内容正文:
化学反应与热能
第1课时
第一节 化学反应与能量变化
情景引入
今天,我们就一起来学习化学反应与热能,共同探究其中的奥秘吧
你知道其中的奥秘吗?
为什么会有热量产生?
1.实验探究:化学反应中的能量变化
目标一 吸热反应和放热反应
实验6-1
实验操作 实验现象 结论
有 产生;用温度计测量,温度 。 该反应产生_____,
该反应 _____热量。
化学反应方程式:
升高
气泡
Mg+2HCl===MgCl2+H2↑
放出
气体
1.实验探究:化学反应中的能量变化
实验6-1
1.实验探究:化学反应中的能量变化
实验6-2
1.实验探究:化学反应中的能量变化
实验6-2
实验操作 实验现象 结论
闻到________气味;
烧杯壁_____;
木片和烧杯___________;
混合物呈_____。 该反应产生NH3和H2O,
该反应 _____热量。
化学反应方程式:
刺激性
发凉
黏结在一起
糊状
吸收
Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=
BaCl2+2NH3↑+10H2O
结论:化学反应有新物质生成,同时反应过程中伴有热量的释放或吸收。
2.放热反应和吸热反应
(1)概念
①放热反应: 热量的化学反应。
②吸热反应: 热量的化学反应。
释放
吸收
体会吸、
放热反应
【实验6-1】
【实验6-2】
(1)举例说明:放出(吸收)热量的变化一定是放热(吸热)反应吗?
思考1
提示 不一定。吸、放热反应都属于化学反应,而浓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。
(2)吸热反应一定需要加热才能发生吗?
提示 不一定,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。
(2)常见的放热反应和吸热反应
放热反应 吸热反应
①所有的燃烧反应
②酸碱中和反应
③大多数化合反应
④活泼金属与水或酸的反应
⑤物质的缓慢氧化
⑥铝热反应(见第八章)
①大多数分解反应
②铵盐与碱的反应,如Ba(OH)2·8H2O晶体或Ca(OH)2与NH4Cl晶体反应
③以C、H2、CO为还原剂的部分氧化还原反应,如C与H2O(g)反应,C与CO2反应
④NaHCO3与盐酸的反应
3.化学反应中能量变化的原因
(1)从化学键变化的角度理解能量变化的原因(微观探析)
①图示原因
吸收
吸热
释放
放热
②举例说明:H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)的反应过程如图所示:
吸收
释放
吸收
根据上图计算1 mol H2和1 mol Cl2断键吸收的总能量为 kJ,形成2 mol HCl共释放 kJ能量,断键吸收的总能量 成键释放的总能量,因此该反应为 反应。
679
862
放热
<
能量
反应进程
H
Cl
Cl-
H-
H-Cl
H-Cl
断1 mol H-H键吸收436kJ
断1 mol Cl-Cl键吸收243kJ
H
Cl
Cl
H
形成 2 mol
H-Cl键放出2×431 kJ即862 kJ 能量
放出能量183kJ
键能越大物质越稳定
能量越低物质越稳定。
H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)的反应过程图示:
画出放热、吸热反应的能量随反应过程的变化图。
思考2
提示
放热反应
吸热反应
(2)从总能量高低理解能量变化的原因(宏观辨识)
物质的组成、结构与 不同,所具有的能量不同。因此,一个化学反应的能量变化取决于 和 的相对大小。
放热反应 吸热反应
化学能转化为 。 热能转化为 被生成物“储存”
释放
吸收
状态
反应物总能量
生成物总能量
热能
化学能
画出放热、吸热反应反应物与生成物的总能量随反应过程的变化图。
思考3
提示
放热反应:反应物能量 > 生成物能量
吸热反应:反应物能量<生成物能量
正误判断
(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1 mol H—Cl放出的能量与断开1 mol H—Cl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,则反应放热( )
(4)已知Fe与稀盐酸的反应为