資源簡介

(共53張PPT)
第一節 化學反應與能量變化
學習目標 素養目標
1.認識物質具有能量，認識吸熱 反應與放熱反應，了解化學反應體 系能量改變與化學鍵的斷裂和形成 有關。 2.知道化學反應可以實現化學能 與其他能量形式的轉化，以原電池 為例認識化學能可以轉化為電能， 從氧化還原反應的角度初步認識原 電池的工作原理。 【宏觀辨識與微觀探析】 認識化
學變化中物質變化和能量變化的實
質、能量變化的宏觀現象，理解能
量變化的微觀實質。
【證據推理與模型認知】 借助原
電池裝置和原理的學習,體會化學
能到電能的直接轉化,提高模型認
知能力。
學習目標 素養目標
3.體會提高燃料的燃燒效率、開 發高能清潔燃料和研制新型電池的 重要性 【科學態度與社會責任】 通過多
種渠道了解人類對化學反應中能量
的利用情況，了解節能的意義和方
法，感受化學學科的社會價值
續表
第1課時 化學反應與熱能
學習任務一 化學反應與熱能
學習任務二 能源的綜合利用
學習任務一 化學反應與熱能
【新知自主預習】
一、化學能與熱能的相互轉化
1.實驗探究化學反應中的能量變化
（1）鎂與鹽酸的反應【教材實驗 】
實驗 操作 ______________________________
在一支試管中加入 的鹽酸,并用溫度計測量其
溫度。再向試管中放入用砂紙打磨光亮的鎂條（用砂紙打磨鎂條
的目的是除去表面的 ）,觀察現象,并測量溶液溫度的變化
反應 原理 化學方程式為 _____________,離子方程式為
_________________________
實驗 現象 鎂條逐漸溶解,表面產生大量______,溫度計示數______
實驗 結論 鎂與鹽酸反應產生氣體,并______熱量
氣泡
升高
放出
續表
（2）與的反應【教材實驗 】
實驗 操作 __________________________________________________________________________
將晶體研細后與 晶體一起放入
燒杯中，并將燒杯放在滴有幾滴水的木片上。用玻璃棒快速攪
拌，聞到氣味后迅速用玻璃片蓋上燒杯，用手觸摸杯壁下部，試
著用手拿起燒杯，觀察現象
反應 原理
實驗 現象 有刺激性氣味的氣體產生，燒杯底部發涼，燒杯底部與木片
粘到一起
實驗 結論 晶體與晶體反應產生 ，并______熱
量
［微點撥］ 實驗成功的關鍵是短時間內反應充分進行，體系溫度快
速降低，使燒杯與木片之間的水凝結成冰。
吸收
續表
2.吸熱反應和放熱反應
（1）放熱反應
化學上把______熱量的化學反應稱為放熱反應,如鎂條、鋁片與鹽酸
的反應,木炭、氫氣、甲烷等在氧氣中的燃燒,氫氣與氯氣的化合等都
是放熱反應。
釋放
（2）吸熱反應
化學上把______熱量的化學反應稱為吸熱反應,如氫氧化鋇與氯化銨
的反應,鹽酸與碳酸氫鈉的反應,灼熱的炭與二氧化碳的反應等都是吸
熱反應。
吸收
二、從微觀和宏觀角度認識化學反應中的能量變化
1.從微觀角度認識化學反應中的能量變化
（1）能量變化的主要原因——化學鍵變化
①物質中的原子之間是通過________相結合的，當化學反應發生時，
反應物的化學鍵斷裂要______ 能量，而生成物的化學鍵形成要_____
能量，故____________________是化學反應中能量變化的主要原因。
化學鍵
吸收
放出
化學鍵的斷裂與形成
②化學反應中的物質變化總會伴隨著______變化，通常主要表現為
______的釋放或吸收。
能量
熱量
（2）以反應 為例分析能量變化
斷裂化學鍵吸收的能量 形成化學鍵放出的能量
化學鍵
反應
斷鍵吸收的總能量______成鍵放出的總能量，故該 反應是______反應 小于
放熱
（3）得出結論
一般情況下，一個化學反應過程中放出的能量多于吸收的能量，則
有能量向______釋放，發生______反應；反之，放出的能量少于吸
收的能量，則需從______吸收能量，發生______反應。
［微點撥］ ①化學反應中的物質變化總會伴隨能量變化，能量變化
的主要形式是熱量變化，包括吸收能量和釋放能量。
②各種物質都具有能量，物質的組成、結構與狀態不同，所具有的
能量不同。
環境
放熱
環境
吸熱
2.從宏觀角度認識化學反應中的能量變化
（1）放熱反應可以看成是反應物所具有的________轉化為______釋
放出來,吸熱反應可以看成是______轉化為________被生成物所“儲存”。
化學能
熱能
熱能
化學能
（2）一個化學反應是釋放熱量還是吸收熱量,與______________和
______________的相對大小有關。
若反應物的總能量______生成物的總能量,發生反應時會向環境釋放
能量;若反應物的總能量______生成物的總能量,發生反應時需要從環
境吸收能量。
反應物總能量
生成物總能量
高于
低于
【情境問題思考】
氫能被視為21世紀最具發展
潛力的清潔能源，具有燃燒熱值
高的特點，是汽油的3倍，焦炭的
4.5倍。氫氣燃燒的產物是水，不
會對環境產生影響，是世界上最
干凈的能源。
、下， 在氧氣中燃燒生成氣態水的能量變化如下：
問題一： 氫氣在氧氣中燃燒時，化學能轉化成哪些形式的能量？
提示：氫氣在氧氣中燃燒時，化學能轉化為熱能、光能等。
問題二： 根據圖中的能量變化,判斷反應
是吸熱反應還是放熱反應。
提示：斷裂和 中的化學鍵吸收的總能量為
，形成 中的化學鍵釋
放的總能量為 ，形成生成物中化學鍵釋放的總
能量大于斷裂反應物中化學鍵吸收的總能量，故反應
是放熱反應。
問題三： 需要加熱才能進行的反應一定是吸熱反應嗎？常溫下能進
行的反應一定是放熱反應嗎？試舉例說明。
提示：需要加熱才能進行的反應不一定是吸熱反應，如煤炭的燃燒
是放熱反應，但需要加熱才能進行。常溫下能進行的反應不一定是
放熱反應，如八水合氫氧化鋇晶體與 晶體的反應是吸熱反應，
但在常溫下即可發生。
【核心知識講解】
1.化學反應中能量變化的原因
2.多角度認識放熱反應和吸熱反應
放熱反應 吸熱反應
定義 釋放熱量的化學反應 吸收熱量的化學反應
宏觀 角度 反應物具有的總能量高于生成 物具有的總能量 反應物具有的總能量低于生成物
具有的總能量
能量 變化 圖示 ________________________________________ _________________________________________
微觀 角度 生成物成鍵時釋放的總能量大 于反應物斷鍵時吸收的總能量 生成物成鍵時釋放的總能量小于
反應物斷鍵時吸收的總能量
放熱反應 吸熱反應
常見 類型 ①燃燒反應； ②中和反應； ③活潑金屬與水或酸的反應； ④大多數化合反應； ⑤鋁熱反應等 ①和 晶體反
應；
②鹽酸與碳酸氫鈉的反應；
、、 還原金屬氧化物；
④大多數分解反應等
續表
［易錯提醒］（1）吸熱過程和放熱過程可以是物理變化，也可以是
化學變化。例如，水的三態變化均伴隨能量變化，都是物理變化。
（2）吸熱反應和放熱反應必須是化學變化，吸熱過程不一定是吸熱
反應，放熱過程不一定是放熱反應。例如，液態水變成水蒸氣是吸
熱過程，但不是吸熱反應。
（3）物質具有的能量與其穩定性的關系：一般來說，物質具有的能
量越低，其穩定性越強。
【知識遷移應用】
例1 [2024·遼寧大連八中期中] 下列反應中，屬于氧
化還原反應且反應前后能量變化如圖所示的是( )
A.生石灰溶于水
B.高溫條件下炭粉與二氧化碳的反應
C.食物腐敗變質
D.鹽酸和碳酸氫鈉的反應
√
[解析] 由題干圖示信息可知，該反應的反應物總能量高于生成物總
能量，則為放熱反應。生石灰溶于水是放熱反應，但沒有元素化合
價改變，不屬于氧化還原反應，A錯誤；
高溫條件下炭粉與二氧化碳的反應是吸熱反應，有元素化合價改變，
屬于氧化還原反應，B錯誤；
食物腐敗變質，屬于食物的緩慢氧化，反應放出熱量，則生成物總
能量小于反應物總能量，C正確；
鹽酸和碳酸氫鈉的反應是復分解反
應也是吸熱反應，不是氧化還原反應，D錯誤。
［方法技巧］ 判斷吸熱反應和放熱反應的方法
例2 [2024·河北衡水二中期中] 下圖為與 在一定條件下反應生
成 的微觀示意圖。
注：示意圖中的能量表示斷裂或形成 共價鍵吸收或放出的熱量。
下列說法不正確的是( )
A.反應的化學方程式是
B.據圖可知由假想中間物質、原子形成 極性鍵放出
的能量
C.由圖中能量數據可知，比 更難斷裂
D.標準狀況下，與過量反
應放出的熱量是
√
[解析] 氫氣和氯氣反應的化學方程式為 ，A正確；
由題圖可知，、原子形成極性鍵放出 的能量，
B正確；
由題圖中能量數據可知，斷裂吸收 能量，斷裂
吸收能量，則 更難斷裂，C正確；
標準狀況下，即 參與反
應放出的熱量為
，D錯誤。
學習任務二 能源的綜合利用
【新知自主預習】
一、能源的分類
二、能源的綜合利用
1.人類利用化學反應中的熱能
（1）人類獲取熱能的主要途徑都是通過物質的______，現代以煤、
______和________等化石燃料為主要能源。
燃燒
石油
天然氣
（2）化石燃料使用面臨的問題
①短期內不可再生，儲量有限，隨著能源消費需求的不斷增加，能
源________與______之間的矛盾日益突顯。
②煤和石油產品燃燒排放的粉塵、_____、 、____等是大氣污染
物的主要來源。
消費量
儲量
2.充分有效地利用能源
（1）燃料燃燒階段，通過改進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。
（2）能量利用階段，通過使用節能燈，改進電動機的材料和結構，
以及發電廠、鋼鐵廠余熱與城市供熱聯產等措施促進能源循環利用，
有效提高能源利用率。
3.開發理想的新能源
（1）理想的新能源應具有資源豐富、可以______、對
環境無污染等特點。
再生
（2）常見新能源有________、______、地熱能、海洋能和______等。
太陽能
風能
氫能
【知識遷移應用】
例3 [2024·浙江嘉興八校聯考] 有關能源的下列說法不正確的是
( )
A.煤、石油、天然氣均為化石能源
B.化石能源是非再生能源
C.氫能是不可再生能源
D.廚余垃圾中蘊藏著豐富的可利用能源
√
[解析] 煤、石油、天然氣為三大化石能源，A正確；
化石能源是不可再生的，是非再生能源，B正確；
氫能是可再生能源（可通過分解水得到氫氣），且是無污染的高效
能源，C錯誤；
廚余垃圾可以回收利用，其中的有機物燃燒可以釋放能量，蘊藏著
豐富的可利用能源，D正確。
1.[2024·浙江臺州十校聯盟聯考]下列反應中，既屬于氧化還原反應又屬
于吸熱反應的是( )
A.高溫下與焦炭反應生成
B.鋅和稀硫酸的反應
C.與
D.甲烷與 的燃燒反應
√
[解析] 反應 需在高溫下才能進行，屬于吸熱反應，
C元素化合價發生變化，故屬于氧化還原反應，A正確；
鋅是活潑金屬，與稀硫酸反應生成和 ，屬于放熱反應，B
錯誤；
與 的反應是吸熱反應，但不是氧化還原反應，
C錯誤；
甲烷與 的燃燒反應是氧化還原反應，但屬于放熱反應，D錯誤。
2.將煤塊粉碎、經脫硫處理、在適當過量的空氣中燃燒，這樣處理的
目的是( )
①使煤充分燃燒，提高煤的利用率
②減少 的產生，避免造成“酸雨”
③減少有毒的 產生，避免污染空氣
④減少 的產生，避免“溫室效應”
A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②③④
[解析] 煤塊粉碎是為了提高煤的利用率;脫硫是為了減少 的產生;
空氣過量是為了減少 的產生。
√
3.某同學在一支試管中加入 鹽酸，并用
溫度計測量其溫度，再向試管中放入打磨光亮的鎂條，
觀察現象，并測量溶液溫度的變化，如圖所示。
下列有關說法中不正確的是( )
A.觀察到鎂條表面產生大量氣泡，并逐漸溶解，溫度計示數升高
B.鎂條與鹽酸的反應是放熱反應
C.反應物具有的總能量高于生成物 具有的
總能量
D.反應物具有的能量高于生成物 具有的能量
√
[解析] 鎂是活潑金屬，與鹽酸發生反應：
，鎂條表面產生大量氣泡，并逐漸溶解，
溫度計的示數升高，說明該反應是放熱反應，A、B均正確。
該反應是放熱反應，則反應物 具有的總能量高于生成物
具有的總能量，但不能判斷單一反應物（如 ）和單
一生成物（如 ）的能量高低，C正確，D錯誤。
4.[2024·河南駐馬店高級中學期中]肼 是
一種液態火箭推進劑。 分解的能量變化如
圖所示，則下列說法正確的是( )
A.該反應為放熱反應
B.的能量低于 的能量
C.分解生成 和
時，吸收的熱量為
D.斷開舊化學鍵吸收的總能量大于形成新化學
鍵所釋放的總能量
√
[解析] 由圖像可知，反應物總能量低于生成物總能量，該反應為吸
熱反應，A錯誤；
由圖像只能比較反應物和生成物的總能量，無法比較
和 的能量大小，B錯誤；
從圖像可知，分解生成
和 時，吸收的熱量為 ，C錯誤；
該反應為吸熱反應，故斷開舊化學鍵吸收的總能量
大于形成新化學鍵所釋放的總能量，D正確。
5.[2024·四川南充高級中學期中] 根據相關知識，回答下列問題：
（1）下列變化：①鋁片與稀鹽酸的反應； 晶體與
晶體混合反應；③濃硫酸溶于水；④氯酸鉀分解制氧氣；⑤生
石灰與水反應生成熟石灰；在 中燃燒。
屬于吸熱反應的是______（填序號），屬于放熱反應的是________
（填序號），寫出②中發生反應的化學方程式：_________________
_________________________________________________________。
②④
①⑤⑥
[解析] ①鋁片與稀鹽酸的反應是置換反應，屬于放熱反應；
晶體與 晶體混合反應是復分解反應，屬于吸
熱反應；③濃硫酸溶于水，濃硫酸的稀釋，不是化學反應；④氯酸
鉀分解制氧氣是分解反應，屬于吸熱反應；⑤生石灰與水反應生成
熟石灰，是化合反應，屬于放熱反應；在 中燃燒是化合反應，
屬于放熱反應。
（2）已知反應 在
反應過程中的能量變化如圖所示。
從圖中可知，斷開反應物 和
中的化學鍵吸收的能量為___
（用字母表示，下同），形成生成物
放熱
中的化學鍵放出的能量為___ ，該反應是______
（填“吸熱”或“放熱”）反應。
[解析] 由圖可知，斷開反應物和 中的化學
鍵吸收的能量為；形成生成物 中的化學鍵放出的
能量為 ；該反應中反應物總能量高于生成物總能量，屬于放熱反應。
1.下列變化中屬于吸熱反應的是( )
①液態水汽化 ②將膽礬加熱變成白色粉末 ③濃硫酸稀釋 ④氯酸鉀
分解制氧氣 ⑤生石灰跟水反應生成熟石灰
A.只有①④ B.②③ C.①④⑤ D.②④
[解析] 放熱反應和吸熱反應都是化學反應。⑤為放熱反應;②④為吸
熱反應;液態水汽化是吸熱過程,濃硫酸稀釋是放熱過程,二者均為物
理變化。
√
2.[2024·北京交通大學附中期中]天然氣（主要成分為 ）燃燒時發
生反應： ，下列關于該反應的說法中，不
正確的是( )
A.屬于放熱反應
B.屬于氧化還原反應
C.反應物的總能量低于生成物的總能量
D.能量變化與化學鍵的斷裂和形成有關
√
[解析] 燃燒生成和 并放出熱量，屬于放熱反應，A正確；
該反應中C、 元素化合價發生變化，故屬于氧化還原反應，B正確；
該反應是放熱反應，則反應物 具有的總能量高于生成物
具有的總能量，C錯誤；
該反應中斷裂反應物的共價鍵要吸收能量，形成生成物的共價鍵則
放出能量，故能量變化與化學鍵的斷裂和形成有關，D正確。
3.據報道，科學家首次用射線激光技術觀察到與 在催化劑表面
形成化學鍵的過程。反應過程的示意圖如下：
下列說法正確的是( )
A.和生成 是吸熱反應
B.在該過程中，斷鍵形成C和
C.狀態Ⅱ 狀態Ⅲ是放熱過程
D.狀態Ⅰ 狀態Ⅲ表示與 反應的過程
√
[解析] 由圖可知，和生成 的反應中，狀態Ⅰ具有的總能量高
于狀態Ⅲ具有的總能量，則 是放熱反應，A錯誤；
由圖可知，和結合生成，不涉及中共價鍵斷裂形成C和 ，
B錯誤；
狀態Ⅱ 狀態Ⅲ過程中形成共價鍵，為放熱過程，C正確；
狀態Ⅰ 狀態Ⅲ是與反應生成 的過程，D錯誤。
4.[2024·山西孝義期末]如圖為和反應生成
的能量變化圖（已知：物質具有的鍵能越大越穩定）。下列說法正
確的是( )
A.該反應每生成，放出 的熱量
B.該反應生成液態比生成氣態 釋放的能量多
C.氯氣分子中的化學鍵比氫氣分子中的化學鍵更穩定
D.由圖知原子和原子形成分子會吸收 的能量
√
[解析] 由圖可知，斷裂和 中共價鍵吸收總能量為
，形成 中共價鍵釋放能量為
，故生成 時放出熱量為
，A錯誤；
物質由氣態轉化為液態會放出能量，因此生成液態比生成氣態
釋放的能量多，B正確；
物質具有的鍵能越大，越穩定，因此氫氣分子中的化學鍵比氯氣分子
中的化學鍵更穩定，C錯誤；
由圖可知原子和原子形成 分子會放出 的能量，D錯誤。

展開更多......

收起↑