2023-2024學(xué)年蘇教版必修第二冊 專題6　第2單元　化學(xué)反應(yīng)中的熱 課件（47張）

專題6化學(xué)反應(yīng)與能量變化第二單元化學(xué)反應(yīng)中的熱內(nèi)容索引學(xué)習(xí)目標(biāo)活動方案課堂反饋學(xué)習(xí)目標(biāo)1.認(rèn)識物質(zhì)具有能量，認(rèn)識吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)。2.了解化學(xué)反應(yīng)體系能量改變與化學(xué)鍵的斷裂和形成有關(guān)。3.了解焓變與反應(yīng)熱的關(guān)系，能書寫熱化學(xué)方程式。4.能從微觀的角度解釋宏觀化學(xué)現(xiàn)象，知道化學(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，理解能量守恒定律，初步建立起科學(xué)的能量觀。5.能列舉提高燃料燃燒效率的方法，合理利用化石燃料，減少燃料對環(huán)境的污染，說明開發(fā)高能清潔燃料的重要性?；顒臃桨?.閱讀教材，了解化學(xué)反應(yīng)中的能量變化情況。【答案】

化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量變化，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為生成物的同時，必然發(fā)生能量變化，反應(yīng)中化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為熱能、光能、電能等，熱能、光能、電能等也可以轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，如制水煤氣、植物的光合作用、水的電解等?；顒右唬禾骄糠艧岱磻?yīng)、吸熱反應(yīng)2.根據(jù)生活常識，說出下列變化中的能量轉(zhuǎn)化。實(shí)例能量轉(zhuǎn)化方式鎂條燃燒化學(xué)能轉(zhuǎn)化為________石油氣的燃燒化學(xué)能轉(zhuǎn)化為________原電池放電化學(xué)能轉(zhuǎn)化為________閃電時產(chǎn)生氮氧化物________轉(zhuǎn)化為化學(xué)能高溫冶煉鐵________轉(zhuǎn)化為化學(xué)能光合作用________轉(zhuǎn)化為化學(xué)能電解水________轉(zhuǎn)化為化學(xué)能熱能熱能電能電能熱能光能電能3.完成下列實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論?！緦?shí)驗(yàn)1】

向一支試管中放入用砂紙打磨光亮的鎂條，加入5mL2mol·L－1鹽酸，用手觸摸試管外壁，感受試管外壁的溫度變化?！緦?shí)驗(yàn)2】

向100mL燒杯中加入約20g經(jīng)研磨的八水合氫氧化鋇晶體[Ba(OH)2·8H2O]，然后加入約10g氯化銨晶體，用玻璃棒攪拌，使之充分混合。在燒杯下墊一塊沾有水的玻璃片，一段時間后提起燒杯，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。用手觸摸燒杯外壁，感受溫度變化。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論實(shí)驗(yàn)1____________反應(yīng)________實(shí)驗(yàn)2______________________________________反應(yīng)________外壁發(fā)熱放熱外壁冰冷，玻璃片與燒杯間結(jié)冰黏在一起吸熱【思考】(1)濃硫酸溶于水、水蒸氣液化時均向外釋放熱量，它們屬于放熱反應(yīng)嗎？為什么？【答案】

不屬于。吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)均是指化學(xué)反應(yīng)，而濃硫酸溶于水、水蒸氣液化過程中均無新物質(zhì)生成，都不屬于化學(xué)變化，因而都不屬于放熱反應(yīng)。(2)需要加熱才能進(jìn)行的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)嗎？常溫下能進(jìn)行的反應(yīng)一定是放熱反應(yīng)嗎？試舉例說明?！敬鸢浮?/p>

需要加熱才能進(jìn)行的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)，如煤炭的燃燒是放熱反應(yīng)，但需要加熱才能引燃；常溫下能進(jìn)行的反應(yīng)不一定是放熱反應(yīng)，如常溫下氫氧化鋇晶體與NH4Cl晶體的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)?！練w納總結(jié)】常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)①所有燃燒反應(yīng)②酸堿中和反應(yīng)③大多數(shù)化合反應(yīng)④活潑金屬跟水或酸的反應(yīng)⑤物質(zhì)的緩慢氧化①大多數(shù)分解反應(yīng)②銨鹽與堿的反應(yīng)，如Ba(OH)2·8H2O[或Ca(OH)2]與NH4Cl反應(yīng)③以C、H2、CO為還原劑的氧化還原反應(yīng)，如C與H2O(g)反應(yīng)，C與CO2反應(yīng)④NaHCO3與鹽酸反應(yīng)1.閱讀教材，如何定量表示一個特定反應(yīng)放出或吸收的熱量？熱化學(xué)方程式與普通方程式有什么不同？反應(yīng)(1)(2)分別表示的意義是什么？CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)

ΔH＝178.2kJ·mol－1

(1)C(s)＋O2(g)===CO2(g)

ΔH＝－393.6kJ·mol－1

(2)活動二：探究熱化學(xué)方程式的書寫與意義【答案】

用熱化學(xué)方程式可以定量表示一個特定反應(yīng)放出或吸收的熱量。熱化學(xué)方程式與普通方程式有以下差異：書寫熱化學(xué)方程式時，反應(yīng)物、生成物的聚集狀態(tài)要標(biāo)注，氣體—g，液體—l，固體—s，水溶液—aq；熱化學(xué)方程式中各種物質(zhì)化學(xué)式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)表示該物質(zhì)的物質(zhì)的量，不是物質(zhì)的分子數(shù)或原子數(shù)，所以熱化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是整數(shù)，也可以是分?jǐn)?shù)；熱化學(xué)方程式中用ΔH標(biāo)注了反應(yīng)中的能量變化。反應(yīng)(1)中，1molCaCO3完全分解生成1molCaO和1molCO2氣體，需要吸收178.2kJ的熱量；反應(yīng)(2)中，1molC與1molO2完全反應(yīng)生成1molCO2氣體，可放出393.6kJ的熱量。2.討論熱化學(xué)方程式中的ΔH的含義，ΔH的正、負(fù)表示什么意義？與哪些因素有關(guān)，與化學(xué)計(jì)量數(shù)有什么關(guān)系？【答案】

熱化學(xué)方程式中用ΔH表示反應(yīng)吸收或放出的熱量，單位kJ·mol－1。ΔH小于0的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，ΔH大于0的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。焓變與對應(yīng)的化學(xué)方程式有關(guān)，與反應(yīng)物、生成物的聚集狀態(tài)有關(guān)，因此，書寫熱化學(xué)方程式時必須注明物質(zhì)的狀態(tài)，才能體現(xiàn)出熱化學(xué)方程式的意義。熱化學(xué)方程式中的ΔH與反應(yīng)物的物質(zhì)的量有關(guān)，前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)與ΔH相對應(yīng)，如果化學(xué)計(jì)量數(shù)加倍，那么ΔH也要加倍。當(dāng)反應(yīng)逆向進(jìn)行時，其反應(yīng)熱與正反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，符號相反。CH4>H2>CO閱讀教材，學(xué)習(xí)利用鍵能估算化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。斷開氣態(tài)物質(zhì)中1mol某種共價(jià)鍵生成氣態(tài)原子需要吸收的能量，就是該共價(jià)鍵的鍵能。共價(jià)鍵的鍵能越大，該共價(jià)鍵越牢固。部分共價(jià)鍵的鍵能如下表所示：活動三：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化與化學(xué)鍵的關(guān)系共價(jià)鍵鍵能/(kJ·mol－1)共價(jià)鍵鍵能/(kJ·mol－1)H—H436.4C—C347.7Cl—Cl242.7H—Cl431.8H—O462.8N≡N941.71.化學(xué)反應(yīng)中需要斷開反應(yīng)物中的化學(xué)鍵，并形成生成物中新的化學(xué)鍵。斷開化學(xué)鍵需要吸收能量，形成化學(xué)鍵需要放出能量。從化學(xué)鍵角度分析，什么情況下反應(yīng)放熱？什么情況下反應(yīng)吸熱？【答案】

斷開化學(xué)鍵所吸收的能量小于形成化學(xué)鍵所放出的能量，則該反應(yīng)過程中放出能量，即為放熱反應(yīng)；斷開化學(xué)鍵所吸收的能量大于形成化學(xué)鍵所放出的能量，則該反應(yīng)過程中吸收能量，即為吸熱反應(yīng)。共價(jià)鍵H—HCl—ClH—Cl鍵能/(kJ·mol－1)436243431反應(yīng)中破壞或形成共價(jià)鍵的物質(zhì)的量/mol反應(yīng)中破壞或形成共價(jià)鍵的總能量/kJ反應(yīng)熱(標(biāo)明吸熱或者放熱及其數(shù)值)112679862放熱183kJ3.已知N2(g)和O2(g)反應(yīng)生成2molNO(g)吸收180kJ能量，反應(yīng)過程中能量變化如圖所示。根據(jù)圖示完成下列各題。(1)該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量________(填“高于”或“低于”)生成物的總能量。(2)1molNO(g)分子中的化學(xué)鍵斷裂時要吸收__________kJ能量。(3)斷裂1molN≡N吸收的能量值x為__________。低于6329461.分析下圖化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物、生成物能量的變化?；顒铀模悍艧岱磻?yīng)、吸熱反應(yīng)與反應(yīng)物、生成物的能量關(guān)系

從能量角度分析，什么反應(yīng)是吸熱反應(yīng)？什么反應(yīng)是放熱反應(yīng)？【答案】

當(dāng)反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量時，反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；當(dāng)反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量時，反應(yīng)是放熱反應(yīng)。2.探究反應(yīng)物、生成物總能量的大小與化學(xué)反應(yīng)能量變化的關(guān)系。觀察①②兩個反應(yīng)中的能量變化圖，回答有關(guān)問題。①

②(1)比較①②兩個反應(yīng)中反應(yīng)物總能量與生成物總能量的大小?！敬鸢浮?/p>

反應(yīng)①中，反應(yīng)物總能量高于生成物總能量；反應(yīng)②中，反應(yīng)物總能量低于生成物總能量。(2)依據(jù)能量守恒的觀念分析，①②兩個反應(yīng)是放熱反應(yīng)，還是吸熱反應(yīng)？【答案】

反應(yīng)①是放熱反應(yīng)，反應(yīng)②是吸熱反應(yīng)。1.閱讀教材，為什么質(zhì)量相同的不同燃料完全燃燒放出的熱量不等？什么是熱值？【答案】

不同燃料的熱值不等。熱值是指一定條件下單位質(zhì)量的可燃物完全燃燒所放出的熱量。活動五：探究燃料燃燒釋放的能量2.下面是5種燃料的熱值。物質(zhì)天然氣石油煤炭氫氣甲醇熱值/(kJ·g－1)約56約48約3314323氫氣的熱值為143kJ·g－1表示的意義是什么？【答案】

一定條件下，1g氫氣完全燃燒放出的熱量為143kJ。3.從鍵能角度如何計(jì)算各種燃料燃燒放出的熱量？【答案】

各種物質(zhì)燃燒放出的熱量等于形成生成物分子的化學(xué)鍵放出的總能量與燃燒時斷裂反應(yīng)物分子的化學(xué)鍵吸收的總能量之差。4.當(dāng)今世界使用最多的能源是什么能源？包括哪些？【答案】

化石能源仍然是當(dāng)今世界使用最多的能源，主要包括煤、石油、天然氣。5.我國是非常依賴化石燃料的國家，尤其是煤炭，討論燃燒化石燃料有哪些問題？化學(xué)工作者從哪些方面努力探索解決燃料燃燒中存在的問題？1.為什么氫氣是一種非常理想的清潔能源？大規(guī)模應(yīng)用氫氣作燃料面臨什么困境？【答案】

氫氣熱值高，燃燒產(chǎn)物是水，無污染，符合低碳要求，所以是一種清潔燃料、未來理想的綠色燃料。目前，制氫和儲氫已成為全球矚目的課題。將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，再將水催化電解獲得氫氣，其中最關(guān)鍵的高效、廉價(jià)、綠色的催化技術(shù)已有突破性的進(jìn)展。氫氣密度小，熔點(diǎn)低，難液化，貯存液氫的容器要求高?？茖W(xué)家正致力于研究具備良好吸收和釋放氫氣性能的合金(如鑭鎳合金等)，這將為解決氫氣貯存問題開辟新的方向。貯氫合金在一定條件下吸收氫氣形成金屬氫化物，在加熱時可釋放出氫氣?；顒恿禾骄繗淠茉吹膽?yīng)用前景、太陽能的利用2.閱讀教材，了解氫氣作為燃料的廣泛應(yīng)用?！敬鸢浮?/p>

氫氣作為燃料，已有廣泛的應(yīng)用。發(fā)射人造衛(wèi)星和載人飛船的運(yùn)載火箭常用液氫作燃料。我國于1980年研制成功低溫條件下也容易發(fā)動且對電動機(jī)腐蝕作用小的氫動力汽車。2017年10月，我國的氫燃料混合動力有軌電車在世界上首次投入商業(yè)運(yùn)行。利用氫燃料電池發(fā)電，逐步取代當(dāng)前污染環(huán)境、不可再生的化石燃料，大幅度降低成本，最終形成“無碳”的清潔能源?；瘜W(xué)科學(xué)發(fā)展將在極大程度上促進(jìn)現(xiàn)有的石油經(jīng)濟(jì)體系向氫經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展目標(biāo)。3.閱讀教材，了解太陽能的轉(zhuǎn)化。(1)植物體是怎樣利用光能的？動物是怎樣利用光能的？【答案】

植物體內(nèi)的葉綠素等物質(zhì)在光照條件下將水、二氧化碳轉(zhuǎn)化為葡萄糖，進(jìn)而生成淀粉、纖維素，其本質(zhì)是發(fā)生了光能―→化學(xué)能的轉(zhuǎn)換。動物攝入體內(nèi)的淀粉、纖維素能水解轉(zhuǎn)化為葡萄糖，葡萄糖氧化生成二氧化碳和水，釋放熱量，供給生命活動的需要。(2)人類直接利用太陽能有哪些方式？【答案】

主要有兩種方式：光－熱轉(zhuǎn)換、光－電轉(zhuǎn)換。課堂反饋2451379681.(2021·宿遷沭陽高一下期中)下列屬于吸熱反應(yīng)的是(

)A.氫氣在氯氣中燃燒

B.鋁熱反應(yīng)C.Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl固體反應(yīng)

D.硝酸與氫氧化鈉溶液反應(yīng)【解析】

氫氧化鋇晶體與氯化銨固體反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，燃燒反應(yīng)、中和反應(yīng)、鋁熱反應(yīng)均為放熱反應(yīng)?！敬鸢浮?/p>

C2451379682.下列說法正確的是(

)A.化學(xué)反應(yīng)中的能量變化都表現(xiàn)為熱量的變化B.需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)C.能量變化必然伴隨發(fā)生化學(xué)反應(yīng)D.反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量的反應(yīng)是放熱反應(yīng)【解析】

化學(xué)反應(yīng)中的能量變化表現(xiàn)為多種形式，如光能、電能、熱能等，不都表現(xiàn)為熱量的變化，A錯誤；需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)，如鋁熱反應(yīng)，B錯誤；物質(zhì)狀態(tài)的改變也會引起能量變化，如氣態(tài)水轉(zhuǎn)化為液態(tài)水，該過程釋放熱量，但該過程是物理變化，所以能量變化不一定伴隨發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，C錯誤；反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，D正確。【答案】

D245379681【解析】

過程1為舊鍵的斷裂，吸收能量，過程2為新鍵的形成，放出能量，A、B錯誤；反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，為放熱反應(yīng)，C正確；由圖示可知，過程1吸收的能量小于過程2放出的能量，D錯誤?！敬鸢浮?/p>

C245379684.(2021·揚(yáng)州高一下期末)白磷和紅磷的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是(

)A.白磷和紅磷互為同位素B.白磷轉(zhuǎn)化為紅磷是物理變化C.白磷轉(zhuǎn)化為紅磷時放出熱量D.相同條件下，白磷的穩(wěn)定性大于紅磷1【解析】

白磷和紅磷互為同素異形體，A錯誤；白磷轉(zhuǎn)化為紅磷，有新物質(zhì)生成，為化學(xué)變化，B錯誤；白磷的能量高于紅磷，白磷轉(zhuǎn)化為紅磷為放熱反應(yīng)，C正確；紅磷的能量低，更穩(wěn)定，D錯誤。【答案】

C245379685.下列說法正確的是(

)①需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)②化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生一定會伴隨能量變化③反應(yīng)是放熱還是吸熱是由反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對大小決定的④舊化學(xué)鍵斷裂說明一定發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)A.③④ B.①②

C.②③ D.②③④1245379681【解析】

①需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)，例如碳燃燒，錯誤；②化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生一定會伴隨能量變化，正確；③從宏觀角度來說，反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，反應(yīng)放熱，反之吸熱，正確；④舊化學(xué)鍵斷裂時不一定發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，如NaCl溶于水的過程中也有化學(xué)鍵斷裂，但沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，錯誤。②③正確，故選C?！敬鸢浮?/p>

C245379681【答案】

B245379687.為消除目前燃料燃燒時產(chǎn)生的環(huán)境污染，同時緩解能源危機(jī)，有關(guān)專家提出了利用太陽能制取氫能的構(gòu)想。下列說法正確的是(

)A.H2O的分解反應(yīng)是放熱反應(yīng)B.氫能源已被普遍使用C.2mol液態(tài)H2O具有的總能量低于2molH2和1molO2的總能量D.氫氣不易儲存和運(yùn)輸，無開發(fā)利用價(jià)值1245379681【解析】

2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)是吸熱反應(yīng)，說明2mol液態(tài)H2O具有的總能量低于2molH2和1molO2的總能量。因?yàn)橛伤迫2耗能多且H2不易儲存和運(yùn)輸，所以氫能源利用并未普及，但發(fā)展前景廣闊?！敬鸢浮?/p>

C245379688.工業(yè)合成氨