6.2.2 化学反应中的能量变化（备课件）-【上好课】2021-2022学年高一化学同步备课系列（苏教版2019必修第二册）

专题6 化学反应与能量变化 第二单元 化学反应中的热 化学反应中的能量变化 1．能从宏观与微观结合的角度解释化学反应中的能量变化。 2．能利用化学反应中的能量变化解决生产、生活中的简单问题。 学习目标 交流讨论 为什么有的化学反应放出能量，有的化学反应吸收能量？ 反应物和生成物能量的差值决定该反应是放热反应还是吸热反应。 反应物的总能量大于生成物的总能量，反应放出能量； 反应物的总能量小于生成物的总能量，反应吸收能量。 交流讨论 在H2+Cl2=2HCl的反应中，化学键发生了什么变化？ 化学键断裂 吸收能量 化学键生成 放出能量 吸收能量与放出能量的差值决定该反应是放热反应还是吸热反应 化学反应的本质：旧的化学键的断裂和新的化学键生成。 共价键的键能： 断开气态物质中1mol某种共价键生成气态原子需要吸收的能量。 共价键的键能越大，共价键越牢固。 单位：kJ·mol-1 H-H的键能为436.4kJ·mol-1，则： H2(g)=2H(g)，ΔH＝436.4kJ·mol－1。 对于H2+Cl2===2HCl，能量变化可表示为： 断开反应物中的 化学键所吸收的 能量 1molH2中的H—H键 436.4kJ 1molCl2中的Cl—Cl键 242.7kJ 总和 679.1kJ 形成生成物中的 化学键所放出的 能量 2molHCl中的H—Cl键 431.8kJ ×2 总和 863.6kJ 反应最终放出的 能量 863.6kJ-679.1kJ= 184.5kJ H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝-184.5kJ·mol－1 反应物断裂化学键吸收的能量>生成物形成化学键放出的能量， ΔH>0。 反应物断裂化学键吸收的能量<生成物形成化学键放出的能量， ΔH<0。 ΔH＝反应物断开化学键吸收的总能量—生成物形成化学键放出的总能量 课堂探究 1.已知H-H键能为436kJ·mol-1，I-I键能为151kJ·mol-1，H-I键能为298kJ·mol-1。计算说明，2HI=H2+I2是放热反应还是吸热反应。 2.已知H-Cl键能为431kJ·mol-1，比较HCl与HI的稳定性。 断开2molHI中的H-I键吸收能量：2×298kJ=596kJ 形成1molH2中的H-H键放出能量：436kJ 形成1molI2中的I-I键放出能量：151kJ 放出能量总和为436kJ+151kJ=587kJ 吸收的能量大于放出的能量，该反应为吸热反应。 H-Cl的键能大于H-I的键能，因此HCI更稳定。 燃料的热值：是指一定条件下单位质量的可燃物完全燃烧所放出的热。 单位：kJ·g-1。 常见的燃料中，热值最大的是氢气，其次是天然气，较小的是石油、煤炭。 化石燃料燃烧对环境的影响 ①煤等化石燃料燃烧常伴随着大量烟尘、CO、SO2、氮氧化物(NOx)等有害物质的排放。 ②SO2、氮氧化物(NOx)能导致酸雨。 ③燃料燃烧过程中，一般只有1/3可以实现有效转化，其他部分则转化为废气排出或损耗掉，燃料使用效率不高。 解决化石燃料对环境影响的方法 ①减少作为燃料的煤和石油的开采。 ②利用化学方法将化石燃料转化为清洁燃料。 ③开发优质的新能源，氢能、水能、太阳能、风能等都是更清洁、更高效的能源。 交流讨论 已知氢气在氧气中燃烧的热化学方程式为： 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6kJ·mol-1 计算氢气的热值。 氢气的热值为571.6kJ·mol-1÷4g·mol-1=143.9kJ·g-1 氢气作为燃料有哪些优点？ （1）氢气的热值高。 （2）氢气的燃烧产物只有水，是一种清洁能源。 氢燃料面临的问题和解决方法 （1）制氢和储氢是氢燃料大规模使用面临的课题。 （2）将太阳能转化为电能，再将水催化电解获得氢气，最关键的高效、廉价、绿色的催化技术已有突破性进展。 （3）贮氢合金是解决氢气贮存问题的新的方向。贮氢合金在一定条件下吸收氢气形成金属氢化物。 太阳能的转化 光—生物质能转化 6H2O+6CO2 C6H12O6+6O2 光 叶绿素 植物的光合作用： 动物摄入体内的淀粉、纤维素能水解转化为葡萄糖，葡萄糖氧化生成二氧化碳和水，释放出热，供给生命活动的需要。 淀粉、纤维素水解： (C6H10O5)n+nH2O nC6H12O6 催化剂 葡萄糖氧化： C6H12O6 (s)+6O2(g)===6H2O(l)+6CO2(g) ΔH＝-2806kJ·mol－1 太阳能的转化 人类直接利用太阳能