資源簡介

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第二章 第二節
化學反應與能量轉化
銅礦石
銅壺
生活中的化學反應
汽油燃燒
化學反應
銅礦石
銅壺
利用化學反應制取物質
利用化學反應所釋放的能量
生活中的化學反應
汽油燃燒
化學反應
聯想·質疑
這兩個熟悉的化學反應中，除了物質的變化外，是否還有能量的變化？如果有，是什么樣的能量變化？
化學反應中能量變化的本質是什么？
聯想·質疑
一、化學反應中能量變化的本質及轉化形式
活動·探究
感受化學反應中的能量變化
實驗用品
鋅粉，鐵粉，碳酸氫鈉，稀鹽酸，檸檬酸，蒸餾水；
試管，燒杯，溫度計，膠頭滴管，藥匙。
實驗內容 實驗現象 結論
實驗方案設計及實施
實驗內容 實驗現象 結論
Zn 、 稀鹽酸
Zn 、 檸檬酸
Fe 、 稀鹽酸
Fe 、 檸檬酸
NaHCO3 、 稀鹽酸
NaHCO3 、 檸檬酸
實驗內容 實驗現象 結論
Zn + 稀鹽酸 有氣泡冒出、溫度計讀數升高 釋放能量
Zn + 檸檬酸 有氣泡冒出、溫度計讀數升高 釋放能量
Fe + 稀鹽酸 有氣泡冒出、溫度計讀數升高 釋放能量
Fe + 檸檬酸 有氣泡冒出、溫度計讀數升高 釋放能量
NaHCO3 + 稀鹽酸 有氣泡冒出、溫度計讀數降低 吸收能量
NaHCO3 + 檸檬酸 有氣泡冒出、溫度計讀數降低 吸收能量
討論：
1.上述反應中，哪些是釋放能量的反應，哪些是吸收能量的反應？你還知道哪些吸收能量的反應？請舉例說明。
1. Zn +稀鹽酸/檸檬酸
2. Fe +稀鹽酸/檸檬酸
3. NaHCO3 +稀鹽酸/檸檬酸
討論：
1.上述反應中，哪些是釋放能量的反應，哪些是吸收能量的反應？你還知道哪些吸收能量的反應？請舉例說明。
釋放能量
吸收能量
1. Zn +稀鹽酸/檸檬酸
2. Fe +稀鹽酸/檸檬酸
3. NaHCO3 +稀鹽酸/檸檬酸
討論：
1.上述反應中，哪些是釋放能量的反應，哪些是吸收能量的反應？你還知道哪些吸收能量的反應？請舉例說明。
甲同學:碳酸鈣受熱分解的反應
乙同學:二氧化碳與碳單質生成一氧化碳的反應
釋放能量
吸收能量
1. Zn +稀鹽酸/檸檬酸
2. Fe +稀鹽酸/檸檬酸
3. NaHCO3 +稀鹽酸/檸檬酸
一、化學反應中能量變化的本質及轉化形式
討論：
2.你還知道哪些釋放能量的反應呢？請試著舉例說明。
一、化學反應中能量變化的本質及轉化形式
討論：
2.你還知道哪些釋放能量的反應呢？請試著舉例說明。
燃燒反應有新物質產生，同時放出熱量,有的還伴隨著光和火焰。
一、化學反應中能量變化的本質及轉化形式
1.化學反應中能量轉化形式——熱能、光能、電能等
吸熱反應：
碳酸氫鈉與檸檬酸的反應
碳酸鈣受熱分解的反應
二氧化碳與碳單質反應生成一氧化碳
……
一、化學反應中能量變化的本質及轉化形式
1.化學反應中能量轉化形式——熱能、光能、電能等
放熱反應：
燃燒
金屬與酸的反應
中和反應
……
一、化學反應中能量變化的本質及轉化形式
討論
3.化學反應中為什么會有能量的變化？
一、化學反應中能量變化的本質及轉化形式
討論
3.化學反應中為什么會有能量的變化？
同學：每個物質自身都具有能量（內能），反應物總能量與生成物
總能量不同。
一、化學反應中能量變化的本質及轉化形式
討論
3.化學反應中為什么會有能量的變化？
—— 宏觀認識
同學：每個物質自身都具有能量（內能），反應物總能量與生成物
總能量不同。
交流·研討
化學反應中能量變化的實質
1.請你根據信息判斷氫氣燃燒生成水蒸氣時是吸收能量還是釋放能量？
1 mol H2
共價鍵斷裂
吸收 436 kJ 能量
0.5 mol O2
共價鍵斷裂
吸收 249 kJ 能量
2 mol H
1 mol O
共價鍵形成
釋放 930 kJ 能量
1 mol H2O
化學反應中能量變化的實質
1.請你根據信息判斷氫氣燃燒生成水蒸氣時是吸收能量還是釋放能量？
1 mol H2
共價鍵斷裂
吸收 436 kJ 能量
0.5 mol O2
共價鍵斷裂
吸收 249 kJ 能量
2 mol H
1 mol O
共價鍵形成
釋放 930 kJ 能量
1 mol H2O
反應物斷鍵吸收能量共 685 kJ
生成物成鍵釋放能量共 930 kJ
結論：氫氣燃燒生成水蒸氣時釋放能量
交流·研討
2.請你試著用圖像從化學鍵角度，分析上述化學反應過程與能量變化的關系
1 mol H2
共價鍵斷裂
吸收 436 kJ 能量
0.5 mol O2
共價鍵斷裂
吸收 249 kJ 能量
2 mol H
1 mol O
共價鍵形成
釋放 930 kJ 能量
1 mol H2O
交流·研討
2.請你試著用圖像從化學鍵角度，分析上述化學反應過程與能量變化的關系
1 mol H2
共價鍵斷裂
吸收 436 kJ 能量
0.5 mol O2
共價鍵斷裂
吸收 249 kJ 能量
2 mol H
1 mol O
共價鍵形成
釋放 930 kJ 能量
1 mol H2O
反應過程
能量
交流·研討
2.請你試著用圖像從化學鍵角度，分析上述化學反應過程與能量變化的關系
1 mol H2
共價鍵斷裂
吸收 436 kJ 能量
0.5 mol O2
共價鍵斷裂
吸收 249 kJ 能量
2 mol H
1 mol O
共價鍵形成
釋放 930 kJ 能量
1 mol H2O
反應過程
能量
交流·研討
2.請你試著用圖像從化學鍵角度，分析上述化學反應過程與能量變化的關系
1 mol H2
共價鍵斷裂
吸收 436 kJ 能量
0.5 mol O2
共價鍵斷裂
吸收 249 kJ 能量
2 mol H
1 mol O
共價鍵形成
釋放 930 kJ 能量
1 mol H2O
反應過程
能量
E1 為斷裂舊化學鍵吸收的總能量
E2 為形成新化學鍵釋放的總能量
E1
E2
釋放的能量
交流·研討
反應過程
能量
E1
E2
釋放的能量
E1 為斷裂舊化學鍵吸收的總能量
E2 為形成新化學鍵釋放的總能量
反應過程
能量
一、化學反應中能量變化的本質及轉化形式
化學鍵與化學反應過程中的能量變化
釋放能量
吸收能量
反應過程
能量
E1
E2
釋放的能量
E1 為斷裂舊化學鍵吸收的總能量
E2 為形成新化學鍵釋放的總能量
反應過程
能量
E1
E2
吸收的能量
一、化學反應中能量變化的本質及轉化形式
化學鍵與化學反應過程中的能量變化
釋放能量
吸收能量
反應過程
能量
E1
E2
釋放的能量
E1 為斷裂舊化學鍵吸收的總能量
E2 為形成新化學鍵釋放的總能量
反應過程
能量
E1
E2
吸收的能量
一、化學反應中能量變化的本質及轉化形式
2.化學反應中能量轉化的微觀本質——化學鍵的斷裂與形成
化學鍵與化學反應過程中的能量變化
釋放能量
吸收能量
—— 微觀本質
3.一個確定的化學反應發生時是吸收能量還是釋放能量，取決于什么？
交流·研討
3.一個確定的化學反應發生時是吸收能量還是釋放能量，取決于什么？
能量
反應物
生成物
放熱反應
能量
反應物
生成物
吸熱反應
釋放的能量
吸收的能量
交流·研討
結論：反應物的總能量與生成物的總能量的相對大小
小結
一、化學反應中能量變化的本質及轉化形式
微 觀 認 識
宏 觀 認 識
遷移·應用
請從化學能與熱能轉化關系的角度，分析用天然氣燒水過程中的能量變化。
請從化學能與熱能轉化關系的角度，分析用天然氣燒水過程中的能量變化。
天然氣燃燒
水沸騰
遷移·應用
請從化學能與熱能轉化關系的角度，分析用天然氣燒水過程中的能量變化。
天然氣燃燒
水沸騰
體系釋放能量
環境吸收能量
散失
水沸騰
遷移·應用
CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O
點燃
請你試著梳理從初中學習化學以來對物質變化的認識發展過程，特別是梳理對物質變化的認識角度。
遷移·應用
請你試著梳理從初中學習化學以來對物質變化的認識發展過程，特別是梳理對物質變化的認識角度。
遷移·應用
請你試著梳理從初中學習化學以來對物質變化的認識發展過程，特別是梳理對物質變化的認識角度。
宏觀現象
變化分類
發展認識角度：物質、能量
深化本質認識
遷移·應用
當前，很多地區倡導用天然氣替代煤作為家用燃料。請查閱相關資料，從物質變化和能量變化的角度對這一倡議進行評價。
遷移·應用
當前，很多地區倡導用天然氣替代煤作為家用燃料。請查閱相關資料，從物質變化和能量變化的角度對這一倡議進行評價。
物質變化角度
C + O2 CO2
點燃
S + O2 SO2
點燃
天然氣
煤
遷移·應用
CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O
點燃
能量變化角度
C + O2 CO2
點燃
S + O2 SO2
點燃
天然氣
天然氣 55812 kJ / kg
煤 20908 kJ / kg
當前，很多地區倡導用天然氣替代煤作為家用燃料。請查閱相關資料，從物質變化和能量變化的角度對這一倡議進行評價。
物質變化角度
煤
遷移·應用
CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O
點燃
資料在線
物質變化角度
能量變化角度
清潔能源
能量轉化率高
3.研究化學反應過程中的能量轉化的意義
一、化學反應中能量變化的本質及轉化形式
一、化學反應中能量變化的本質及轉化形式
工農業生產中，化學反應所釋放的能量是重要的能源之一。
研究化學反應中的能量問題，對于化工生產有重要的意義。
開發清潔能源，減少環境污染。
3.研究化學反應過程中的能量轉化的意義
人們可以從不同的角度、不同的層面來認識物質的變化。請以 2H2+O2 2H2O 為例，談談你對化學變化的認識。
點燃
應用·實踐
人們可以從不同的角度、不同的層面來認識物質的變化。請以 2H2+O2 2H2O 為例，談談你對化學變化的認識。
點燃
氫氣和氧氣在點燃的條件下反應生成水
每 2 個氫分子和 1 個氧分子反應生成 2 個水分子
每 4 g 氫氣和 32 g 氧氣在點燃的條件下可反應生成 36 g 水
氫氣中的氫氫鍵和氧氣中的氧氧鍵被破壞，形成氫氧鍵
氫氣與氧氣燃燒釋放熱能
應用·實踐
結合所學內容，判斷下列說法是否正確，并說明理由。
（1）需要加熱才能發生的反應一定是吸熱反應。
（2）放熱反應在常溫下一定很容易發生。
（3）可以通過比較反應物的總能量和生成物的總能量判斷反應
是放熱還是吸熱。
（4）吸熱反應在常溫下一定不能發生。
應用·實踐
結合所學內容，判斷下列說法是否正確，并說明理由。
（1）需要加熱才能發生的反應一定是吸熱反應。
錯，碳在空氣中燃燒是放熱反應，但反應時需要先點燃。
應用·實踐
結合所學內容，判斷下列說法是否正確，并說明理由。
（2）放熱反應在常溫下一定很容易發生。
錯，硫在空氣中燃燒是放熱反應，但在常溫下不反應。
應用·實踐
結合所學內容，判斷下列說法是否正確，并說明理由。
（3）可以通過比較反應物的總能量和生成物的總能量判斷反應
是放熱還是吸熱。
正確，一個確定的化學反應發生時是釋放能量還是吸收能量，取決于反應物的總能量與生成物的總能量的相對大小。
應用·實踐
結合所學內容，判斷下列說法是否正確，并說明理由。
（4）吸熱反應在常溫下一定不能發生。
錯，如常溫下碳酸氫鈉與檸檬酸的反應。
應用·實踐
應用·實踐
氫氣在氯氣中燃燒時產生蒼白色火焰。在反應過程中，斷裂1 mol H2中的化學鍵吸收的能量為Q1 kJ，斷裂1 mol Cl2中的化學鍵吸收的能量為Q2 kJ，形成1 mol HCl中的化學鍵釋放的能量為Q3 kJ。下列關系式中，正確的是（ ）
A. Q1 + Q2 > Q3 　　　　 B. Q1 + Q2 > 2 Q3
C. Q1 + Q2 < Q3 　　　　　 D. Q1 + Q2 < 2 Q3
氫氣在氯氣中燃燒時產生蒼白色火焰。在反應過程中，斷裂1 mol H2中的化學鍵吸收的能量為Q1 kJ，斷裂1 mol Cl2中的化學鍵吸收的能量為Q2 kJ，形成1 mol HCl中的化學鍵釋放的能量為Q3 kJ。
H2 + Cl2 2HCl
點燃
分析
Q1
Q2
2Q3
∵燃燒反應為放熱反應
∴ Q1 + Q2 < 2 Q3
應用·實踐
應用·實踐
氫氣在氯氣中燃燒時產生蒼白色火焰。在反應過程中，斷裂1 mol H2中的化學鍵吸收的能量為Q1 kJ，斷裂1 mol Cl2中的化學鍵吸收的能量為Q2 kJ，形成1 mol HCl中的化學鍵釋放的能量為Q3 kJ。下列關系式中，正確的是（ ）
A. Q1 + Q2 > Q3 　　　　 B. Q1 + Q2 > 2 Q3
C. Q1 + Q2 < Q3 　　　　　 D. Q1 + Q2 < 2 Q3
D

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