化学反应与热能课件高一下学期化学人教版22

第六章

化学反应与能量第一节

化学反应与能量变化第1课时

化学反应与热能

教学目标1.学习吸热反应、放热反应的基本概念。2.从微观角度解释化学反应能量变化原因。

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。新课导入现代社会中，人类的一切活动都离不开能量，而能量的利用与化学反应中能量变化密切相关。能量变化可以是光能、热能、电能等，化学反应中的能量变化，通常主要表现为热能。化石燃料燃烧会释放大量的热。除了燃烧，其他化学反应也伴随放热或吸热现象。一、化学反应中的热量变化[实验6-1]镁与盐酸反应

实验现象实验结论反应产生气体，放出热量。反应方程式：Mg+

2HCl

==MgCl2

+

H2↑实验目的测量盐酸与镁条反应前后溶液的温度变化

镁条溶解，有气泡产生用温度计测得反应后温度升高用手触摸反应后的试管，温热一、化学反应中的热量变化[实验6-2]氢氧化钡与氯化铵反应

实验现象实验结论实验目的测量氢氧化钡与氯化铵反应温度变化

木片和烧杯因结冰粘到一起烧杯内的混合物呈糊状有刺激性气味气体产生触摸杯壁有冰凉的感觉该反应产生NH3，吸收热量：Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O化学反应的特征:一、化学反应中的热量变化1、物质变化：有新物质的产生2、能量变化：有的吸收能量，有的释放能量概念:

把释放热量的化学反应称为放热反应。

把吸收热量的化学反应称为吸热反应。注意：吸热反应和放热反应都是化学变化。NaOH固体溶于水是放热过程，但不是放热反应。浓H2SO4溶于水是放热过程，但不是放热反应。升华、蒸发等过程是吸热过程，但不是吸热反应。NH4Cl(s)等溶于水是吸热过程，但不是吸热反应。一、化学反应中的热量变化[思考]

根据日常生活和已学知识，你还知道哪些放热反应，哪些吸热反应?放热反应吸热反应①所有燃烧反应②酸碱中和反应③大多数化合反应④活泼金属跟水或酸的反应⑤物质的缓慢氧化⑥铝热反应

[Al+金属氧化物→Al2O3+金属]①大多数分解反应②C、H2、CO等高温下作还原剂

例：C+CO2、H2+CuO、C+H2O(g)③固态铵盐与碱的反应Ba(OH)2·8H2O＋NH4Cl④NaHCO3与盐酸的反应一、化学反应中的热量变化[思考1]

需要加热才能进行的反应一定是吸热反应吗?[思考2]

放热反应常温下容易发生吗?吸热反应一定难发生吗?放热反应常温下不一定容易发生,吸热反应也不一定难发生。吸热反应、放热反应与反应是否需要加热等条件没有直接联系，有些放热反应需要加热的条件，有些吸热反应在常温下就可反生。对应训练[典例1]

下列变化中属于吸热反应的是(

)①液态水汽化②将胆矾加热变为白色粉末③苛性钠固体溶于水④氯酸钾分解制氧气⑤生石灰跟水反应生成熟石灰⑥干冰升华A.①④

B.②④ C.③⑤ D.④⑥B对应训练[典例2]

下列说法正确的是()①需要加热才能发生的反应一定是吸热反应②放热反应在常温下一定很容易发生③工业合成氨是可逆反应，正反应是放热反应则逆反应是吸热反应④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A.只有③ B.只有①② C.①②③④ D.②③④A对应训练[典例3]

除了用手触摸和温度计测量外还可以借助其他方法感知温度的变化，如在探究过氧化钠与水反应为放热反应时，可采取如下两种方法：(1)Ⅰ、Ⅱ装置能说明反应为放热反应的事实是：_____________________________________________________。(2)产生上述现象的原因是：_____________________________________________________。过氧化钠与水反应放热，锥形瓶内气体温度升高，气压增大滴入水后Ⅰ中U形管右侧液面下降左侧液面上升Ⅱ烧杯中导管口有气泡冒出对应训练[典例4]

下列反应中，属于放热反应的是_______________，

属于吸热反应的是________________。①煅烧石灰石(主要成分是CaCO3)制生石灰(CaO)

②燃烧蜂窝煤取暖③炸药爆炸④硫酸与氢氧化钾溶液反应⑤生石灰与水作用制熟石灰⑥食物腐败⑦碳与水蒸气反应制得水煤气②③④⑤⑥

①⑦二、化学反应中能量变化的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?二、化学反应中能量变化的分析化学变化的实质化学反应的实质：旧的化学键断裂，新的化学键形成吸收能量释放能量化学反应中能量变化的主要原因微观角度二、化学反应中能量变化的分析微观角度已知：断开1molH—H键需要吸收436kJ的能量

断开1molCl—Cl键需要吸收243kJ的能量

形成1molH—Cl键需要放出431kJ的能量从吸收与放出的能量数据，你能推算出该反应是放热反应还是吸热反应吗?E吸收

=436+243=679kJE放出

=431×2=862kJE吸＜E放

放热反应1molH2与1molCl2反应生成2molHCl分子的过程中，释放了

183kJ的能量。二、化学反应中能量变化的分析微观角度化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因，化学反应中的物质变化总会伴随着能量变化，通常主要表现为热量的释放或吸收。若E吸>E放，吸热反应若E吸<E放，放热反应二、化学反应中能量变化的分析化学反应过程的能量变化图断键吸收的能量成键释放的能量放热反应断键吸收的能量成键释放的能量吸热反应✮

化学反应中的能量变化决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。二、化学反应中能量变化的分析宏观角度物质的能量高低决定物质稳定性强弱，能量越低，物质越稳定。而物质越稳定，形成的化学键就越牢固，断键所需的能量就越大(键能越大，物质越稳定)反应物具有的总能量高生成物具有的总能量低水由高处向低处流要释放能量E反

>E生放热反应化学反应向环境释放能量放出热量→二、化学反应中能量变化的分析物质的能量高低决定物质稳定性强弱，能量越低，物质越稳定。而物质越稳定，形成的化学键就越牢固，断键所需的能量就越大(键能越大，物质越稳定)反应物具有的总能量低生成物具有的总能量高E反＜E生吸热反应化学反应从环境吸收能量水由低处抽向高处流需提供能量宏观角度吸收热量→课堂小结反应类型放热反应吸热反应定义释放热量的化学反应吸收热量的化学反应宏观原因微观原因图示反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量成键时释放的总能量大于断键时吸收的总能量成键时释放的总能量小于断键时吸收的总能量课堂小结✮1、宏观角度：物质的能量

①E反应物>E生成物，______反应

②E反应物<E生成物，______反应

✮2、微观角度：化学键

①E断键吸收>E成键释放，_____反应

②E断键吸收<E成键释放，_____反应

放热吸热吸热放热释放给环境体系能量降低能量来自环境体系能量升高放热反应吸热反应E反>E生E断<E成E反<E生E断>E成对应训练[典例1]

下列化学反应过程中的能量变化与如图所示相符的是(

)DA、HCl+NaOH==NaCl+H2OB、Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑C、CH4+2O2CO2+2H2OD、Ca(OH)2+2NH4Cl==CaCl2+2NH3↑+2H2O对应训练[典例2]

化学反应A2＋B2==2AB的能量变化如图所示，则下列说法正确的是(

)A.该反应是吸热反应B.断裂1molA—A键和1molB—B键放出xkJ的能量C.断裂2molA—B键需要吸收ykJ的能量D.2molAB的总能量高于1molA2和1molB2的总能量C对应训练[典例3]

根据下面的信息，判断下列叙述正确的是(

)A.氢气跟氧气反应生成水的同时，释放能量B.氢气跟氧气反应生成水的同时，吸收能量C.1molH2跟0.5molO2反应生成1molH2O一定释放245kJ能量D.2molH2(g)跟1molO2(g)反应生成2molH2O(g)吸收490kJ能量A对应训练[典例4]

(1)20世纪30年代，Eyring和Pzer在碰撞理论的基础上提出化学反应的过渡态理论:化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的，而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能量的过渡态。如图是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图,说明这个反应是_______(填“吸热”或“放热”)反应，NO2和CO的总能量________(填“大于”“小于”或“等于”)CO2和NO的总能量。

放热

大于对应训练[典例4]

(2)已知在高温、高压、催化剂作用下，1molC(石墨)转化为C(金刚石)，吸收1.9kJ的热量。①该反应________(填“是”或“不是”)吸热反应。

②C(石墨)和C(金刚石)相比,________能量高,________更稳定。

③推测C(石墨)与C(金刚石)各1mol在相同条件下燃烧,________放出的热量多。是C(金刚石)

C(石墨)C(金刚石)三、人类对能源的利用[问题5]

阅读必修二教材第34-35页，回答下列有关问题：1、现阶段人类获取热能的主要途径是什么?使用最多的常规能源有哪些?2、从我国能源消费总量和构成角度，了解我国能源利用存在哪些问题?三、人类对能源的利用现代的主要能源早期的主要能源以煤、石油和天然气为主以树枝杂草为主✮获取热能的主要途径——物质的燃烧三、人类对能源的利用消费量(折合成标准煤)/万吨消费总量分类消费总量煤炭石油天然气水电、风电、核电429905273849786732536452019占比/%10064186122015年我国能源消费总量和构成能源的不可再生，储量有限。产生大量大气污染物。三、人类对能源的利用提高燃料的燃烧效率：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。提高能源利用率：可通过使用节能灯，改进电动机的材料和结构，以及发电厂、钢铁厂余热与城市供热联产等措施促进能源循环利用，有效提高能源利用率。节能寻找新能源：太阳能、风能、地热能、海洋能、氢能等特点：资源丰富、可以再生、对环境无污染解决办法三、人类对能源的利用太阳能可再生能源：在自然界中可以不断再生并有规律地得到补充的能源。非再生能源：经过亿万年的形成，短期内无法恢复的能源。三、人类对能源的利用常规能源新能源水利煤炭石油天然气太阳能风能地热能海洋能氢能柴草核燃料不能再生能源✮能源的类型对应训练[典例1]

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()对应训练[典例2]

NF3是一种温室气体，其存储能量的能力是CO2的12000~20000倍，在大气中的寿命可长达740年，如表所示是几种化学键的键能：下列说法中正确的是()A．过程N2(g)→2N(g)放出能量B．过程N(g)+3F(g)→NF3(g)放出能量C．反应N2(g)＋3F2(g)