吸
Q成鍵放< Q斷鍵吸
E（反應(yīng)物）>E（生成物）
E（反應(yīng)物）放熱反應(yīng)
吸熱反應(yīng)
吸熱反應(yīng)
放熱反應(yīng)
微觀
宏觀
為放熱反應(yīng)
為吸熱反應(yīng)
計(jì)算公式 Q=E生成物總能量-E反應(yīng)總能量
Q=Q(斷鍵吸)-Q(成鍵放)

Q<0

Q>0

(1)對于一個(gè)化學(xué)反應(yīng)來說，當(dāng)化學(xué)鍵斷裂時(shí)吸收的總能量大于化學(xué)鍵形成時(shí)放出的總能量，則反應(yīng)放熱( )
(2)相同條件下形成1 mol H—Cl放出的能量與斷開1 mol H—Cl吸收的能量相等( )
(3)任何化學(xué)反應(yīng)，都有物質(zhì)變化，同時(shí)伴隨著能量變化( )
(4)放熱反應(yīng)為“貯存”能量的過程，吸熱反應(yīng)為“釋放”能量的過程( )
(5)已知Fe與稀鹽酸的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即Fe的能量大于H2的能量( )
(6)石墨轉(zhuǎn)化為金剛石需要吸收熱量，所以石墨更穩(wěn)定( )
×
正誤判斷
√
√
×
×
√
1.放熱反應(yīng)
把釋放熱量的化學(xué)反應(yīng)稱為放熱反應(yīng)。
常見的放熱反應(yīng)：
所有的燃燒反應(yīng)及緩慢氧化反應(yīng)
酸堿中和反應(yīng)
活潑金屬和酸或水的反應(yīng)
大多數(shù)化合反應(yīng)（如生石灰和水反應(yīng)）
鋁熱反應(yīng)
少數(shù)分解反應(yīng)
2H2O2 ===== 2H2O+O2↑
MnO2
2Al+Fe2O3===== 2Fe+Al2O3
高溫
特例：
C+CO2===2CO
吸熱
高溫
2.吸熱反應(yīng)
吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)稱為吸熱反應(yīng)。
例如：C+H2O===CO+H2
高溫
常見的吸熱反應(yīng)
大多數(shù)分解反應(yīng)如煅燒石灰石、水解反應(yīng)
某些以C、CO、H2為還原劑還原氧化物的反應(yīng)
某些晶體間的反應(yīng)
例如：Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反應(yīng)
鹽酸與碳酸氫鈉的反應(yīng)
【碳相關(guān)反應(yīng)】
與反應(yīng)條件無關(guān)
例如：C+CO2===2CO
高溫
(1)硝酸銨固體溶于水，溶液的溫度降低，該變化為吸熱反應(yīng)( )
(2)氫氣燃燒，濃硫酸溶于水，都放出熱量，這些變化都為放熱反應(yīng)( )
(3)鎂條在空氣中燃燒是放熱反應(yīng)，反應(yīng)過程中所釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為熱能( )
(4)吸熱反應(yīng)需要加熱才能進(jìn)行，放熱反應(yīng)都不需要加熱就可以進(jìn)行( )
×
正誤判斷
×
×
×
應(yīng)用體驗(yàn)
1.下列反應(yīng)既屬于氧化還原反應(yīng)，又屬于吸熱反應(yīng)的是
A.鋅粒與稀硫酸的反應(yīng)
B.灼熱的木炭與CO2的反應(yīng)
C.甲烷在氧氣中的燃燒反應(yīng)
D.Ba(OH)2·8H2O晶體與NH4Cl晶體的反應(yīng)
鋅粒與稀硫酸的反應(yīng)、甲烷的燃燒反應(yīng)均是放熱反應(yīng)，A、C項(xiàng)錯(cuò)誤；
Ba(OH)2·8H2O晶體與NH4Cl晶體的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，但反應(yīng)前后所含元素的化合價(jià)均無變化，是非氧化還原反應(yīng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
√
內(nèi)容內(nèi)容內(nèi)容
三、能量轉(zhuǎn)化與能量利用
1.人類獲取熱能的主要途徑
通過物質(zhì)的燃燒
煤
石油
天然氣
主要形式
內(nèi)容內(nèi)容內(nèi)容
三、能量轉(zhuǎn)化與能量利用
2.利用化石燃料亟待解決的問題
一是其短期內(nèi)不可再生，儲量有限，隨著能源消費(fèi)需求的不斷增加，能源消費(fèi)量與儲量之間的矛盾日益突顯
二是煤和石油產(chǎn)品燃燒排放的粉塵、SO2、NOx、CO等是大氣污染物的主要來源
內(nèi)容內(nèi)容內(nèi)容
三、能量轉(zhuǎn)化與能量利用
3.解決方法
燃料燃燒階段
可通過改進(jìn)鍋爐的爐型和燃料空氣比、清理積灰等方法提高燃料的燃燒效率
能量利用階段
可通過使用節(jié)能燈，改進(jìn)電動(dòng)機(jī)的材料和結(jié)構(gòu)，以及發(fā)電廠、鋼鐵廠余熱與城市供熱聯(lián)產(chǎn)等措施促進(jìn)能源循環(huán)利用，有效提高能源利用率。
節(jié)能
內(nèi)容內(nèi)容內(nèi)容
三、能量轉(zhuǎn)化與能量利用
4.新能源
具有資源豐富、可以再生、對環(huán)境無污染等特點(diǎn)
太陽能
風(fēng)能
地?zé)崮?br/>海洋能
氫能等
應(yīng)用體驗(yàn)
1.已知某化學(xué)反應(yīng)A2(g)＋2B2(g)===2AB2(g)(A2、B2、AB2的結(jié)構(gòu)式分別為A===A、B—B、B—A—B)，反應(yīng)過程中的能量變化如圖所示，下列有關(guān)敘述正確的是
A.該反應(yīng)的進(jìn)行一定需要加熱或點(diǎn)燃
B.該反應(yīng)若生成2 mol AB2(g)，則放出的熱量為
(E1－E2) kJ
C.該反應(yīng)斷開反應(yīng)物中化學(xué)鍵吸收的總能量大
于形成生成物中化學(xué)鍵釋放的總能量
D.生成2 mol B—A放出E2 kJ能量
√
2.已知N2(g)和O2(g)反應(yīng)生成2 mol NO(g)吸收180 kJ能量，反應(yīng)過程中能量變化如圖所示。
根據(jù)圖示回答下列問題：
(1)該反應(yīng)中反應(yīng)物所具有的總能量_____
(填“高于”或“低于”)生成物所具有的
總能量。
(2)1 mol NO(g)分子中的化學(xué)鍵斷裂時(shí)要吸收____ kJ能量。
(3)斷裂1 mol N≡N吸收的能量值x為____。
低于
632
946
應(yīng)用體驗(yàn)
1.下列有關(guān)新能源的說法不正確的是
A.綠色植物通過光合作用，將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
B.風(fēng)能、太陽能是清潔能源
C.氫能還未進(jìn)入實(shí)用階段的主要原因是其燃燒所釋放熱量低于相同質(zhì)量
的礦物燃料
D.共享單車?yán)锰柲馨l(fā)電完成衛(wèi)星定位，有利于節(jié)能環(huán)保
√
2.在人類生產(chǎn)、生活對能量的需求日益增長的今天，研究化學(xué)反應(yīng)及其能量變化，對合理利用常規(guī)能源和開發(fā)新能源具有十分重要的意義。能源是人類賴以生存和發(fā)展不可缺少的因素。請完成下列問題：
(1)礦物能源是現(xiàn)代人類社會賴以生存的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。目前，全球仍主要處于化石能源時(shí)期。下列不屬于化石能源的是___(填字母，下同)。
A.石油 B.煤
C.天然氣 D.生物質(zhì)能
D
(2)下列對能源的看法合理的是_______。
A.化石能源屬于不可再生能源，只會越用越少
B.生物質(zhì)能是一種可再生能源，有廣闊的應(yīng)用前景
C.太陽能、氫能、風(fēng)能、地?zé)崮芏紝儆谛履茉?br/>D.我國人口眾多、資源相對匱乏、環(huán)境承載能力較弱，因此要建設(shè)節(jié)約
型社會
ABCD

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