能源是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，我們每時(shí)每刻、分分秒秒都離不開它。迄今為止，人類所能利用的能源主要是化學(xué)能、電能、以及核能等等。但是，由于人類大量開發(fā)和浪費(fèi)資源，造成了資源的不合理利用從而引發(fā)了不可回避的能源危機(jī)。
一、化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系
我國化石燃料和水電能源消耗構(gòu)成圖
煤、石油、天然氣的主要化學(xué)成分是烴類等有機(jī)物（煤中含有大量的碳），它們?nèi)紵龝r(shí)放出熱能。你一定想知道，這種能量從何而來?它與化學(xué)物質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)有什么關(guān)系？石灰石（主要成分是碳酸鈣）要經(jīng)過高溫煅燒才能變成生石灰，高溫提供的熱能在石灰石的分解反應(yīng)中起到什么作用？
思考：不同的燃料其組成不同，燃燒后放出的熱量也不相等。為什么不同的燃料燃燒時(shí)放出的熱量會(huì)不同？燃料在燃燒反應(yīng)中產(chǎn)生的熱能來自哪里？
⑴、化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是什么？
以氫氣在氯氣中燃燒為例，用化學(xué)鍵的觀點(diǎn)分析反應(yīng)的本質(zhì)過程。
1、化學(xué)反應(yīng)中能量的變化
H2 + Cl2 == 2HCl
一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的的過程，本質(zhì)上就是舊化學(xué)鍵斷裂和新化學(xué)鍵形成的過程。
⑵、化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因
H2 + Cl2 = 2HCl
化學(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因。
⑶、從化學(xué)鍵的觀點(diǎn)來分析能量的變化
所以：一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是否為放熱還是吸熱取決于什么呢？
取決于所有斷鍵吸收的總能量與所有形成新鍵放出的總能量的相對(duì)大小
實(shí)驗(yàn)測(cè)得，在25℃、101 KPa條件下，將1 ml H2 (H-H)變?yōu)? ml H原子需吸收436 kJ能量，而2 ml H原子變成1 ml H2 (H-H)放出436 KJ能量，這個(gè)能量就是H-H的鍵能。
某些化學(xué)鍵的鍵能(KJ/ml)
對(duì)于某個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)，如何判斷它是放出能量還是吸收能量呢？
在反應(yīng)H2 + Cl2 ＝ 2HCl中，已知H－H 鍵能為436 kJ，Cl－Cl鍵能為247 kJ，H－Cl鍵能為431 kJ，判斷該反應(yīng)是 反應(yīng)
(1)化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收能量。吸收總能量為：436 kJ＋247 kJ＝683 kJ， (2)化學(xué)鍵形成時(shí)需要釋放能量。釋放總能量為：431 kJ＋431 kJ＝862 kJ， (3)反應(yīng)中放出的熱量的計(jì)算： 862 kJ - 683 kJ=179 kJ
一個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)在發(fā)生過程中是吸收能量還是放出能量，決定于反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的相對(duì)大小。
水由高處向低處流要釋放能量（勢(shì)能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能）
反應(yīng)物的總能量 > 生成物的總能量
將水由低處抽向高處需提供能量（電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，再轉(zhuǎn)換為勢(shì)能）
反應(yīng)物的總能量 < 生成物的總能量
反應(yīng)物的總能量=生成物的總能量+放出的熱量
生成物的總能量=反應(yīng)物的總能量+吸收的熱量
化學(xué)反應(yīng)的過程，可以看成是能量的“貯存”或“釋放”的過程
（1）如果反應(yīng)物所具有的總能量高于生成物所具有的總能量，那么在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，就有部分能量以熱的形式釋放出來；（2）如果反應(yīng)物所具有的總能量低于生成物所具有的總能量，那么在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)物就需要吸收能量，才能轉(zhuǎn)化為生成物。
E（反應(yīng)物）＝E（生成物）＋Q
E（反應(yīng)物）－E（生成物）＝Q

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第一節(jié) 化學(xué)能與熱能

版本： 人教版 (新課標(biāo))

年級(jí)： 必修2

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