【化学】化学反应与能量转化 化学能与热能课件 2023-2024学年高一下学期化学鲁科版（2019）必修第二册

1、2.2.1化学反应与能量转化化学反应与能量转化第一课时新课引入新课引入 现现代代社社会会中中，人人类类的的一一切切活活动动（从从衣衣食食住住行行到到文文化化娱娱乐乐，从从社社会会生生产产到到学学科科研研究究等等）都都离离不不开开能能量量，而而许许多多能能量量的的利利用用与与化化学学反反应应中中能能量量变变化化密密切切相相关关。从从煤煤、石石油油、天然气等提供的天然气等提供的热能热能，到各种化学电池提供的，到各种化学电池提供的电能电能，都是通过，都是通过化学反应化学反应获得的。获得的。新课引入新课引入加热剂是分开包装的加热剂是分开包装的生石灰和水生石灰和水，使用时将绳子一拉，使用时将绳子一拉，生石灰和水混合，加热食品。生石灰和水混合，加热食品。其他物质铁粉、铝粉与焦炭粉活性炭等物质混合作用其他物质铁粉、铝粉与焦炭粉活性炭等物质混合作用下，铁粉、铝粉可以和氧气发生氧化还原应提供持续下，铁粉、铝粉可以和氧气发生氧化还原应提供持续稳定能量。稳定能量。自热包内含有自热包内含有生石灰生石灰、碳酸钠、焙烧硅藻土、铁粉、碳酸钠、焙烧硅藻土、铁粉、铝粉、焦炭粉、铝粉、焦炭粉、活性炭。活性炭。新课讲解新课

2、讲解l化学反应与热能化学反应与热能化学反应与热能化学反应与热能u实验探究化学反应中的热量变化实验探究化学反应中的热量变化实验探究化学反应中的热量变化实验探究化学反应中的热量变化Mg+2HCl Mg+2HCl=MgCl MgCl2 2+H+H2 2 实验现象实验现象实验现象实验现象镁条逐渐溶解，有镁条逐渐溶解，有镁条逐渐溶解，有镁条逐渐溶解，有气泡产生气泡产生气泡产生气泡产生，温度计温度计温度计温度计温度上升，温度上升，温度上升，温度上升，用手触摸用手触摸用手触摸用手触摸试管壁，有温热感试管壁，有温热感试管壁，有温热感试管壁，有温热感反应原理反应原理反应原理反应原理实验结论实验结论实验结论实验结论镁与盐酸反应放出热量镁与盐酸反应放出热量镁与盐酸反应放出热量镁与盐酸反应放出热量新课讲解新课讲解l化学反应与热能化学反应与热能化学反应与热能化学反应与热能u实验探究化学反应中的热量变化实验探究化学反应中的热量变化实验探究化学反应中的热量变化实验探究化学反应中的热量变化将将20g Ba(OH)28H2O晶体研细晶体研细后与后与10g NH4Cl在烧杯中混合，在烧杯中混合，并将烧杯放在滴有几滴水的木

3、并将烧杯放在滴有几滴水的木片上，用片上，用玻璃棒快速搅拌，玻璃棒快速搅拌，闻闻到气味后迅速用玻璃片盖上烧到气味后迅速用玻璃片盖上烧杯，用手杯，用手触摸触摸烧杯下部，试着烧杯下部，试着用手用手拿起拿起烧杯。烧杯。新课讲解新课讲解实验现象实验现象反应原理反应原理实验结论实验结论混合物呈糊状；混合物呈糊状；有刺激性气味气有刺激性气味气体产生；体产生；木片上的水结成冰，与烧木片上的水结成冰，与烧杯底粘在了一起；杯底粘在了一起；用手触摸杯壁下用手触摸杯壁下部，有凉的感觉部，有凉的感觉Ba(OH)28H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3+10H2O该反应产生气体，并吸收热量该反应产生气体，并吸收热量新课讲解新课讲解化化学学反反应应中中总总会会伴伴随随着着能能量量变变化化，通通常常主主要要表表现现为为热热能能的的变变化化，有有的的_热热量量，有有的的_热热量量。除除转转化化为为热热能能外外，还还转转化化为为机机械械能能、光光、声声、电电等多种能量形式。等多种能量形式。放出放出吸收吸收新课讲解新课讲解吸热反应和放热反应吸热反应和放热反应1.1.放热反应放热反应放热反应放热反应化学上把最终表现为化

4、学上把最终表现为释放释放热量的化学反应称为放热反应。热量的化学反应称为放热反应。（1）所有的燃烧反应。）所有的燃烧反应。（2）所有的酸碱中和反应。）所有的酸碱中和反应。（3）大多数化合反应。）大多数化合反应。（4）铝热反应（）铝热反应（2Al+Fe2O3 高温高温 Al2O3+2Fe）（5）金属与酸、水的反应。）金属与酸、水的反应。新课讲解新课讲解2.2.吸热反应吸热反应吸热反应吸热反应化学上把最终表现为化学上把最终表现为把把把把吸收热量吸收热量吸收热量吸收热量的化学反应称为吸热反应。的化学反应称为吸热反应。的化学反应称为吸热反应。的化学反应称为吸热反应。例如：例如：例如：例如：C+HC+H2 2O=CO+HO=CO+H2 2高温高温高温高温大多数分解反应大多数分解反应大多数分解反应大多数分解反应某些以某些以某些以某些以C C、COCO、H H2 2为还原剂还原氧化物的反应为还原剂还原氧化物的反应为还原剂还原氧化物的反应为还原剂还原氧化物的反应某些晶体间的反应，某些晶体间的反应，某些晶体间的反应，某些晶体间的反应，如：氢氧化钡与氯化铵的反应如：氢氧化钡与氯化铵的反应如：氢氧化钡与氯化铵

5、的反应如：氢氧化钡与氯化铵的反应盐酸与碳酸氢钠的反应盐酸与碳酸氢钠的反应盐酸与碳酸氢钠的反应盐酸与碳酸氢钠的反应常见的吸热反应：常见的吸热反应：常见的吸热反应：常见的吸热反应：新课讲解新课讲解不不一一定定。吸吸、放放热热反反应应都都属属于于化化学学反反应应，而而浓浓H2SO4、NaOH固固体体等等溶溶于于水水放放热热，NH4NO3、KNO3、NH4Cl等等固固体体溶溶于于水水吸吸热热，以以上上变变化化过过程程均均为物理变化，不是吸、放热反应。为物理变化，不是吸、放热反应。不不一一定定，吸吸、放放热热反反应应与与反反应应是是否否需需要要加加热热等等条条件件没没有有直直接接联联系系，如如NH4Cl晶体与晶体与Ba(OH)28H2O晶体常温下的反应为吸热反应。晶体常温下的反应为吸热反应。【问题问题1】【问题问题2】新课讲解新课讲解注意注意(1)所有化学反应所有化学反应都会伴随有能量的变化都会伴随有能量的变化(2)吸热反应、放热反应都指的是化学反应。吸热反应、放热反应都指的是化学反应。有些过程也会有能量的变化，有些过程也会有能量的变化，如如NaOH潮解（放热）、潮解（放热）、NaOH溶于水（放

6、热）、溶于水（放热）、H2SO4溶于水（放热）、溶于水（放热）、NH4NO3溶于水（吸热）等属于吸溶于水（吸热）等属于吸/放热过程，不属于吸放热过程，不属于吸/放热反应放热反应（有旧化学键断裂，无新化学键形成；有新化学键形成，无旧化学键断裂有旧化学键断裂，无新化学键形成；有新化学键形成，无旧化学键断裂的都不是化学反应的都不是化学反应）。）。(3)物质三态间变化属于物理变化，伴随吸物质三态间变化属于物理变化，伴随吸/放热过程，不是吸放热过程，不是吸/放热反应。放热反应。习题演练习题演练下列说法正确的是（下列说法正确的是（）A有能量放出或吸收的变化一定是化学变化有能量放出或吸收的变化一定是化学变化B吸热反应一定需要加热才能发生吸热反应一定需要加热才能发生C放热反应在常温下就能迅速发生放热反应在常温下就能迅速发生D化学反应中一定伴随着能量变化化学反应中一定伴随着能量变化D习题演练习题演练 下列说法正确的是下列说法正确的是（）A凡是需要加热的化学反应都不是放热反应凡是需要加热的化学反应都不是放热反应B灼热的炭与二氧化碳的反应属于放热反应灼热的炭与二氧化碳的反应属于放热反应C有能量放出或吸收的变

7、化一定是化学变化有能量放出或吸收的变化一定是化学变化D断键吸收的能量大于成键放出的能量为吸热反应断键吸收的能量大于成键放出的能量为吸热反应D习题演练习题演练 下列说法中错误的是下列说法中错误的是（）A需要加热才能发生的反应一定是吸热反应需要加热才能发生的反应一定是吸热反应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化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化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能量还是吸收能量A习题演练习题演练 将将盛盛有有NH4HCO3粉粉末末的的小小烧烧杯杯放放入入盛盛有有少少量量醋醋酸酸的的大大烧烧杯杯中中。然然后后向向小小烧烧杯杯中中加加入入盐盐酸酸，反反应应剧剧烈烈，醋醋酸酸逐逐渐渐凝凝固固。由由此此可可知知()A.NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应和盐酸的反应是放热反应B.该反应中，热能转化为化学能该反应中，热能转化为化学能C.醋酸与醋酸与NH4HCO3发生了复分解反应，该反应为吸

8、热反应发生了复分解反应，该反应为吸热反应D.该反应的离子方程式为：该反应的离子方程式为：CO32-2H=CO2H2OC习题演练习题演练化化学学反反应应过过程程中中为为什什么么会会有有能能量量变变化化？为为什什么么有有的的化化学学反反应应释释放放热热量量，有有的化学反应吸收热量？的化学反应吸收热量？新课讲解新课讲解探究化学反应中热量的变化与反应物和生成物具有的能量高低的关系探究化学反应中热量的变化与反应物和生成物具有的能量高低的关系宏观角度宏观角度 一般来说，物质具有的能量越低，物质越稳定。一般来说，物质具有的能量越低，物质越稳定。即即“能量越低越稳定能量越低越稳定”。物质具有的能量越低，一般原子间的化学键越牢固，物质具有的能量越低，一般原子间的化学键越牢固，断开其中的化学键需要的能量越多，键能越大，物质越稳定。断开其中的化学键需要的能量越多，键能越大，物质越稳定。资料卡片资料卡片能量与稳定性能量与稳定性反应物具有的总能量反应物具有的总能量高高生成物具有的总能量生成物具有的总能量低低化学化学反应反应向环境向环境释放能量释放能量放热放热反应反应水由高处向低处流水由高处向低处流要释放能量要释

9、放能量放热反应：放热反应：反应物总能量反应物总能量 生成物总能量生成物总能量新课讲解新课讲解水由低处抽向高处流需提供能量水由低处抽向高处流需提供能量生成物具有的总能量生成物具有的总能量高高反应物具有的总能量反应物具有的总能量低低化学化学反应反应从环境从环境吸收能量吸收能量吸热吸热反应反应吸热反应：吸热反应：反应物总能量反应物总能量 生成物总能量生成物总能量热能转化为化学能热能转化为化学能被生成物所被生成物所“储存储存”新课讲解新课讲解以氢气在氯气中燃烧为例，用化学键的观点分析反应的本质过程以氢气在氯气中燃烧为例，用化学键的观点分析反应的本质过程断断开开吸吸收收能能量量断断开开吸吸收收能能量量形成形成释放能量释放能量释放能量释放能量形成形成探究化学反应中热量的变化与化学键的关系探究化学反应中热量的变化与化学键的关系微观角度微观角度新课讲解新课讲解E E1 1E E2 2，反应，反应 能量能量(吸热反应吸热反应)E E1 1E E2 2，反应，反应 能量能量(放热反应放热反应)旧化学键断裂旧化学键断裂生成物生成物新化学键形成新化学键形成反应物反应物吸收能量吸收能量(E E1 1)释放能量释

10、放能量(E E2 2)吸收吸收放出放出化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因新课讲解新课讲解(1)在在1 mol氢分子中，含有氢分子中，含有 mol 氢原子，含有氢原子，含有 mol HH键。键。21(2)已知在已知在25 和和101 kPa条件下，由条件下，由2 mol H原子形成原子形成1 mol HH键时，键时，放出放出436 kJ的能量。的能量。若要使若要使1 mol氢分子变为氢分子变为2 mol氢原子时，需要断开氢原子时，需要断开1 mol HH键，其能量变化是键，其能量变化是 。吸收吸收436 kJ的能量的能量结论：结论：在相同条件下在相同条件下，由原子形成，由原子形成1 mol化学键时所化学键时所 ，与断开与断开1 mol相同化学键所相同化学键所 是相等的。是相等的。放出放出的能量的能量吸收的能量吸收的能量键能键能：断开（形成）断开（形成）1 mol 某化学键所吸收（放出）的能量叫键能。某化学键所吸收（放出）的能量叫键能。单位：单位：kJ/mol。新课讲解新课讲解根根据据上上图图计计算算1 mol H2和和mol

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