6.1 化学反应与能量变化 第1课时 课件 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第六章 化学反应与能量 第一节 化学反应与能量变化 第1课时 化学反应与热能 3.熟悉常见的吸热反应和放热反应 2.知道反应物与生成物总能量的相对高低是反应过程中能量变化的决定因素 1.知道化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因 学习目标 2 人类的衣食住行离不开能量。如对热量的利用。 只有通过燃烧才能获得能量吗？ 4 CaO+H2O=Ca(OH)2 4Fe+3O2+6H2O=4Fe(OH)3 【实验6-1】课本P31 在一只试管中加入2 mL 2 mol/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。 一、化学反应与热能 化石燃料燃烧会释放大量的热。除了燃烧， 其他化学反应也伴随着放热或吸热现象。 【实验6-1】 实验操作 实验现象 结论 ①看到有气泡产生 ②用手触摸反应后的试管_____ ③用温度计测得反应后温度_____ 该反应 热量 发烫 升高 放出 放热反应：把释放热量的化学反应称为放热反应 Mg + 2HCl === MgCl2 + H2↑ 【实验6-2】   闻到气味后迅速用玻璃片盖上烧杯 ①混合物呈糊状 ②闻到刺激性气味 ③用手触摸杯壁下部， ，用手拿起烧杯，___________________ 该反应 热量 冰凉 木片与烧杯粘在一起 吸收 Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl====BaCl2+2NH3↑+10H2O 吸热反应：把吸收热量的化学反应称为吸热反应 一、化学反应与热能 常见的放热反应： 1．放热反应和吸热反应 ①所有燃烧反应 ②酸碱中和反应 ③大多数化合反应 ④活泼金属跟水或酸的反应 ⑤物质的缓慢氧化 常见的吸热反应： ①大多数分解反应 ②C＋CO2(以C、H2为还原剂的氧化还原反应) ③Ba(OH)2·8H2O＋NH4Cl(固态铵盐与碱的反应) ④NaHCO3与盐酸的反应 【思考】是不是放热反应都不需加热,吸热反应都要加热? （1）反应条件和该反应的能量变化之间没有必然联系 ①常见的放热反应往往也需要加热。 例如，氢气和氧气的混合气体，在常温下储存很久也不反应，但在点燃条件下，反应瞬间就能完成。点燃并没有提供太多的能量，但为反应的发生提供了必要条件。 ②吸热反应也可以自发进行。 例如，Ba(OH)2·8H2O固体和NH4Cl固体之间的反应，将两种固体混合后加水溶解，用玻璃棒搅拌，反应即可发生。 （2）有些物质的变化过程中虽然也有热量变化，但不一定是吸热反应或放热反应 例如，NaOH、浓硫酸溶于水放出热量，但不是放热反应；NH4NO3溶于水吸收热量，但不是吸热反应。类似的，升华、蒸发、液化等属于吸热（放热）过程，却不属于吸热（放热）反应。 误区防错 判断下列反应是放热反应还是吸热反应？ 1.镁条的燃烧。 2.高温下木炭与二氧化碳反应生成一氧化碳。 3.氧化钙与水的反应。 4.高温煅烧石灰石(主要成分是CaCO3)制生石灰(CaO)。 5.炸药爆炸 6.Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应 7.炽热的碳与CuO的反应 8.甲烷在氧气中的燃烧 9.盐酸与氢氧化钠溶液反应 练一练 思考1：化学反应的特征是什么？ 化学反应伴随着物质的变化和能量的变化 思考2：化学反应过程中为什么有的化学反应释放热量，有的化学反应吸收热量？ 14 思考：化学键的“旧断新生”为何会引起反应体系的能量变化？ 2.化学反应中能量变化的原因 化学反应的实质 旧键断裂 新键形成 （1）从化学键角度分析能量变化的原因（微观解释） 例： H2(g) + Cl2(g) 2HCl(g) H2(g) + Cl2(g) 2HCl(g) kJ 吸收还是放出热 量 ？ 放出183 结论：化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。 已知： 断开1mol H-O键需要吸收464kJ的能量，形成1mol H-H 键需要释放436kJ的能量，形成1mol O-O键需要释放197kJ的能量，判断2mol水分解（2H2O＝2H2↑+O2↑） 反应过程中 (“吸收”或“放出”)能量 kJ。 课堂练习 吸收 787 断裂旧键吸收的能量为4х464kJ=1856kJ 形成新键放出的能量为2х436kJ+197kJ=1069kJ 该反应吸收的能量为1856kJ-1069kJ=787kJ H H O H H O O 2 2 + 高 低 放出能量 吸收能量 ①反应物的总能量 生成物的总能量，反应放出能量。 放热反应 大于 ②反应物总能量 生成物总能量，反应吸收能量。 小于 吸热反应 （2）从化学能角度分析能量变化的原因（宏观辨识） 吸热反应与放热反应的真实能量变化图： 放热反应 吸热反应 1.根据反应物和生成物的总能量大小判断 E反>E生 放热反应 2.根据化学键断裂和形成时能量大小关系判断 E吸>E放 吸热反应 3.根据常见反应类型判断 4.根据生成物和反应物的相对稳定性判断 稳定物生成不稳定物是吸热反应 5.根据反应条件（加热）判断 需要持续加热才能进行的一般是吸热反应 6.根据反应方向判断 如果某反应为放热，则逆反应为吸热。 如何判断放热反应和吸热反应？ 物质的能量越高越不稳定，能量越低越稳定 1.已知反应A + B === C + D的能量变化如图所示，下列关于此反应的说法不正确的是（　　） A．是吸热反应 B．该反应不符合能量守恒定律 C．生成物的总能量高于反应物的总能量 D．反应中断开化学键吸收的总能量高于 形成化学键放出的总能量 B 课堂练习 2.金刚石和石墨是由C元素组成的两种结构不同的单质。在100 kPa时，1 mol石墨转化为金刚石，要吸收1.895 kJ的能量。据此判断， 在100 kPa时，下列结论正确的是（ ） A．1 mol石墨比1 mol金刚石的总能量高 B．金刚石比石墨稳定 C．石墨比金刚石稳定 D．1 mol石墨与1 mol金刚石的总能量相等 C 课堂练习 二、人类对能源的利用 人类利用能源的三个阶段： 时期、 时期和 时期。 柴草 化石能源 多能源结构 利用过程中面临两个问题 一是其短期内不可再生，储量有限，随着能源消费需求的不断增加，能源消费量与储量之间的矛盾日益突显； 二是煤和石油产品燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO等是大气污染物的主要来源。 二、人类对能源的利用 人类利用能源的三个阶段： 时期、 时期和 时期。 柴草 化石能源 多能源结构 解决办法 节能 寻找新能源 一个是燃料燃烧阶段，可通过改进锅炉的炉型和燃料空气比、清理积灰等方法提高燃料的燃烧效率； 另一个环节是能量利用阶段，可通过使用节能灯，改进电动机的材料和结构，以及发电厂、钢铁厂余热与城市供热联产等措施促进能源循环利用，有效提高能源利用率。 太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等 【思考与讨论】 煤、汽油和柴油等作为燃料大量使用会造成空气污染，但不使用它们又会严重影响现代社会的生产和生活。对此，请从社会不同人群的角度，提出你的想法或建议，并与同学讨论。 氢气是理想的“绿色能源”①热值高：②原料丰富：③产物无污染 3.下列叙述不正确的是（ ） A．开发氢能、太阳能、风能、生物质能等新能源是践行低碳生活的有效途径 B．火力发电是将燃料中的化学能直接转化为电能的过程 C．利用生物质能就是间接利用太阳能 D．绿色植物进行光合作用时，将太阳能转化为化学能 B 课堂练习 4.下列说法中正确的是(　　) ①需要加热方能发生的反应一定是吸热反应　 ②放热反应在常温下一定很容易发生　 ③反应是放热还是吸热必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小　④放热反应加热到一定温度引发后，停止加热反应也能继续进行 A.只有③④ B．只有①② C.①②③④ D．只有②③④ A 课堂练习 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.57(gap_fixed:False) Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.57(gap_fixed:False) $$