高中化学必修二化学能与热能
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第二章 化学反应与能量 第一节 化学能与热能
一、化学键与化学反应中能量变化的关系 1、化学反应的本质是？
➢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。
H2
H—H
断 开
+ Cl2
Cl —Cl
断 开
点燃
= 2HCl
形 成
·· ··
H · ＋ ·C····l： → H C····l
一个化学反应的的过程，本质上就 是旧化学键断裂和新化学键形成的过 程。
思考与交流 p34
测量中和反应热应该注意哪些问题？
1、保温隔热的效果一定要好。 2、酸碱浓度要准确。 3、温度计要读准，水银球要全浸在
溶液中，且要稳定一段时间再读。 4、实验操作时动作要快，以尽量
减少热量的散失。
结论：化学能和热能可以相互转化， 遵循能量守恒定律。
常见的放(吸)热反应
放热反应 吸热反应
1.金属与酸的反应
2.所有的燃烧反应
3.酸碱中和反应
4.大多数化合反应 1.氢氧化钙与氯化铵晶体的反应
高温
2. C(s) + CO2(g) === 2CO(g) △
3. C(s) + H2O(g) === CO(g) + H2(g)
4. H2(g) + CuO(s) === Cu(s) + H2O(g) 5.大多数分解反应
科学视野
人类利用能源的三个阶段
1、柴草时期：以树枝杂草为主要能源 2、化石能源时期：以煤、石油、天然 气为主要能源 3、多能源结构时期：可再生能源、清 洁能源
例题：1、在同温、同压下，比较下列反 应放出热量Q1、Q2的大小 A：2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) + Q1
2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) + Q2
分析：反应物的状态，数量和生成物的 数量都相同，但由于气态水转化为液态 要放出一定数量的热量
∴Q2＞Q1
例题：1、在同温、同压下，比较下列反 应放出热量Q1、Q2的大小
B: S(g) + O2(g) = SO2(g) + Q1 S(S) + O2(g) = SO2(g) + Q2
两式数量相同，S由固态吸收热量转化为气 态，再氧化燃烧生成SO2。其放出热量的总 和小于由气态S直接燃烧所放出的热量
反应物的总能量低
一个确定的化学反应在发生过程中是吸收
能量还是放出能量，决定于反应物的总能量 与生成物的总能量的相对大小。
能 量
反应物
规律
能 量
生成物
放热 反应
生成物
反应过程
反应物
吸热 反应
反应过程
A、反应物总能量与生成物总能量的相对大小
反应物的能量之和
生成物的能量之和
E反
E生
（1）若E反> E生，放出能量 放热反应 （2）若E反< E生，吸收能量 吸热反应
2、化学键的断裂和形成是化学反应 中能量变化的主要原因。
3、化学反应中能量转化遵循能量守恒 原则。
∴Q2<Q1
例题：1、在同温、同压下，比较下 列反应放出热量Q1、Q2的大小
C: C(s) + 1/2O2(g) = CO(g) + Q1 C(s) + O2(g) = CO2(g) + Q2
固态C氧化为CO，释放出热量Q1，CO是气 体燃料，和O2反应生成CO2，又释放热量Q3， 两次释放热量的总和Q1+Q3，等于固态C氧化 为气态CO2释放的热量Q2，∴Q2＞Q1
➢质量守恒定律 ➢能量守恒定律 ➢化学反应中的能量变化，通常主要表现为
热量的变化。 ➢热量的变化：吸热和放热
怎样设计实验来了解反应中的 热量变化情况？
下面我们一起通过实验来认识和 感受一下化学能与热能的相互转 化！
实验 2-1：盐酸与锌片的反应
现象
结论
有气泡放出，温度升高。 反应放出热量。
实验 2-2：Ba(OH)2·8H2O 与 NH4Cl 的反
H2 + Cl2
点燃
= 2HCl
H—H Cl —Cl
断 开
吸 收 能
断 开
吸 收 能
量
量
H· ＋
· C····l ：
→
H
C··l ··
·· ··
化学键的断裂和形成是化学反应中能量变 化的主要原因。
【思考与交流】
在化学反应中，随着物质的变化，既有反 应物中化学键的断裂，又有生成物中化学 键的形成，化学能也随之而改变。那么， 一个化学反应吸收能量还是放出能量是由 什么决定的呢？
ΔH=436×2+496-463×4=-484(KJ/mol) 放出484KJ的能量
通常，键能愈大，键愈牢固，由该键构成的分子 也愈稳定,该分子本身所具有的能量就愈低。
课堂练习一
在反应H2 + Cl2 ＝2HCl中，已知 H－H 键能为436kJ，Cl－Cl键能为247kJ，
H－Cl键能为431kJ，判断该反应是 放热 反应
B、从微观本质分析：
（1）形成化学键放出的能量 ＞断开化学 键吸收的能量
放热反应
（2）形成化学键放出的能量 ＜断开化学 键吸收的能量
吸热反应
举例：拆开1摩H2所需能量是436KJ，拆1 摩O2需要能量是496KJ。
算一算：
2摩H2和1摩O2生成2摩H2O的能量变化。 （H-H键能是436KJ/mol，O=O键能是 496KJ/mol，H-O键能是463KJ/mol）
三、化学能的应用
• 利用热量进行生活、生产和科研。 • 利用热能使很多化学反应得以发生。
如：
【自主学习】
科学视野 生物体中的能量转化
人体内发生的氧化还原反应与体外的燃烧本质 相同，最终产物一样（都是二氧化碳和水）， 都是放热反应，所放出的能量也相等。只是二 者反应条件不同。
启示： 生物化学过程在利用“能源”上更为合理、有效。
则(1)化学键断裂时需要吸收能量。吸收总能 量为：436kJ＋247kJ＝683 kJ，
(2)化学键形成时需要释放能量。释放总能 量为：431kJ＋431kJ＝862 kJ，
(3)反应中能量变化的计算： 683kJ—862kJ=—179kJ E反-E生<0，放热反应
二、化学能与热能的相互转化
例题：1、在同温、同压下，比较下 列反应放出热量Q1、Q2的大小
D: H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) + Q1 1/2H2(g) + 1/2Cl2(g) = HCl(g) + Q2
状态相同，但数量后式仅是前式的一半，释 放的热量也应是前式的一半，Q2＜Q1
【小结】
1、物质发生化学反应的同时还伴随着能 量的变化,而这种能量变化又通常表现为 热能变化。
应
现象
结论
有刺激性气味，烧杯底部 反应吸收热量。 很冷，烧杯下面的玻璃片
被冻在一起。
实验 2-3 ：酸与碱的中和反应
盐酸温度/℃ NaOH溶液温度/ ℃ 中和反应后温度/ ℃
室温
室温
反应后温ຫໍສະໝຸດ Baidu升高
实质：H+ + OH－ ＝ H2O
结论：中和反应是放热反应。
中和热：酸与碱发生中和反应生成1molH2O时 所释放的热量称为中和热。 放出热量为57.3kJ。
2、一个化学反应吸收能量还是 放出能量的决定因素
看图讨论
水由高处向低处流要释放能量 （势能转换为动能）
分析化学反应
放出能量
看图讨论
将水由低处抽向高处需提供能量（电能 转换为机械能，再转换为势能）
分析化学反应
吸收能量
小结：
反应物的总能量高
生成物的总能量高
放 热 反 应
生成物的总能量低
吸 热 反 应
一、化学键与化学反应中能量变化的关系 1、化学反应的本质是？
➢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。
H2
H—H
断 开
+ Cl2
Cl —Cl
断 开
点燃
= 2HCl
形 成
·· ··
H · ＋ ·C····l： → H C····l
一个化学反应的的过程，本质上就 是旧化学键断裂和新化学键形成的过 程。
思考与交流 p34
测量中和反应热应该注意哪些问题？
1、保温隔热的效果一定要好。 2、酸碱浓度要准确。 3、温度计要读准，水银球要全浸在
溶液中，且要稳定一段时间再读。 4、实验操作时动作要快，以尽量
减少热量的散失。
结论：化学能和热能可以相互转化， 遵循能量守恒定律。
常见的放(吸)热反应
放热反应 吸热反应
1.金属与酸的反应
2.所有的燃烧反应
3.酸碱中和反应
4.大多数化合反应 1.氢氧化钙与氯化铵晶体的反应
高温
2. C(s) + CO2(g) === 2CO(g) △
3. C(s) + H2O(g) === CO(g) + H2(g)
4. H2(g) + CuO(s) === Cu(s) + H2O(g) 5.大多数分解反应
科学视野
人类利用能源的三个阶段
1、柴草时期：以树枝杂草为主要能源 2、化石能源时期：以煤、石油、天然 气为主要能源 3、多能源结构时期：可再生能源、清 洁能源
例题：1、在同温、同压下，比较下列反 应放出热量Q1、Q2的大小 A：2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) + Q1
2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) + Q2
分析：反应物的状态，数量和生成物的 数量都相同，但由于气态水转化为液态 要放出一定数量的热量
∴Q2＞Q1
例题：1、在同温、同压下，比较下列反 应放出热量Q1、Q2的大小
B: S(g) + O2(g) = SO2(g) + Q1 S(S) + O2(g) = SO2(g) + Q2
两式数量相同，S由固态吸收热量转化为气 态，再氧化燃烧生成SO2。其放出热量的总 和小于由气态S直接燃烧所放出的热量
反应物的总能量低
一个确定的化学反应在发生过程中是吸收
能量还是放出能量，决定于反应物的总能量 与生成物的总能量的相对大小。
能 量
反应物
规律
能 量
生成物
放热 反应
生成物
反应过程
反应物
吸热 反应
反应过程
A、反应物总能量与生成物总能量的相对大小
反应物的能量之和
生成物的能量之和
E反
E生
（1）若E反> E生，放出能量 放热反应 （2）若E反< E生，吸收能量 吸热反应
2、化学键的断裂和形成是化学反应 中能量变化的主要原因。
3、化学反应中能量转化遵循能量守恒 原则。
∴Q2<Q1
例题：1、在同温、同压下，比较下 列反应放出热量Q1、Q2的大小
C: C(s) + 1/2O2(g) = CO(g) + Q1 C(s) + O2(g) = CO2(g) + Q2
固态C氧化为CO，释放出热量Q1，CO是气 体燃料，和O2反应生成CO2，又释放热量Q3， 两次释放热量的总和Q1+Q3，等于固态C氧化 为气态CO2释放的热量Q2，∴Q2＞Q1
➢质量守恒定律 ➢能量守恒定律 ➢化学反应中的能量变化，通常主要表现为
热量的变化。 ➢热量的变化：吸热和放热
怎样设计实验来了解反应中的 热量变化情况？
下面我们一起通过实验来认识和 感受一下化学能与热能的相互转 化！
实验 2-1：盐酸与锌片的反应
现象
结论
有气泡放出，温度升高。 反应放出热量。
实验 2-2：Ba(OH)2·8H2O 与 NH4Cl 的反
H2 + Cl2
点燃
= 2HCl
H—H Cl —Cl
断 开
吸 收 能
断 开
吸 收 能
量
量
H· ＋
· C····l ：
→
H
C··l ··
·· ··
化学键的断裂和形成是化学反应中能量变 化的主要原因。
【思考与交流】
在化学反应中，随着物质的变化，既有反 应物中化学键的断裂，又有生成物中化学 键的形成，化学能也随之而改变。那么， 一个化学反应吸收能量还是放出能量是由 什么决定的呢？
ΔH=436×2+496-463×4=-484(KJ/mol) 放出484KJ的能量
通常，键能愈大，键愈牢固，由该键构成的分子 也愈稳定,该分子本身所具有的能量就愈低。
课堂练习一
在反应H2 + Cl2 ＝2HCl中，已知 H－H 键能为436kJ，Cl－Cl键能为247kJ，
H－Cl键能为431kJ，判断该反应是 放热 反应
B、从微观本质分析：
（1）形成化学键放出的能量 ＞断开化学 键吸收的能量
放热反应
（2）形成化学键放出的能量 ＜断开化学 键吸收的能量
吸热反应
举例：拆开1摩H2所需能量是436KJ，拆1 摩O2需要能量是496KJ。
算一算：
2摩H2和1摩O2生成2摩H2O的能量变化。 （H-H键能是436KJ/mol，O=O键能是 496KJ/mol，H-O键能是463KJ/mol）
三、化学能的应用
• 利用热量进行生活、生产和科研。 • 利用热能使很多化学反应得以发生。
如：
【自主学习】
科学视野 生物体中的能量转化
人体内发生的氧化还原反应与体外的燃烧本质 相同，最终产物一样（都是二氧化碳和水）， 都是放热反应，所放出的能量也相等。只是二 者反应条件不同。
启示： 生物化学过程在利用“能源”上更为合理、有效。
则(1)化学键断裂时需要吸收能量。吸收总能 量为：436kJ＋247kJ＝683 kJ，
(2)化学键形成时需要释放能量。释放总能 量为：431kJ＋431kJ＝862 kJ，
(3)反应中能量变化的计算： 683kJ—862kJ=—179kJ E反-E生<0，放热反应
二、化学能与热能的相互转化
例题：1、在同温、同压下，比较下 列反应放出热量Q1、Q2的大小
D: H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) + Q1 1/2H2(g) + 1/2Cl2(g) = HCl(g) + Q2
状态相同，但数量后式仅是前式的一半，释 放的热量也应是前式的一半，Q2＜Q1
【小结】
1、物质发生化学反应的同时还伴随着能 量的变化,而这种能量变化又通常表现为 热能变化。
应
现象
结论
有刺激性气味，烧杯底部 反应吸收热量。 很冷，烧杯下面的玻璃片
被冻在一起。
实验 2-3 ：酸与碱的中和反应
盐酸温度/℃ NaOH溶液温度/ ℃ 中和反应后温度/ ℃
室温
室温
反应后温ຫໍສະໝຸດ Baidu升高
实质：H+ + OH－ ＝ H2O
结论：中和反应是放热反应。
中和热：酸与碱发生中和反应生成1molH2O时 所释放的热量称为中和热。 放出热量为57.3kJ。
2、一个化学反应吸收能量还是 放出能量的决定因素
看图讨论
水由高处向低处流要释放能量 （势能转换为动能）
分析化学反应
放出能量
看图讨论
将水由低处抽向高处需提供能量（电能 转换为机械能，再转换为势能）
分析化学反应
吸收能量
小结：
反应物的总能量高
生成物的总能量高
放 热 反 应
生成物的总能量低
吸 热 反 应