第4讲化学反应与热能（课件）高一化学下学期精细课件与讲义（人教版2019）

化学反应与能量变化化学反应与热能01放热反应与吸热反应放热反应与吸热反应实验探究实验6-1：镁与盐酸的反应实验操作：在试管中加入2ml2mol/L的盐酸，并用温度计测量温度，再将用砂纸打磨过的光亮镁条投入试管中，观察现象并测量温度变化。实验现象①看：有大量气泡产生②摸：试管烫手③温度计：温度升高实验结论反应原理：Mg+2HCl=MgCl2+H2↑能量变化：反应放出热量放热反应与吸热反应实验探究实验6-2：Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl晶体的反应实验操作：将20g的Ba(OH)2·8H2O晶体研细后与10g的NH4Cl晶体一起放入烧杯中，并将烧杯放在滴有水的木板上，用玻璃棒迅速搅拌，闻到刺鼻气味后用玻璃片盖上烧杯，用手触摸烧杯下部，试着拿起烧杯观察现象。实验现象①看：烧杯与木板粘到一起②摸：烧杯外壁变得冰凉③温度计：有刺激性气体生产实验结论反应原理：Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl

=BaCl2+NH3↑+10H2O能量变化：反应吸收热量放热反应与吸热反应定义（1）放热反应：化学上把释放热量的化学反应叫做放热反应。（2）吸热反应：化学上把吸收热量的化学反应叫做吸热反应。放热反应与吸热反应①不论吸热还是放热反应必须是化学反应，物质的三态变化属于吸放热过程不属于吸放热反应。②化学反应必然存在能量变化，不存在既不吸热又不放热的化学反应。放热反应与吸热反应常见的放热反应和吸热反应常见的放热反应：（1）所有的燃烧反应。（2）所有的酸碱中和反应。（3）大多数化合反应。（4）铝热反应（2Al+Fe2O3

高温

Al2O3+2Fe）（5）金属与酸、水的反应。放热反应与吸热反应常见的放热反应和吸热反应常见的吸热反应：（1）大多数分解反应。（2）部分以碳为还原剂的还原反应（还原氧化铜、氧化铁等）。（3）某些晶体之间的反应[Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl=BaCl2+NH3↑+10H2O]（4）盐酸与碳酸氢钠的反应。放热反应与吸热反应典例分析【典例1】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B．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D．化学反应中一定伴随着能量变化D放热反应与吸热反应典例分析【典例2】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B．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D放热反应与吸热反应典例分析【典例3】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C．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能量还是吸收能量A02反应中化学键与能量的关系反应中化学键与能量的关系化学键的断开与形成总是伴随着能量的变化化学反应的本质是旧化学键的断裂与新化学键的形成。物质中的原子之间是通过化学键相结合的，所以化学反应的本质是反应物中旧化学键的断裂和生成物中新化学键的形成。反应中化学键与能量的关系化学键的断开与形成总是伴随着能量的变化化学反应的本质是旧化学键的断裂与新化学键的形成。断开反应物中的化学键要吸收能量，形成生成物中的化学键要放出能量。如反应H(g)+Cl2(g)=2HCl(g):反应中化学键与能量的关系（1）同种条件下，形成1mol化学键所释放的能量与断开1mol同种化学键所吸收的能量是相同的。（2）键能：通常在298K、101KPa下气态分子中1mol化学键解离成气态原子所需要吸收的能量。键能越大物质越稳定。反应中化学键与能量的关系化学反应中的能量变化(1）化学反应中的两个过程①物质吸收能量用来克服粒子间作用力，断开化学键。②粒子重新组合，形成新的化学键，放出能量。因此化学键的断裂和形成是化学反应中发生能量变化的主要原因。反应中化学键与能量的关系化学反应中的能量变化(2）化学反应中的两个变化①物质变化：有新物质的生成。②能量变化：反应物与生成物键能不同，故断键吸收的能量与成键放出的能量不同，导致吸能与放能会有能量差，故反应前后会与能量变化。反应中化学键与能量的关系化学反应中能量变化得两个类型吸收能量与放出能量微观角度

断裂反应物化化学键的总能量<形成生成物化学键释放的总能量释放能量

断裂反应物化化学键的总能量>形成生成物化学键释放的总能量吸收能量结论：E反应物的总键能-E生成物的总键能=△E若△E>0，反应为吸热反应；若△E<0，反应为放热反应表现形式放热吸热反应中化学键与能量的关系化学反应中能量变化得两个类型吸收能量与放出能量宏观角度反应物的总能量<生成物的总能量吸收能量反应物的总能量>生成物的总能量释放能量结论：E生成物的总能量-E反应物的总能量=△E若△E>0，反应为吸热反应；若△E<0，反应为放热反应表现形式吸热放热反应中化学键与能量的关系①物质的总能量越低，物质越稳定。②需要加热的反应不一定是吸热反应，吸热反应也不一定需要加热。反应中化学键与能量的关系典例分析【典例1】根据如图提供的信息，下列所得结论正确的是（

）A．该反应为吸热反应B．该反应为放热反应C．如果发生图示的逆反应，反应条件一定加热D．反应物的总能量小于生成物的总能量B反应中化学键与能量的关系典例分析【典例2】下图为H2与Cl2在一定条件下反应生成HCl的微观示意图。注：示意图中的能量表示断裂或形成1mol共价键吸收或放出的热量,下列说法不正确的是（

）A．反应的化学方程式是H2+Cl2=2HClB．由图可知有假想中间物质H、Cl原子形成1mol

H-Cl非极性键放出431kJ的能量C．由图中能量数据可知，H-H键比Cl-Cl键更难断裂D．标准状况下，11.2L

H2与过量Cl2反应放出的热量是183kJD反应中化学键与能量的关系典例分析【典例3】分析下图，不能得出的结论是（

）A.H2与O2反应是放热反应B.断开化学键要放出能量C.化学反应既有物质变化

又有能量变化D.2molH2（g）和1molO2(g)的总能量高于2molH2O(g)的总能量B反应中化学键与能量的关系典例分析【典例4】已知反应的能量变化如图所示，下列说法正确的是（

）

A.该反应是放热反应B.只有在加热条件下才能进行C.反应物的总能量高于生成物的总能量D.反应中断开化学键吸收的总能量高于形成化学键放出的总能量D03能量的转化与能源的利用能量的转化与能源的利用化学能与热能的相互转化在生活、生产中的应用化学物质中的化学能通过化学反应转化为热能，提供了人类生存和发展所需要的能量和动力，如化石燃料的燃烧、炸药开山、发射火箭等；能量的转化与能源的利用化学能与热能的相互转化在生活、生产中的应用而热能转化为化学能是人们进行化工生产、研制新物质不可或缺的条件和途径，如高温冶炼金属、高温分解化合物等。能量的转化与能源的利用生物体中的能量转化及利用植物通过光合作用使光能转化为化学能储存在所形成的淀粉等糖类中。能源物质在人体中氧化分解生成CO2和H2O，产生的能量一部分以热量的形式散失，另一部分作为可转移能量在人体内被利用(如进行合成代谢)。能量的转化与能源的利用人类能源利用的发展化石能源多能源结构时期(太阳能,水能,核能,风能等)柴草时期能量的转化与能源的利用化石燃料使用的弊端（1）化石燃料储量有限，不可再生，与当今能源的大量需求产生供需矛盾。（2）化石燃料燃烧排放物中含有大量的粉尘、氮的氧化物、二氧化硫、一氧化碳是大气的主要污染物。排放的二氧化碳会造成温室效应。能量的转化与能源的利用解决方案（1）节能减排：在燃烧阶段改进设备，提高燃料的利用率；利用阶段多使用节能设备；对于工厂热电厂的余热，与市政供热联网运行，较少热量的浪费。（2）开源：开发新能源技术，大力发展可再生的太阳能、地热能、风能、海洋能、氢能等。能量的转化与能源的利用典例分析【典例1】环境、能源和资源是人类生存和发展的基本条件。下列说法不正确的是

(

)A．二氧化硫的产生主要原因是煤的大量燃烧B．海底埋藏着大量的可燃冰，它不可能成为未来的新能源C．氢气极易燃烧，燃烧的产物是水，被认为是最清洁的燃料D．化石燃料面临被耗尽的危险，人类正在利用和开发新的能源，如太阳能、风能、地热能等B能量的转化与能源的利用典例分析【典例2】党的十九大提出要加快生态文明体制改革，建设美丽中国。下列做法正确的是（）A．超市购物提倡使用塑料袋B．工业废水直接灌溉农田，节约水资源C．大量使用农药、化肥，增加粮食产量D．大力开发新能源替代化石燃料D能量的转化与能源的利用典例分析【典例3】现代的生产和生活要消耗大量能量。下列活动中，通过化学反应提供能量的是

(

)A．发射航天飞机 B．水车积水灌溉 C．太阳能供热 D．风力发电A04巩固训练巩固训练1.对于敞口容器中的反应：Zn(s)+H2SO4(aq)=ZnSO4+H2(g)，下列叙述中不正确的是（

）A.Zn和H2SO4的总能量大于ZnSO4和H2的总能量B.反应过程中能量关系可用上图表示C.若将该反应设计成原电池，则Zn为负极D.若将该反应设计成原电池，当有65g锌溶解时，正极放出11.2L气体标准状况D巩固训练2.下列关于化学反应与能量的说法正确的是（

）

A.中和反应是放热反应B.H2燃烧时的能量变化如图所示C.化学键断裂放出能量D.反应物总能量与生成物总能量一定相等A巩固训练3.在25℃、101kPa下，1mol白磷(化学式为P4)完全燃烧放出的热量和4mol红磷化学式为完全燃烧放出的热量关系如下图所示：由此判断，下列说法正确的是（

）A.由红磷转化为五氧化二磷是吸热反应B.由红磷转化为白磷是放热反应C.由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时白磷比红磷稳定D.由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时红磷比白磷稳定D巩固训练4.已知反应A+B=C+D的能量变化如图所示(E1、E2均为正值，下列说法正确的是（

）A.该反应吸收的能最为(E1-E2)B.破坏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C.A和B的总能量一定高于C和D的总能量D.该反应只有在加热条件下才能进行A巩固训练5.反应A→C分两步进行：①A→B，②B→C。反应过程能量变化曲线如图所示(E1、E2、E3、E4表示活化能)。下列说法正确的是（

）A.三种物质中B最不稳定，A最稳定B.B→A反应的活化能为E1，反应B→C反应的△H=E4-E3C.B→A反应与铝热反应一样都属于生成物的总能量高于反应物的总能量的放热反应D.反应B→C是放热反应，反应A→C是放热反应D巩固训练6.科学家用X射线激光技术观察CO到O与在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下：下列说法正确的是（

）

A.CO和O生成CO2是吸热反应B.在该过程中，CO断键形成C和OC.CO和O形成了具有极性共价键的CO2D.状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程C巩固训练7．NOCl常用于有机合成，其合成原理为2NO(g)＋Cl2(g)

⇌2NOCl(g)，反应过程中的能量变化如图所示。下列有关说法正确的是（

）A．2molNOCl(g)所具有能量比2molNO(g)所具有能量低76kJB．该反应为吸热反应C．该反应中每生成2molNOCl(g)放出热量76kJD．形成1molNOCl(g)中的化学键吸收热量90kJC巩固训练8．根据图提供的信息，不能得到的结论是（

）A．该反应中化学能转化成了热能，为吸热反应B．该反应一定有能量转化成了生成物的化学能C．该反应生成物的总能量高于反应物的总能量D．A(g)→B(g)+C(g)和B(g)+C(g)→A(g)两个反应吸收或放出的热量数值相等A巩固训练9．白磷与氧气可发生反应：P4＋5O2=P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：P-P：akJ·mol-1、P-O：bkJ·mol-1、P=O：ckJ·mol-1、O=O：dkJ·mol-1，根据图示的分子结构和有关数据估算1mol白磷反应放出的热量，其中正确的是（

）A．(6a＋5d-4c-12b)kJ B．(4c＋12b-6a-5d)kJC．(4c＋12b-4a-5d)kJ D．(4a＋5d-4c-12b)kJB巩固训练10．一氧化碳是一种可燃性气体，燃烧时发生反应：2CO+O2

点燃2CO2。下列关于该反应的说法不正确的是（

）A．属于放热反应B．属于氧化还原反应C．反应物的总能量低于生成物的总能量D．化学键的断裂与形成是该反应中能量变化的主要原因C巩固训练11．参照反应Br+H2→HBr+H的能量对反应历程的示意图，下列叙述中正确的是（

）A．该反应放出的能量为H1-H2B．形成HBr分子时释放能量C．反应物总能量高于生成物总能量D．升高温度可增大正反应速率，降低逆反应速率B巩固训练12．已知1molH2完全燃烧生成水蒸气时放出热量242kJ，且氧气中1molO=O键完全断裂时吸收热量496kJ，水蒸气中1molH－O键形成时放出热量463kJ，则氢气中1molH－H键断裂时吸收热量为（

）A．188kJ B．436kJ C．557kJ D．920kJB巩固训练13．已知N2+3H2

⇌2NH3为放热反应，有关该反应的说法正确的是（

）A.在常温下一定能快速进行B.该反应中的能量变化与化学键变化无关C.1molN2与足量H2

反应可生成2molNH3D.1molN2和3molH2的总能量一定高于2molNH3的能量D巩固训练14．“能量-反应过程”图是表示反应过程中物质能量变化的示意图，如图为某反应的“能量-反应过程”图，下列有关说法正确的是（

）A．该反应中，反应物的总能量小于生成物的总能量B．断开的化学键需要吸收的能量C．A2(g)+B2(g)=2AB(g)放热反应D．1molA2(g)和1molB2(g)的能量之和为akJA巩固训练15．氢气和氧气发生反应的过程用如下模型表示，“-”表示化学键)，下列说法正确的是（

）A．过程Ⅰ是吸热反应 B．过程Ⅲ一定是吸热过程C．a的总能量大于d的总能量 D．该反应的能量转化形式只能以热能的形式进行C巩固训练16．下图是1molNO2与1molCO反应生成1molCO2和1molNO过程中的能量变化示意图。下列说法正确的是（

）A．反应放出的能量为E2-E1B．反应放出的能量为E2C．反应吸收的能量为E2-E1D．反应吸收的能量为E1A巩固训练17．汽车受到猛烈碰撞时，安全气囊内的NaN3固体迅速分解，产生氮气和金属钠，该过程中的能量变化如下图所示。下列说法错误的是（

）A．NaN3属于离子化合物B．NaN3的分解反应属于放热反应C．E1表示2mol

NaN3固体的能量D．NaN3作为安全气囊的气体发生剂，具有产气快、产气量大等优点C巩固训练18．人们常常利用化学反应将化学能转化为热能、电能等其他形式的能量，用于生产、生活和科研。请回答下列问题：(1)下图表示氢气燃烧生成水蒸气的物质及能量变化。已知1mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量245kJ。则图中x为_______。(2)为实现低碳环保的目标，北京冬奥会各赛区推广使用氢氧燃料电池汽车。某种氢氧燃料电池的内部结构示意图如下。①a处通入____，右侧的电极反应式为_____________________。②若电路中通过3mol电子，则负极消耗物质的质量为_______g。930H2O2+4e-+4H+=2H2O3巩固训练19．汽车尾气主要含有二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、一氧化氮等物质，是造成城市空气污染的主要因素之一。请回答下列问题。(1)汽车尾气中的一氧化碳来自__________________，一氧化氮来自________________________________________。汽车尾气对环境的危害主要有_________________________(至少填两种)。(2)氮气和氧气反应生成一氧化氮的能量变化如图所示，则由该反应生成2molNO时，应_____(填“释放”或“吸收”)____kJ能量。汽油等的不完全燃烧氮气与氧气在汽车汽缸内高温环境下的反应光化学烟雾、温室效应吸收183巩固训练20.(1)在25℃、101kPa的条件下，请回答下列有关问题：①由H＋H→H2，当形成1molH—H键时，要________(填“吸收”或“放出