化學(xué)反應(yīng)與熱能（課件）-高一化學(xué)（人教版2019）2

第六章

化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié)

化學(xué)反應(yīng)與能量變化課時(shí)1化學(xué)反應(yīng)與熱能學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因——化學(xué)鍵的斷裂和形成。2.知道化學(xué)反應(yīng)中的能量變化和物質(zhì)具有的能量之間的關(guān)系。3.了解吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的概念，熟知常見的吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)。

現(xiàn)代社會(huì)中，人類的一切活動(dòng)（從衣食住行到文化娛樂(lè)，從社會(huì)生產(chǎn)到學(xué)科研究等）都離不開能量，而許多能量的利用與化學(xué)反應(yīng)中能量變化密切相關(guān)。從煤、石油、天然氣等提供的熱能，到各種化學(xué)電池提供的電能，都是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)獲得的?；剂先紵龝?huì)釋放大量的熱。除了燃燒，其他化學(xué)反應(yīng)也伴隨這放熱或吸熱現(xiàn)象?；瘜W(xué)反應(yīng)與熱能放熱反應(yīng)

實(shí)驗(yàn)探究放熱反應(yīng)現(xiàn)象：(1)看到有氣泡產(chǎn)生；(2)用手觸摸反應(yīng)后的試管，________；(3)溫度計(jì)指示溶液溫度______結(jié)論:該反應(yīng)________熱量。

化學(xué)方程式:手感到發(fā)燙升高放出【實(shí)驗(yàn)6-1】在一只試管中加入2mL2mol/L鹽酸，并用溫度計(jì)測(cè)量其溫度。再向試管中放入用砂紙打磨光亮的鎂條，觀察現(xiàn)象，并測(cè)量溶液溫度的變化。Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑吸熱反應(yīng)

實(shí)驗(yàn)探究吸熱反應(yīng)現(xiàn)象：(1)聞到_________氣味；(2)用手觸摸杯壁下部，有_______的感覺(jué)；(3)用手拿起燒杯，木片________________；(4)燒杯內(nèi)反應(yīng)物呈_______狀結(jié)論：該反應(yīng)_________熱量。方程式：____________________________

。刺激性冰涼和燒杯粘到一起糊吸收Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O【實(shí)驗(yàn)6-2】將20gBa(OH)2?8H2O晶體研細(xì)后與10gNH4Cl在燒杯中混合，并將燒杯放在滴有幾滴水的木片上，用玻璃棒快速攪拌，聞到氣味后迅速用玻璃片蓋上燒杯，用手觸摸燒杯下部，試著用手拿起燒杯。吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)1.概念①把

熱量的化學(xué)反應(yīng)稱為放熱反應(yīng)。②把

熱量的化學(xué)反應(yīng)稱為吸熱反應(yīng)。釋放吸收化學(xué)反應(yīng)放熱反應(yīng)：放出熱的化學(xué)反應(yīng)吸熱反應(yīng)：吸收熱的化學(xué)反應(yīng)

注：吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)屬于化學(xué)反應(yīng)，一些物質(zhì)溶于水，也會(huì)有吸熱和放熱現(xiàn)象：濃H2SO4、NaOH(s)等溶于水要放熱；NH4NO3(s)、KNO3(s)、NH4Cl(s)等溶于水要吸熱，但不能說(shuō)是放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)。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)②C、H2、CO等高溫下作還原劑

例：C+CO2、H2+CuO、C+H2O(g)③Ba(OH)2·8H2O＋NH4Cl(固態(tài)銨鹽與堿的反應(yīng))④NaHCO3與鹽酸的反應(yīng)注意：吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)與反應(yīng)是否需要加熱等條件沒(méi)有直接聯(lián)系，有些放熱反應(yīng)需要加熱的條件，有些吸熱反應(yīng)在常溫下就可反生。1.下列說(shuō)法正確的是(

)A.放熱反應(yīng)在常溫下一定很容易發(fā)生B.需要加熱方能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)C.吸熱反應(yīng)在通常條件下不可能很容易發(fā)生D.反應(yīng)能否發(fā)生與條件有關(guān)，反應(yīng)過(guò)程的能量變化與反應(yīng)條件沒(méi)有必然聯(lián)系D2.下列反應(yīng)既屬于氧化還原反應(yīng)，又屬于吸熱反應(yīng)的是A.鋅粒與稀硫酸的反應(yīng)B.灼熱的木炭與CO2的反應(yīng)C.甲烷在氧氣中的燃燒反應(yīng)D.Ba(OH)2·8H2O晶體與NH4Cl晶體的反應(yīng)√放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)，但反應(yīng)前后所含元素的化合價(jià)均無(wú)變化，是非氧化還原反應(yīng)B3.如圖是鐵和硫反應(yīng)的裝置圖，將鐵粉和硫粉混合后加熱，待反應(yīng)一發(fā)生即停止加熱，反應(yīng)仍可持續(xù)進(jìn)行，直至反應(yīng)完全生成新物質(zhì)硫化亞鐵。①通過(guò)上述現(xiàn)象，說(shuō)明該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)？②有的同學(xué)說(shuō)，吸熱反應(yīng)一定需要加熱才能進(jìn)行，而放熱反應(yīng)不需要加熱就可以進(jìn)行，這種說(shuō)法正確嗎？為什么？吸熱反應(yīng)或放熱反應(yīng)與反應(yīng)條件沒(méi)有必然的聯(lián)系。放熱反應(yīng)。3.化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中為什么會(huì)有能量變化？為什么有的化學(xué)反應(yīng)釋放熱量，有的化學(xué)反應(yīng)吸收熱量？化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因(1)從化學(xué)鍵變化的角度理解能量變化的原因(微觀探析)①圖示原因吸收吸熱釋放放熱化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因②舉例說(shuō)明：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反應(yīng)過(guò)程如圖所示：吸收釋放吸收根據(jù)上圖計(jì)算1molH2和1molCl2斷鍵吸收的總能量為

kJ，形成2molHCl共釋放

kJ能量，斷鍵吸收的總能量

成鍵釋放的總能量，因此該反應(yīng)為

反應(yīng)。679862放熱<化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因能量反應(yīng)進(jìn)程HClCl-H-H-ClH-Cl斷1molH-H鍵吸收436kJ斷1molCl-Cl鍵吸收243kJHClClH形成2molH-Cl鍵放出2×431kJ即862kJ能量放出能量183kJ鍵能越大物質(zhì)越穩(wěn)定能量越低物質(zhì)越穩(wěn)定。H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反應(yīng)過(guò)程圖示：4.已知N2(g)和O2(g)反應(yīng)生成2molNO(g)吸收180kJ能量，反應(yīng)過(guò)程中能量變化如圖所示。根據(jù)圖示回答下列問(wèn)題：(1)該反應(yīng)中反應(yīng)物所具有的總能量______(填“高于”或“低于”)生成物所具有的總能量。(2)1molNO(g)分子中的化學(xué)鍵斷裂時(shí)要吸收_____kJ能量。低于632(3)斷裂1molN≡N吸收的能量值x為_____。根據(jù)圖示，斷裂舊化學(xué)鍵所吸收的能量為(x＋498)kJ，形成新化學(xué)鍵所釋放的能量為2×632kJ＝1264kJ，每生成2molNO(g)吸收180kJ能量，因此有180kJ＝(x＋498)kJ－1264kJ，故x為946。946畫出放熱、吸熱反應(yīng)的能量隨反應(yīng)過(guò)程的變化圖。提示放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)5.化學(xué)反應(yīng)A2＋B2===2AB的能量變化如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是(

)CA.該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B.斷裂1molA—A鍵和1molB—B鍵放出xkJ的能量C.斷裂2molA—B鍵需要吸收ykJ的能量D.2molAB的總能量高于1molA2和1molB2的總能量解析

從題圖可以看出，反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，A、D項(xiàng)錯(cuò)誤；斷鍵時(shí)需要吸收能量，B項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確?；瘜W(xué)反應(yīng)中能量變化的原因【思考討論】①水往低處流的過(guò)程中，能量發(fā)生了什么變化？②各種物質(zhì)都具有能量，物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)與狀態(tài)不同，所具有的能量也不同?；瘜W(xué)反應(yīng)中，由總能量高的反應(yīng)物生成總能量低的生成物時(shí)，能量發(fā)生了什么變化？反應(yīng)物的總能量高生成物的總能量低放熱反應(yīng)釋放能量（2）從總能量高低理解能量變化的原因

(宏觀辨識(shí))化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因（2）從總能量高低理解能量變化的原因

(宏觀辨識(shí))②反應(yīng)物、生物物具有的總能量相對(duì)大小與放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)有何關(guān)系？③低處的水能流向高處嗎？反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量，這樣的反應(yīng)有可能進(jìn)行嗎？生成物的總能量高反應(yīng)物的總能量低吸熱反應(yīng)吸收能量畫出放熱、吸熱反應(yīng)反應(yīng)物與生成物的總能量隨反應(yīng)過(guò)程的變化圖。提示放熱反應(yīng)：反應(yīng)物能量>生成物能量吸熱反應(yīng)：反應(yīng)物能量<生成物能量物質(zhì)的能量能量越低越穩(wěn)定微觀粒子都在不停地運(yùn)動(dòng)和相互作用著，如分子平動(dòng)能、分子轉(zhuǎn)動(dòng)能、分子振動(dòng)能、分子間勢(shì)能、原子間鍵能、電子運(yùn)動(dòng)能、核內(nèi)基本粒子間核能等等。系統(tǒng)內(nèi)部這些能量的總和叫做系統(tǒng)的內(nèi)能即熱力學(xué)能，也就是中學(xué)教材上所說(shuō)的物質(zhì)具有的能量。物質(zhì)的能量和物質(zhì)穩(wěn)定性的關(guān)系是什么？冰水水蒸氣溫度不斷升高，自身能量不斷增大，穩(wěn)定性越來(lái)越低6.已知某化學(xué)反應(yīng)A2(g)＋2B2(g)===2AB2(g)(A2、B2、AB2的結(jié)構(gòu)式分別為A==A、B—B、B—A—B)，反應(yīng)過(guò)程中的能量變化如圖所示，下列有關(guān)敘述正確的是（

）A.該反應(yīng)的進(jìn)行一定需要加熱或點(diǎn)燃B.該反應(yīng)若生成2molAB2(g)，則放出的熱量為(E1－E2)kJC.該反應(yīng)斷開反應(yīng)物中化學(xué)鍵吸收的總能量大于形成生成物中化學(xué)鍵釋放的

總能量D.生成2molB—A放出E2kJ能量√C7．如圖是1mol氫氣燃燒的能量變化示意圖：①試分析a、b表示的含義。②判斷氫氣燃燒是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)。2．金剛石和石墨是由碳元素組成的兩種結(jié)構(gòu)不同的單質(zhì)。在100kPa時(shí)，1mol石墨可轉(zhuǎn)化為金剛石，要吸收1.895kJ的能量。結(jié)合化學(xué)知識(shí)回答下列問(wèn)題：①石墨轉(zhuǎn)化為金剛石是化學(xué)變化嗎？②1mol石墨與1mol金剛石的總能量相比哪個(gè)更高？③你認(rèn)為金剛石和石墨哪個(gè)更穩(wěn)定？能量越低物質(zhì)越穩(wěn)定化學(xué)反應(yīng)中熱能的利用1.現(xiàn)階段人類獲取熱能的主要途徑煤的燃燒石油的燃燒其他物質(zhì)的燃燒天然氣的燃燒主要形式化學(xué)反應(yīng)中熱能的利用儲(chǔ)量有限，短期內(nèi)不可再生影響環(huán)境煤、石油產(chǎn)品燃燒排放的粉塵、SO2、NOx、CO等是大氣污染物的主要來(lái)源。2.化石燃料利用過(guò)程面臨的問(wèn)題化學(xué)反應(yīng)中熱能的利用3.能源可持續(xù)發(fā)展的措施提高燃料的燃燒效率提高能源的利用率開發(fā)使用新能源1．獲取熱能的途徑——物質(zhì)的燃燒（1）早期：以樹枝雜草為主要能源。（2）現(xiàn)代：以煤、石油和天然氣為主要能源。2．面臨問(wèn)題（1）短期內(nèi)不可再生，儲(chǔ)量有限；（2）煤和石油產(chǎn)品燃燒排放的粉塵、SO2、NOx、CO等造成大氣污染。3．解決方法（1）節(jié)能減排，燃料燃燒階段提高燃料的燃燒效率，

能量利用階段提高能源的利用率。（2）開發(fā)利用新能源，太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能和氫能等。人類?duì)能源的利用8.下列有關(guān)新能源的說(shuō)法不正確的是()A.綠色植物通過(guò)光合作用，將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B.風(fēng)能、太陽(yáng)能是清潔能源C.氫能還未進(jìn)入實(shí)用階段的主要原因是其燃燒所釋放熱量低于相同質(zhì)量的礦

物燃料D.共享單車?yán)锰?yáng)能發(fā)電完成衛(wèi)星定位，有利于節(jié)能環(huán)保√C9.在人類生產(chǎn)、生活對(duì)能量的需求日益增長(zhǎng)的今天，研究化學(xué)反應(yīng)及其能量變化，對(duì)合理利用常規(guī)能源和開發(fā)新能源具有十分重要的意義。能源是人類賴以生存和發(fā)展不可缺少的因素。請(qǐng)完成下列問(wèn)題：(1)礦物能源是現(xiàn)代人類社會(huì)賴以生存的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。目前，全球仍主要處于化石能源時(shí)期。下列不屬于化石能源的是________(填字母，下同)。A.石油

B.煤C.天然氣

C.生物質(zhì)能D(2)下列對(duì)能源的看法合理