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1、第一节化学能与热能第一节化学能与热能学习目标学习目标核心素养建构核心素养建构1.知道化学键的断裂与形成知道化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主是化学反应中能量变化的主要原因。要原因。2知道反应物与生成物总知道反应物与生成物总能量的相对高低是反应过程能量的相对高低是反应过程中能量变化的决定因素。中能量变化的决定因素。3了解化学能与热能的相了解化学能与热能的相互转化。互转化。4了解能量转化在生产、了解能量转化在生产、生活中的应用。生活中的应用。知知 识识 梳梳 理理一、化学键与化学反应中能量变化的关系一、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化学反应中能量变化的原因E1E
2、2，反应，反应_能量；能量；E1E2，则该反应为，则该反应为_热反应，该反应的过热反应，该反应的过程可看成是程可看成是“贮存贮存”在物质内部的能量转化为在物质内部的能量转化为_能而被释放出来的过程。能而被释放出来的过程。(2)若若E1E2，则该反应为，则该反应为_热反应。那么在发生热反应。那么在发生化学反应时，反应物需要化学反应时，反应物需要_才能转化成生成物。才能转化成生成物。该反应过程可看成是该反应过程可看成是_的过程。的过程。解析解析(1)反应物的总能量大于生成物的总能量，则反应进行反应物的总能量大于生成物的总能量，则反应进行的结果必然是部分能量被释放出来。的结果必然是部分能量被释放出来
3、。(2)反应物的总能量小于生成物的总能量，则反应进行时，必反应物的总能量小于生成物的总能量，则反应进行时，必然有外部能量参与到反应中来。然有外部能量参与到反应中来。答案答案(1)放热放热(2)吸吸收能量热能转化为物质内部的能量而被吸吸收能量热能转化为物质内部的能量而被“贮存贮存”起来起来探究一、化学键与化学反应中能量变化的关系探究一、化学键与化学反应中能量变化的关系【合作交流合作交流】1化学反应中能量变化的原因是任何化学反应中，旧键断裂化学反应中能量变化的原因是任何化学反应中，旧键断裂时时_(填填“吸收吸收”或或“放出放出”)的能量与新键形成的能量与新键形成时时_(填填“吸收吸收”或或“放出放
4、出”)的能量均不相等，的能量均不相等，所以任何化学反应都有能量变化。所以任何化学反应都有能量变化。提示提示吸收放出吸收放出2氢能是一种绿色能源，氢能是一种绿色能源，H2在在O2中燃烧，放出大量能量，说中燃烧，放出大量能量，说明明2 mol H2和和1 mol O2具有的总能量具有的总能量_(填填“大大于于”或或“小于小于”)2 mol H2O具有的总能量。具有的总能量。提示提示大于大于3NaCl溶于水，化学键有没有变化？如果仅从化学键角度分溶于水，化学键有没有变化？如果仅从化学键角度分析，析，NaCl溶于水是吸热还是放热？溶于水是吸热还是放热？提示提示NaCl溶于水，溶于水，NaCl=NaCl
5、，只有化学键断，只有化学键断裂，没有化学键形成，因此裂，没有化学键形成，因此NaCl溶于水是吸收热量。溶于水是吸收热量。【点拨提升点拨提升】1从化学键的角度理解化学反应过程中的能量变化从化学键的角度理解化学反应过程中的能量变化化学反应过程中的能量变化来源于化学反应过程中旧化学化学反应过程中的能量变化来源于化学反应过程中旧化学键断裂与新化学键形成时的能量变化。键断裂与新化学键形成时的能量变化。(1)若反应物中的化学键断开时吸收的能量高于生成物成键若反应物中的化学键断开时吸收的能量高于生成物成键释放的能量，则该反应吸收能量，吸收的能量反应物分释放的能量，则该反应吸收能量，吸收的能量反应物分解吸收的
6、总能量生成物形成释放的总能量。解吸收的总能量生成物形成释放的总能量。(2)若反应物中的化学键断开时吸收的能量低于生成物成键若反应物中的化学键断开时吸收的能量低于生成物成键释放的能量，则该反应放出能量，放出的能量生成物形释放的能量，则该反应放出能量，放出的能量生成物形成释放的总能量反应物分解吸收的总能量。成释放的总能量反应物分解吸收的总能量。2从总能量的角度理解化学反应过程中的能量变化从总能量的角度理解化学反应过程中的能量变化一个确定的化学反应完成后的结果是吸收能量还是放出能一个确定的化学反应完成后的结果是吸收能量还是放出能量取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。量取决于反应物的总能量
7、与生成物的总能量的相对大小。具体情况见下表：具体情况见下表：放热反应放热反应吸热反应吸热反应能量能量变化变化反应物的总能量大于生反应物的总能量大于生成物的总能量成物的总能量反应物的总能量小于生反应物的总能量小于生成物的总能量成物的总能量键能键能变化变化生成物的总键能大于反生成物的总键能大于反应物的总键能应物的总键能生成物的总键能小于反生成物的总键能小于反应物的总键能应物的总键能图示图示常见实例常见实例金属与水或酸的反应；金属与水或酸的反应；金属氧化物与水或酸的金属氧化物与水或酸的反应；反应；可燃物的燃烧反可燃物的燃烧反应及缓慢氧化；应及缓慢氧化；酸与碱酸与碱的中和反应；的中和反应；大部分化大部
8、分化合反应合反应大部分分解反应；大部分分解反应；Ba(OH)28H2O和和NH4Cl反应反应高温下焦炭与水的反高温下焦炭与水的反应应【典题例证典题例证1】化学反应化学反应A2B2=2AB的能量变化如图所的能量变化如图所示，则下列说法正确的是示，则下列说法正确的是()A该反应是吸热反应该反应是吸热反应B断裂断裂1 mol AA键和键和1 mol BB键放出键放出x kJ的能量的能量C断裂断裂2 mol AB键需要吸收键需要吸收y kJ的能量的能量D2 mol AB的总能量高于的总能量高于1 mol A2和和1 mol B2的总能量的总能量解析解析从题图可以看出，反应物的总能量高于生成物的总能从题
9、图可以看出，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应是放热反应，量，该反应是放热反应，A、D项错误；断键时需要吸收能项错误；断键时需要吸收能量，量，B项错误，项错误，C项正确。项正确。答案答案C【学以致用学以致用1】根据下面的信息，判断下列叙述正确的是根据下面的信息，判断下列叙述正确的是()A氢气跟氧气反应生成水的同时释放能量氢气跟氧气反应生成水的同时释放能量B氢气跟氧气反应生成水的同时吸收能量氢气跟氧气反应生成水的同时吸收能量D2 mol H2(g)跟跟1 mol O2(g)反应生成反应生成2 mol H2O(g)吸收能吸收能 量量490 kJ答案答案A探究二、吸热反应与放热反应的比较探究二
10、、吸热反应与放热反应的比较【合作交流合作交流】1不同化学反应所伴随发生的能量变化也不同。化学反应是不同化学反应所伴随发生的能量变化也不同。化学反应是吸热还是放热由什么决定？是不是放热反应不需加热，吸吸热还是放热由什么决定？是不是放热反应不需加热，吸热反应都要加热？试举例说明。热反应都要加热？试举例说明。提示提示化学反应是吸热还是放热决定于反应物的总能量与化学反应是吸热还是放热决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小，前者大于后者为放热反应，生成物的总能量的相对大小，前者大于后者为放热反应，前者小于后者为吸热反应。有的放热反应需要加热才能发前者小于后者为吸热反应。有的放热反应需要加热才能发
11、生，例如煤的燃烧就是放热反应，但需要加热或点燃引发生，例如煤的燃烧就是放热反应，但需要加热或点燃引发反应；有的放热反应不需要加热，如磷的自燃。吸热反应反应；有的放热反应不需要加热，如磷的自燃。吸热反应大 都 需 要 加 热 ， 也 有 不 需 加 热 就 能 反 应 的 ， 例 如大 都 需 要 加 热 ， 也 有 不 需 加 热 就 能 反 应 的 ， 例 如Ba(OH)28H2O固体与固体与NH4Cl固体的反应。固体的反应。2NaOH溶于水放出热量、溶于水放出热量、NaOH溶于水是放热反应吗？溶于水是放热反应吗？提示提示吸热反应和放热反应均是化学反应。注意明确某些吸热反应和放热反应均是化学
12、反应。注意明确某些吸热过程和放热过程不属于化学反应。如：吸热过程和放热过程不属于化学反应。如：NaOH固体溶固体溶于水，浓硫酸稀释属于放热过程；于水，浓硫酸稀释属于放热过程；NH4NO3固体溶于水属固体溶于水属于吸热过程，三者都不是化学反应，也就不属于吸热反应于吸热过程，三者都不是化学反应，也就不属于吸热反应或放热反应。或放热反应。【点拨提升点拨提升】1规避吸热反应和放热反应判断的规避吸热反应和放热反应判断的2个易错点个易错点(1)“三个不一定三个不一定”。需加热才能发生的反应不一定是吸需加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如碳和氧气的反应；热反应，如碳和氧气的反应；放热反应常温下不一定容放热
13、反应常温下不一定容易发生，如铝热反应；易发生，如铝热反应；吸热反应也不一定需要加热，如吸热反应也不一定需要加热，如Ba(OH)28H2O晶体和晶体和NH4Cl晶体的反应。晶体的反应。(2)吸热反应和放热反应都是化学变化，如吸热反应和放热反应都是化学变化，如NaOH固体溶于固体溶于水是放热过程，但不是放热反应；如升华、蒸发等过程是水是放热过程，但不是放热反应；如升华、蒸发等过程是吸热过程，但不是吸热反应。吸热过程，但不是吸热反应。2吸热反应和放热反应的判断方法吸热反应和放热反应的判断方法(1)根据反应物和生成物的总能量的相对大小判断根据反应物和生成物的总能量的相对大小判断决定因决定因素。素。若反
14、应物的总能量大于生成物的总能量，属于放热反应，若反应物的总能量大于生成物的总能量，属于放热反应，反之是吸热反应。反之是吸热反应。(2)根据化学键断裂或形成时的能量变化判断根据化学键断裂或形成时的能量变化判断用于计算。用于计算。若断裂反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中若断裂反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量，属于放热反应，反之是吸热反应。化学键所放出的能量，属于放热反应，反之是吸热反应。(3)根据反应物和生成物的相对稳定性判断。根据反应物和生成物的相对稳定性判断。由不稳定的物质由不稳定的物质(能量高能量高)生成稳定的物质生成稳定的物质(能量低能量低)的反应为
15、放的反应为放热反应，反之为吸热反应。热反应，反之为吸热反应。(4)根据反应条件判断。根据反应条件判断。凡是持续加热才能进行的反应一般就是吸热反应。凡是持续加热才能进行的反应一般就是吸热反应。【典题例证典题例证2】下列说法正确的是下列说法正确的是()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放热反应放热反应在常温下一定很容易发生在常温下一定很容易发生反应是放出能量还是吸收能反应是放出能量还是吸收能量必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小量必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小有的放热反应加热到一定温度引发后，停止加热反应也能有的放热反应加热到一定温度引发
16、后，停止加热反应也能继续进行继续进行A只有只有B只有只有C D答案答案A【学以致用学以致用2】下列说法正确的是下列说法正确的是()AFe与与S在加热条件下才能发生反应，所以该反应属于吸在加热条件下才能发生反应，所以该反应属于吸热反应热反应BHNO3、H2SO4分别与分别与NaOH溶液反应都放出热量溶液反应都放出热量C分解反应都是吸热反应，化合反应都是放热反应分解反应都是吸热反应，化合反应都是放热反应D合成氨的反应是放热反应，所以合成氨的反应是放热反应，所以N2与其他物质的反应与其他物质的反应也是放热反应也是放热反应解析解析Fe与与S虽然需加热才能发生反应，但反应开始后，停止虽然需加热才能发生反
17、应，但反应开始后，停止加热，反应能继续进行，加热只是为了引发反应，所以该反应加热，反应能继续进行，加热只是为了引发反应，所以该反应是放热反应，是放热反应，A错误；中和反应都是放热反应，错误；中和反应都是放热反应，B正确；分解正确；分解反应不一定是吸热反应，如反应不一定是吸热反应，如H2O2的分解反应就是放热反应，的分解反应就是放热反应，化合反应也不一定是放热反应，如化合反应也不一定是放热反应，如CO2与与C的反应就是吸热反的反应就是吸热反应，应，C错误；与错误；与N2反应的物质不同，能量变化也不同，不能根反应的物质不同，能量变化也不同，不能根据合成氨反应的能量变化来类推据合成氨反应的能量变化来类推N2与其他物质反应的能量变与其他物质反应的能量变化，如化，如N2和和O2在放电条件下生成在放电条件下生成NO就是吸热反应，就是吸热反应，D错误。错误。答案答案B