【学习目标】
1．了解化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因；
2．通过生产、生活中的实例了解化学能与热能的相互转化；
3．理解中和热的概念，学会定性和定量的研究化学反应中热量变化的科学方法；
4．拓宽学生的科学视野，使学生建立正确、客观的能量观，提高节能意识。
【学习重点】
化学能与热能之间的内在联系以及化学能与热能之间的相互转化。
【基础知识】
一、化学键与化学反应中能量变化的关系
[复习]化学键定义：
键能：拆开1 mol某键所需的能量叫键能。单位：kJ/mol。
化学键的形成蕴涵着能量变化，在进行反应时，化学键要断裂，吸收能量，反应后形成新化学键要放出能量，反应前反应物的能量与反应后生成物的能量不相等。
[分析]2H→H2中的能量变化？
1 mol H2中含有1 mol H－H，在25 ℃、101 kPa条件下，由H原子形成1 molH－H要
436 kJ的能量，而断开1 molH－H重新变为H原子要 436 kJ的能量。
[类比分析]CH4→4C＋4H（吸收4 mol×415 kJ/mol＝1 660 kJ）
[小结]
化学键的 是化学反应中能量变化的主要原因。
化学反应的特点：
1．有新物质生成，新物质和反应物的总能量不同；
2．反应中要遵循能量守恒定律；
3．反应物与生成物的能量差若以热能形式表现即为放热和吸热。如果二者能量比较接近，则放热和吸热不明显。
[讨论]为什么有的化学反应会放出热量，而有的化学反应却需要吸收热量呢？
[结论]一个确定的化学反应在发生反应过程中是吸收能量还是放出能量，决定于反应物的 与生成物的 的相对大小。
即：∑E(反应物) ∑E(生成物)——放出能量
∑E(反应物) ∑E(生成物)——吸收能量
二、化学能与热能的相互转化
[实验1]铝与稀盐酸反应前后温度的变化
[实验记录]盐酸与铝的反应
实验步骤
肉眼看到的现象
用手触摸的感觉
用温度计测量的数据
在一支试管中加入2～3 mL 6 mol/L的盐酸溶液
向含有盐酸溶液的试管中插
入用砂纸打磨光的铝条
结论
[思考讨论]
1．铝与盐酸反应的化学方程式： 。
2．在反应过程中你能看到什么现象？
3．用眼睛不能直接观察到反应中的热量变化。那么采取哪些简单易行的办法来测量能量变化呢？
4．要明显的感知或测量反应中的热量变化，在实验中应注意哪些问题？
[实验2]氢氧化钡晶体与氯化铵反应前后温度的变化
氢氧化钡晶体与氯化铵反应前后温度的变化
[实验记录]氢氧化钡晶体与氯化铵反应
实验步骤
实验现象
得出结论
将晶体混合后，立即用玻璃棒快速搅拌混合物
有刺激性气味的气体产生，该气体能使湿润的紫色石蕊试纸变蓝
有 气生成
用手触摸烧杯下部
感觉烧杯变凉
反应 热
用手拿起烧杯
烧杯下面的带有几滴水的玻璃片（或小木板）粘到了烧杯底部
反应吸收热量使体系温度降低，使水结成冰
将粘有玻璃片的烧杯放在盛有热水的烧杯上，一会儿再拿起
玻璃片脱离上面烧杯底部
冰融化
反应完后移走烧杯上的多孔塑料片，观察反应物
混合物成糊状
有水生成
用化学方程式表示上述反应：
Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl＝BaCl2＋2NH3↑＋10H2O
[实验3]盐酸与氢氧化钠溶液反应前后温度的变化
步骤一：三个学生各取一个大小相同的试管，分别做一组实验并记录实验现象和数据。
步骤二：汇总实验现象和数据并列表进行比较。
步骤三：对实验进行原理性猜想——为什么强酸与强碱发生反应时都会放出热量？
[填写实验记录]
反应物及用量
酸
HNO3 20 mL 2 mol/L
HCl 20 mL 2 mol/L
HCl 20 mL 2 mol/L
碱
NaOH 20 mL2 mol/L
NaOH 20 mL2 mol/L
KOH 20 mL 2 mol/L
混合前温度
室温
室温
室温
混合后温度
t1
t2
t3
结论
HNO3与NaOH发生中和反应时 热
HCl与NaOH发生中和反应时 热
HCl与KOH发生中和反应时 热
对实验进行
归纳和概括
强酸与强碱发生 反应时 热量
[讨论分析上诉]三个反应的化学方程式和离子方程式为：
酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O时所释放的热量称为中和热。
【过关检测】
1．“摇摇冰”是一种即用即冷的饮料。吸食时，将饮料罐隔离层中的化学物质和水混合后摇动即会制冷。该化学物质可能是（ ）
A．氯化钠 B．固体硝酸铵
C．生石灰 D．蔗糖
2．下列物质加入水中显著放热的是（ ）
A．生石灰 B．固体NaCl
C．无水乙醇 D．固体NH4NO3
3．对于放热反应：，下列说法正确的是（ ）
A．产物H2O所具有的总能量高于反应物H2和O2所具有的总能量
B．反应物H2和O2所具有的总能量高于产物H2O所具有的总能量
C．反应物H2和O2所具有的总能量等于产物H2O所具有的总能量
D．反应物H2和O2具有的能量相等
4．关于吸热反应的说法正确的是（ ）
A．凡需加热的反应一定是吸热反应
B．只有分解反应才是吸热反应
C．使用催化剂的反应是吸热反应
D．CO2与CaO化合是放热反应，则CaCO3分解是吸热反应
5．已知金刚石在一定条件下转化成石墨的反应是放热的。据此，判断以下说法正确的是（ ）
A．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B．放热反应在常温下一定很容易发生
C．反应是放热还是吸热，必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小
D．吸热反应在一定条件下也能发生
6．有关下列能量转化的认识不正确的是（ ）
A．植物的光合作用使得太阳能转化为了化学能
B．人类使用照明设备是将电能转化为了光能
C．生物体内化学变化过程在能量转化上比在体外发生的一些能量转化更为合理、有效
D．燃料燃烧时只是将化学能转化为了热能
【参考答案】
1．B 2．A 3．B 4． D 5．CD 6．D
化学是人类进步的阶梯
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