6.1.1 化学反应与热能-【化学一起课件】高中化学必修第二册同步PPT课件（人教版2019）

nullnullnull 第一节 第六章 化学反应与能量变化 第1课时 化学反应与热能 DEVELOPMENT AND UTILIZATION OF SEAWATER RESOURCES 了解化学反应中存在能量变化及其实质 知道常见的吸热反应和放热反应 认识能源的合理利用，提高染料燃烧效率开发高能清洁染料的重要性 教学目标 反 应 放热反应和吸热反应 【01 放热反应和吸热反应】 1、定义 【实验6-1】 在一支试管中加入2 mL 2mol/L盐酸，并用温度计测量其温度。再向试管中放入用砂纸打磨光亮的镁条，观察现象，并测量溶液温度的变化。 吸热反应：吸收能量的化学反应 放热反应：释放能量的化学反应 化学反应与热能 【01 放热反应和吸热反应】 【现象】 镁条表面产生大量气泡； 用手触摸反应后的试管壁，有温热感； 温度计示数变大。 【结论】 镁条与盐酸的反应放出热量 化学反应与热能 【01 放热反应和吸热反应】 【实验6-1】 将20g Ba(OH)2 • 8H2O晶体研细后与10g NH4Cl晶体一起放入烧杯中，并将烧杯放在滴有几滴水的木片上。用玻璃棒快速搅拌，闻到气味后迅速用玻璃片盖上烧杯，用手触摸杯壁下部，试着用手拿起烧杯。观察现象。 化学反应与热能 【01 放热反应和吸热反应】 化学反应吸热使烧杯与木片间的水凝姐成冰 【现象】 混合物呈糊状 闻到刺激性气味，用手触摸杯壁下部，冰凉，用手拿起烧杯，木片与烧杯粘在一起。 【结论】 氢氧化钡晶体与氯化铵的反应吸收热量 化学反应与热能 【01 放热反应和吸热反应】 2、常见的吸热反应和放热反应 【常见的放热反应】 所有的燃烧反应 酸碱中和反应 金属与酸或水的反应 大多数化合反应 NaOH + HCl = NaCl + H2O Mg + 2HCl = MgCl2 + H2↑ CO2 + CaO = CaCO3 C + O2 ===== CO2 点燃 化学反应与热能 【01 放热反应和吸热反应】 2、常见的吸热反应和放热反应 【常见的吸热反应】 氢氧化钡晶体与氯化铵的反应 Ba(OH)2 • 8H2O + 2NH4Cl ===== BaCl2 + 2NH3 ↑ + 10H2O 大多数分解反应 CaCO3 ===== CO2↑ + CaO 高温 碳与二氧化碳的反应 C + CO2 ===== 2CO 高温 化学反应与热能 原因 化学反应中能量变化的原因 【02 化学反应中能量变化的原因】 问题1：从化学键的角度分析，化学反应的本质是什么？ 【思考交流】 旧化学键的断裂和新化学键的形成。 问题2：从化学键的角度分析，为什么化学反应中总是伴随着能量的变化? 断裂反应物的化学键吸收能量,形成生成物的化学键释放能量,并且吸收的能量和放出的能量不相等。 【能量变化的原因】 物质中的原子之间是通过化学键相结合的，当化学反应发生时，反应物的化学键断裂要吸收能量，而生成物的化学键形成要放出能量 化学反应与热能 【02 化学反应中能量变化的原因】 【任务1】根据信息，计算下列反应是吸热反应还是放热反应。 1mol H2 2mol H 吸收436KJ能量 1mol CI2 2mol CI 吸收243KJ能量 1mol HCI 释放432KJ能量 1mol H 1mol CI 化学反应与热能 【02 化学反应中能量变化的原因】 【任务1】根据信息，计算下列反应是吸热反应还是放热反应。 旧化学键断裂吸收的能量： 436KJ + 243KJ = 679 KJ 新化学键形成释放的能量： 2 × 432KJ =864 KJ 断键吸收的能量 < 成键释放的能量，该反应为放热反应 化学反应与热能 【02 化学反应中能量变化的原因】 【角度1】从微观（化学键）角度分析化学反应能量变化的原因 反应进程 能量 反应物 生成物 E1 E2 断键吸收的能量E1 < 成键释放的能量E2 — 放热反应 — 断键吸收的能量E1 > 成键释放的能量E2 — 吸热反应 — 反应进程 能量 反应物 生成物 E1 E2 化学反应与热能 【02 化学反应中能量变化的原因】 【归纳总结】 （1）化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。 （2）有化学键的断裂或形成的过程不一定属于化学变化。 例如：NaCl固体溶于水或从NaCl溶液中结晶出NaCl，都属于物理变化。 化学反应与热能 【02 化学反应中能量变化的原因】 化学反应 物质变化 能量变化 遵循 质量守恒 遵循 能量守恒 各种物质都具有能量，物质的组成、结构与状态不同,所具有的能量也不同。 放热反应可以看成是反应物所具有的化学能转化为热能释放出来，吸热反应可以看成是热能转化为化学能被生成物所“储存”。 化学反应与热能 【02 化学反应中能量变化的原因】 【角度2】从宏观（物质总能量）的角度分析化学反应能量变化的原因 反应物总能量 > 生成物总能量 — 放热反应 — 反应进程 能量 反应物 生成物 反应物总能量 < 生成物总能量 — 吸热反应 — 反应进程 能量 反应物 生成物 化学反应与热能 【02 化学反应中能量变化的原因】 【归纳总结】 化学反应中的能量变化通常主要表现为热量的释放或吸收。 一般地,物质本身的能量越高,其稳定性越低。 化学反应与热能 【02 化学反应中能量变化的原因】 【思考交流】 问题1：木柴燃烧为什么是放热反应？ 断开反应物的化学键吸收的能量少于形成生成物的化学键释放的能量；反应物的总能量高于生成物的总能量。 问题2：木炭、天然气等燃料的燃烧属于放热反应,为什么还需要点燃? 燃料燃烧发生的基本条件之一是温度达到可燃物的着火点,点燃可升高温度引发燃烧的发生;从微观角度看,点燃可提供能量使反应物的化学键断裂。燃烧放热是因为断键吸收的能量少于形成生成物的化学键放出的能量,正是因为燃烧放热才使燃烧持续进行。 化学反应与热能 【02 化学反应中能量变化的原因】 【思维提升】判断放热反应与吸热反应的常用方法 （1）根据反应物总能量和生成物总能量的相对大小进行判断。 （2）根据化学键断裂和形成时吸收的总能量和释放的总能量的相对大小判断。 （3）根据经验规律判断——用常见的吸热和放热的反应类型判断。 （4）根据反应物和生成物的相对稳定性判断。 （5）根据反应条件粗略判断——需要持续加热才能进行的反应是吸热反应;反之,一般为放热反应。 化学反应与热能 能源 能源利用 人均耗能 8×103 kJ/d 人均耗能 5×104 kJ/d 人均耗能 1×106 kJ/d 【03 能源利用】 能源短缺问题日益突出。 燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO等造成了大气污染 利用最多的化石燃料面临的 两个亟待解决的问题 节能减排，寻找清洁的新能源 有效地利用能源： 提高燃料的燃烧效率 提高能源利用效率 寻找理想的新能源： 如太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等。 化学反应与热能 【03 能源利用】 【新能源技术发展现状】 新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车等 中国从“十五”时期开始实施新能源汽车科技规划，“十五”和“十一五”期间，中国先后投入20.4亿元科研经费，实施“863”计划、电动汽车重大科技专项、节能与新能源汽车重大项目；10年间，共设立相关课题500多项，持续鼓励自主研发电动汽车和其它节能新能源汽车发展，形成了以纯电动车、油电混合动力、燃料电池三条技术路线为“三纵”，以多能源动力总成控制系统、驱动电机及其控制系统、动力蓄电池及其管理系统三种共性技术为“三横”的电动汽车研发格局。经过两个五年计划科技攻关，中国在新能源汽车领域取得了重大进步，已经建立起自主知识产权的电动汽车动力系统技术平台和整车集成技术，开发出系列化规模应用产品，总体水平位于国际前列。 在推动电动汽车研发进展的同时，中国还积极推进“人才、专利、标准”战略，力求在未来竞争中取得话语权。仅在科技计划执行中，已申请专利2881项，其中发明专项1635项，颁布电动汽车国家标准和行业标准42项。然而，在新能源技术上中国与国外还未处在同一起跑线上，在汽车锂电池、驱动电机、动力控制系统等关键零部件上，中国与发达国家的差距还很大。 化学反应与热能 【课堂小结】 常见的吸热反应和放热反应 化 学 反 应 与 热 能 化学反应中能量变化的原因 能源利用 微观：断键吸热，成键放热 宏观：物质总能量的相对大小 化学反应与热能 【课堂练习】 1、判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。 (1)化石燃料的燃烧过程中都会放出热量。(　 　) (2)所有化合反应都是放热反应。(　 　) (3)氢氧化钡参加的反应都是吸热反应。(　 　) (4)镁条与盐酸的反应是放热反应,说明参加反应的镁条的能量高于生成的氢气 的能量。(　 　) 化学反应与热能 【课堂练习】 1、判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。 (5)同素异形体的组成元素相同,所以等质量的同素异形体所具有的能量相同。(　 　) (6)物质发生吸热反应后,体系的总能量减少。(　 　) (7)发生能量变化的过程中一定伴随着化学变化。(　 　) (8)人类获取热能的主要途径是通过燃料的燃烧。(　 　) 化学反应与热能 【课堂练习】 2、下列对于化学反应过程的理解错误的是 ( ) B D 能量的释放和吸收以发生变化的物质为基础 A 化学变化过程中同时存在物质和能量的变化 B 能量变化只发生在化学变化中 C 化学反应既遵循质量守恒定律又遵循能量守恒定律 化学反应与热能 【课堂练习】 3、下列变化属于吸热反应的是 ( ) B D CaO溶于水 A 盐酸加人氢氧化钠溶液中 B 氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应 C 加热使碘升华 化学反应与热能 【课堂练习】 4、化学反应中伴随能量变化的本质原因是 ( ) D D 有化学键的断裂和形成 A 物质状态发生变化 B 发生了氧化还原反应 C 需要加热或发光的条件引发 化学反应与热能 【课堂练习】 5、(双选)下列说法正确的是 ( ) AD D 根据如图所示能量的变化，该反应是放热反应 A 任何化学反应既有物质的变化，又都伴随着能量的变化 B H2O(g)→H2O(l)的过程放出大量的热，属于放热反应 C 化学反应中能量的变化都表现为热量的变化 化学反应与热能 【课堂练习】 6、如图所示，有关化学反应和能量变化的说法正确的是 ( ) B D 图a不需要加热就能发生，图b一定需要加热才能发生 A 图a表示的是吸热反应的能量变化 B 图b中反应物比生成物稳定 C 图a可以表示NH4Cl固体与Ba(OH)2 • 8H2O反应的能量变化 化学反应与热能 【课堂练习】 7、化学反应中的能量变化是化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。如下图为N2(g)和O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化: 下列说法正确的是（ ） C A. N元素非金属性较强，故通常情况下N2不稳定，易发生化学反应 B.通常情况下，N2(g)和O2(g)混合能直接生成NO C.1molN2(g)和1molO2(g)具有的总能量小于2molNO(g)具有的总能量 D.1molN2(g)和1molO2(g)反应放出的能量为180kJ 化学反应与热能 【方法整理｜化学反应中能量变化的简单计算】 Q（吸）：反应物分子化学键断裂时吸收的总能量 Q（放）：生成物分子化学键形成时释放的总能量 利用化学键形成和断裂时的能量变化计算化学反应中的能量变化： ∆Q = Q（吸）— Q（放） ∆Q < 0，为放热反应；∆Q > 0，为吸热反应 化学反应与热能 版权声明 课件版权归属“一起课件”，仅可自用，不可传播，不得用作商业性使用，不得上传至百度文库、学科网等盈利网站，任何侵权行为将被视为版权侵害，侵害者将承担一定的法律责任。 优美的小调 张宇桦 星空下的钢琴曲 1 172887.42 Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.7.28 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.7.6 $$nullnull