化学反应与热能课件高一下学期化学人教版

第六章

化学反应与能量第一节化学反应与能量变化

化学反应与热能情境导入

哪吒的招牌技能——“三昧真火”

中，火焰的燃料可能是氢气（H₂）或甲烷（CH₄）等这类物质燃烧时释放大量热量，形成高温火焰。燃料燃烧会释放大量的热。除了燃烧，其他化学反应也伴随这放热或吸热现象。揭秘自嗨锅发热的原理

【思考1】讲到这里，你有没有想到追剧必备自热小火锅呢？

不用火、不用电，是如何发热呢？学生活动1：从微观探析（化学键）角度分析化学反应过程中为什么会有能量变化？为什么有的化学反应释放热量，有的化学反应吸收热量？

化学反应的实质：旧化学键断裂和新化学键形成H2+Cl2

===

2HCl点燃H—HCl—ClH—Cl断开断开形成H···

·Cl··：＋→Cl····

H

····成键放热断键吸热一、化学反应中能量变化的原因化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因【思考2】发热包是如何根据发热包的质量确定其发热范围的呢？一、化学反应中能量变化的原因根据其放出热量的多少1molH22molH共价键断裂吸收436kJ能量1molCl22molCl共价键断裂吸收243kJ能量共价键形成释放862kJ能量}2molHClH2(g)

+CI2(g)

=2HCI(g)H—H+Cl—Cl→2H—Cl吸收的能量(436+243)KJ

(431+431)KJ

释放的能量<1.微观角度：化学键的断裂和形成反应结果放出能量=(431+431)—(436+243)KJ=183KJ一、化学反应中能量变化的原因学生活动2：如何从定量角度确定其吸收或放出热量的多少呢？结合下列信息判断H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)是吸收能量还是放出能量？并确定其具体值。反应进程能量断1molH-H键吸收436kJ断1molCl-Cl键吸收242kJ形成2molH-Cl键放出2×431kJ即862kJ能量放出能量183kJ

断键吸收的总能量<成键放出的总能量

放热反应在25℃、101kPa条件下H2

(g)

+Cl2

(g)

===2HCl

(g)

反应为例点燃一、化学反应中能量变化的原因1.微观角度：化学键的断裂和形成学生活动3：请同学们以反应历程为纵坐标，能量为纵坐标，将上述过程表示在图像中。键能图

放热反应：断键吸收的总能量<成键放出的总能量

能量反应进程断键吸收能量成键释放能量释放能量放热反应反应物生成物能量反应进程成键释放能量吸收能量断键吸收能量吸热反应

吸热反应：断键吸收的总能量>成键放出的总能量

一、化学反应中能量变化的原因1.微观角度：化学键的断裂和形成课本P34反应物的总能量高生成物的总能量低放热反应生成物的总能量高反应物的总能量低吸热反应能量图能量反应物生成物反应过程（I）放热反应能量反应物生成物反应过程（II）吸热反应一、化学反应中能量变化的原因2.宏观角度：反应物和生成物的总能量相对大小二、化学反应中能量变化

【思考3】每个反应我们都需要通过计算来确定其吸、放热吗？有没有更直观的方法呢？实验操作

实验现象结论化学方程式有气泡产生；温度升高反应产生气体，放出热量Mg＋2HCl==MgCl2＋H2↑有刺激性气味；杯壁发凉；木片和烧杯黏结在一起；混合物呈糊状反应产生NH3和H2O，吸收热量Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl==BaCl2＋2NH3↑＋10H2O二、化学反应中能量变化1.实验探究：化学反应中的能量变化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（N2+O2==2NO除外）；④活泼金属跟水或酸的置换反应；⑤铝热反应（2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe）和物质的缓慢氧化。

常见放热反应①大多数分解反应（2H2O2==2H2O+O2除外）；②Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O

③以C、H2、CO为还原剂部分过氧化还原反应；C+CO2=（高温）2COC+H2O(g)=CO+H2

④碳酸氢钠与盐酸的反应。常见吸热反应二、化学反应中能量变化

【思考4】在日常生活和学习中我们可以如何快速确定常见反应的其吸、放热呢？石矶娘娘被“三昧真火”灼烧后体积缩小?你能用化学用语解释吗？该反应是放热反应还是吸热反应呢？2、放热反应和吸热反应①把

热量的化学反应称为放热反应。②把

热量的化学反应称为吸热反应。释放吸收注意：（1）吸、放热反应都属于化学反应，放/吸热过程不属于放/吸热反应。

比如：浓H2SO4、NaOH固体等溶于水放热，NH4NO3、KNO3、NH4Cl等固体溶于水吸热，以上变化过程均为物理变化，不是吸、放热反应。二、化学反应中能量变化（2）吸、放热反应与反应是否需要加热等条件没有直接联系，如NH4Cl晶体与Ba(OH)2·8H2O晶体常温下的反应为吸热反应。1.根据日常生活和回忆已学化学反应，对下列变化按吸热或放热的标准分类：①钠投入水中②煅烧石灰石制生石灰③食物腐烂④炸药爆炸⑤氢气在氯气中燃烧⑥生石灰与水作用制熟石灰⑦碳与水蒸气制取水煤气(CO和H2)

⑧硫酸与氢氧化钠的中和反应⑨氦气球受热爆炸(1)属于放热反应的有：

(填序号，下同)。(2)属于吸热反应的有：

。

①③④⑤⑥⑧

②⑦

应用体验12.判断正误。(1)镁条在空气中燃烧是放热反应,反应过程中所释放的能量全部转化为热能。()(2)相同条件下,形成1molH—Cl键放出的能量与断开1molH—Cl键吸收的能量相等。()(3)对于一个化学反应来说,当化学键断裂时吸收的能量大于化学键形成时放出的能量,则该反应放热。()(4)已知Fe与稀盐酸的反应为放热反应,则Fe的能量大于H2的能量。()(5)石墨转化为金刚石需要吸收热量,所以金刚石更稳定。()×√×××应用体验13.已知白磷和P4O6的分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能[通常把断开(或形成)1mol化学键吸收(或放出)的能量称为键能]：P—P为198kJ·mol－1、P—O为360kJ·mol－1、O==O为498kJ·mol－1。则P4(白磷，s)＋3O2(g)===P4O6(s)的反应是________(填“吸热”或“放热”)反应，生成1molP4O6(s)放出的热量为________。放热1638kJ断开旧化学键吸收的能量为6×198kJ＋3×498kJ＝2682kJ形成新化学键放出的能量为12×360kJ＝4320kJ

故该反应为放热反应4320kJ－2682kJ＝1638kJ应用体验11.现阶段人类获取热能的主要途径：物质的燃烧煤的燃烧石油的燃烧其他物质的燃烧天然气的燃烧最常见的常规能源是化石燃料(煤、石油和天然气)三、化学反应中热能的利用2.化石燃料利用过程面临的问题一是其短期内不可再生，储量有限，随着能源消费需求的不断增加，能源消费量与储量之间的矛盾日益突显；二是煤和石油产品燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO等是大气污染物的主要来源。3.解决办法节能寻找新能源一个是燃料燃烧阶段，可通过改进锅炉的炉型和燃料空气比、清理积灰等方法提高燃料的燃烧效率；另一个环节是能量利用阶段，可通过使用节能灯，改进电动机的材料和结构