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

6.1 化学反应与能量变化 （第一课时） 人教版2019高中化学必修第二册 第六章 化学反应与能量 生活中的情景： 能量的变化。 燃料燃烧的过程中，将 能转化为 能。 化学 热 说明在化学反应中，有 物质的变化， 一、化学反应与热能 知识精讲 【实验6-1】 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 ——镁条与盐酸反应的热量变化 实验现象: 镁条逐渐溶解，有气泡产生，温度计温度上升 反应原理: Mg + 2HCl === MgCl2 + H2↑ 实验结论: 该反应放出热量 【实验6-2】 将20g Ba(OH)2•8H2O晶体研细后与10g NH4Cl在烧杯中混合，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，用手触摸烧杯下部，试着用手拿起烧杯 知识精讲 实验现象: 该反应吸收热量 【实验6-2】 将20g Ba(OH)2•8H2O晶体研细后与10g NH4Cl在烧杯中混合，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，用手触摸烧杯下部，试着用手拿起烧杯 ——Ba(OH)2•8H2O 与 NH4Cl 反应的热量变化 反应原理: 实验结论: 有刺激性气味气体产生；用手触摸烧杯壁，感觉很凉； 木片上的水结成冰，木片与烧杯被冰粘在一起。 Ba(OH)2·8H2O + 2NH4Cl === BaCl2 + 2NH3↑+ 10H2O 一、化学反应与热能 知识精讲 二、吸热反应与放热反应 1.吸热反应： 吸收热量的化学反应。 常见的吸热反应： 大多数分解反应、Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应、 以C、CO、H2为还原剂的氧化还原反应 2.放热反应： 放出热量的化学反应。 常见的放热反应： （热能转化为化学能） （化学能转化为热能） 大多数化合反应、所有燃烧反应、酸碱中和反应、 金属与酸或水的置换反应、铝热反应 2Al + Fe2O3 Al2O3 + 2Fe 高温 明辨是非 （1）需要加热的反应一定是吸热反应（ ） （2）吸热反应一定需要加热才可以进行（ ） （3）放热反应不需要加热即可发生（ ） （4）放出热量的变化过程一定是放热反应（ ） × × × × 一个化学反应是吸热还是放热，与反应条件（是否需要加热）无关。 经典例题 【例1】下列说法正确的是（ ） A．物质发生化学变化都伴随着能量变化 B．任何反应中的能量变化都表现为热量变化 C．物质变化时若伴有能量变化，则一定是化学变化 D．没有物质的化学变化，也就没有能量的变化 A 经典例题 【例2】下列是吸热反应的是__________ ① 水蒸气冷凝 ② 煅烧石灰石 ③ 浓硫酸稀释 ④ 酸碱发生中和反应 ⑤ 生石灰跟水反应生成熟石灰 ⑥ 干冰升华 ⑦ 液氨汽化 ⑧ 碳和二氧化碳在高温下反应 ②⑧ 三、化学反应中能量变化的原因--宏观角度 知识精讲 【思考】化学反应为什么会伴随着热量的变化？热量来自于哪里？为什么有的化学反应放出热量？有的化学反应吸收热量？ 反应物总能量 生成物总能量 能量 反应 进程 释放能量 反应物总能量 生成物总能量 > 能量 反应 进程 反应物总能量 生成物总能量 吸收能量 反应物总能量 生成物总能量 < 三、化学反应中能量变化的原因--宏观角度 知识精讲 结论： 化学反应中的能量变化决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小 吸热反应： 放热反应： 若 E总（反应物）> E总 （生成物 ） 若 E总（反应物）< E总（生成物 ） 【例3】已知反应A＋B＝C＋D为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是( ) A. A的能量一定高于C B. B的能量一定高于D C. A和B的总能量一定高于C和D的总能量 D. 该反应为放热反应，故不必加热就一定能发生 经典例题 C 三、化学反应中能量变化的原因--微观角度 知识精讲 （2)断开化学键要_______能量，形成化学键要______能量，吸收 的能量与释放的能量__________。 （1)化学反应的本质是旧化学键的_______和新化学键的_______。 断裂 形成 吸收 放出 不相等 结论： 吸热反应： 放热反应： 化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂和形成 断键吸收总能量 < 成键放出总能量 断键吸收总能量 > 成键放出总能量 经典例题 H2 + Cl2 2HCl 点燃 (1)反应物断键吸收的总能量为________________________。 (2)生成物成键放出的总能量为________________________ 。 (3)判断反应H2＋Cl2=2HCl是________(填“吸收”或“放出”)能量。 （436+243）=679 KJ (431+431)=862 KJ 放出 【例4】 知识精讲 物质的稳定性与能量的关系 物质本身的能量 高 不稳定 低 稳定 物质的稳定性 【练习4】 如图表示有关反应的反应过程与能量变化的关系，据此判断下列说法中不正确的是（　　） A．红磷和白磷互为同素异形体 B．白磷比红磷稳定 C．白磷转化为红磷是放热反应 D．白磷比红磷更容易与氧气反应生成P4O10 B 课堂练习 四、反应热（焓变） 知识精讲 1.化学反应过程中所释放或吸收的能量，都可以用热量(或换算成相应的热量)来表述，叫做反应热，在恒压条件下又称为焓变。 kJ/mol 或 kJ·mol-1 符号： △H 单位： (1)当ΔH为“—”或ΔH<0时，为放热反应。 (2)当ΔH为“＋”或ΔH>0时，为吸热反应。 【例如】(1)在25℃和101kPa下，1molH2与1molCl2反应生成2molHCl时放出184.6kJ的热量，则该反应的反应热为： 【例如】(2)在25℃和101kPa下，1molC与1molH2O(g)反应，生成1molCO和1molH2，需要吸收131.5kJ的热量，则该反应的反应热为： △H= -184.6 kJ/mol △H= +131.5 kJ/mol D 【例5】反应A＋B―→C(ΔH<0)分两步进 行：①A＋B―→X(ΔH>0)，②X―→C(ΔH<0)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是(　　) 【例6】计算2H2 + O2 2H2O 反应体系中的能量变化情况。已知： 点燃 2.反应热的相关计算 知识精讲 四、反应热（焓变） （1）从键能角度分析： 键能：断开（形成）1 mol某化学键所吸收（放出）的能量叫键能。 ΔH=E总(断键吸收) —E总(成键放出) 化学键 H—H O＝O H—O 键能kJ/mol 436 498 465 ΔH=E总(断键吸收) —E总(成键放出) =2×436+498-4×465 = - 490kJ/mol E吸 ＜ E放，放热反应 E吸 ＞ E放，吸热反应 ΔH＝E（吸收的能量）－E（放出的能量） 2.反应热的相关计算 知识精讲 四、反应热（焓变） （2）从能量角度分析： ΔH=E总(生成物) —E总(反应物) 【例7】计算A+B==C+D 反应体系中的能量变化情况。已知： E1 E2 ΔH=E2 —E1 知识精讲 五、人类对能源的利用 1.人类利用能源的三个阶段： (1)柴草时期 (2)化石能源时期（煤、石油、天然气） (3)多能源结构时期(新能源--太阳能、风能、地热能、海洋能、氢能) 2.能源的分类： ⑴可再生能源：可连续再生，永久利用的能源。 主要包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能等。 ⑵不可再生能源：经过千百万年形成的、短期内无法恢复的能源，称之为不可再生能源。如：煤炭、石油、天然气等。 2.能源分类——按属性分 2.能源分类——按工艺水平分 常见一次能源：煤、石油、天然气、水能、风能、潮汐能、生物质能、地热能、太阳能、核能等…… 常见二次能源：电能、氢能、水煤气 ⑴一次能源：从自然界中直接取得的天然能源。 ⑵二次能源：一次能源经过加工转换后获得的能源。 4.解决措施： 知识精讲 五、人类对能源的利用 【练习1】能源可划分为一次能源和二次能源，直接从自然界取得的能源称为一次能源，一次能源经过加工、转换得到的能源称为二次能源。下列能源中属于一次能源的是（ ） A.氢能 B.电能 C.核能 D.水煤气 C 课堂练习 课堂练习 【练习2】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 【练习3】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 【练习4】NF3是一种温室气体，其存储能量的能力是CO2的12000 ～ 20000倍，在大气中的寿命可长达740年，如表所示是几种化学键的键能： 下列说法中正确的是（ ） A．过程N2(g) → 2N(g)放出能量 B．过程N(g) + 3F(g) → NF3(g)放出能量 C．反应N2(g)＋3F2(g) === 2NF3(g)是吸热反应 D．NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成，仍可能发生化学反应 B 化学键 N≡N F—F N—F 键能/kJ·mol-1 946 154.8 283.0 课堂练习 $$