第一节 化学变化中的能量变化（教学课件） 化学北京版2024九年级上册

5.1 化学变化中的能量变化 第五章 再识化学变化 Recognise chemical changes 汇报人 / XXXXXXXX > Chapter five Recognise chemical changes 常见的燃料 化学反应中的能量变化 学习目标 01 02 03 掌握甲烷、乙醇、氢气燃烧的现象与分析 了解化学反应过程中涉及到的能量变化 教学重点 教学难点 01 甲烷和乙醇的燃烧 02 吸热反应和放热反应 01 甲烷和乙醇燃烧的文字表达式 了解三大化石燃料的形成、使用以及对环境的影响 常见的燃料 化学反应中的能量变化 新课导入 化学反应的过程中往往伴随着能量的变化，最常见的便是热量的变化。 常见的燃料 化学反应中的能量变化 目 录 CONTENTS 1 常见的燃料 2 化学反应中的能量变化 常见的燃料 化学反应中的能量变化 常见的燃料 01 常见的燃料 化学反应中的能量变化 交流分享 燃料是指燃烧时能产生热能或动力和光能的可燃物。燃料广泛应用于工农业生产和人民生活。 常见的燃料 化学反应中的能量变化 当今社会，人类需要的大部分能量是由 产生的，最常见的是 的使用。试举例。 化学反应 生活燃料 新知讲解 常见的燃料 化学反应中的能量变化 在人们的日常生活和生产中，以天然气、石油和煤（均为混合物）为代表的化石燃料是“主角”。化石燃料由古代生物的遗骸经过一系列复杂变化而形成，属于不可再生能源。 中国能源消费结构图（2021 年） 石油 Petroleum 天然气 Natural gas 煤 Coal 工业的粮食 工业的血液 新知讲解 常见的燃料 化学反应中的能量变化 煤是古代植物在地下经过漫长而复杂的变化所形成的固体可燃矿物，它是由多种物质组成的复杂混合物。煤的主要组成元素是 C，还含有少量的 H、N、S、O、Si、Al、Ca、Fe 等元素。 石油是远古海洋或湖泊中的动植物遗体在地下经过漫长而复杂的变化后形成的一种组成极为复杂的液态混合物。石油主要含有 C 和 H 两种元素，同时还含有少量的 O、N、S 等元素。 天然气是蕴藏在地下深处的可燃性气体，主要成分是甲烷。在天然气中，甲烷的体积分数约占80% ～ 97%。 拓展应用 常见的燃料 化学反应中的能量变化 煤和石油等燃烧产生的 、 、 和________会对空气造成污染，其中_____和_____能形成酸雨。 CO NO2 SO2 颗粒物 SO2 NO2 煤和石油等的燃烧 碳元素 CO 有毒气体 CO2 温室效应 硫元素 SO2 酸雨 氮元素 NO2 酸雨 如何减少化石燃料燃烧产生的污染： 1、使用脱硫煤，2、使用清洁能源，3、尾气处理后排放 实验探究 常见的燃料 化学反应中的能量变化 甲烷燃烧 实验探究 常见的燃料 化学反应中的能量变化 操作步骤 实验现象 分析与解释 1. 观察甲烷的颜色和状态。 2. 验纯后，点燃甲烷，观察 火焰颜色。 3. 在火焰上方罩一只干燥的 烧杯。 4. 用玻璃片盖住烧杯正放在 实验台上，向其中倒入澄清 石灰水，振荡。 CH4 + 2O2 2H2O+CO2 Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓+ H2O 纯净的甲烷在足量的空气中能够安静地燃烧，火焰呈淡蓝色 通常状况下，甲烷是无色、无 气味的气体，极难溶于水，密度比空气小。 可用向下排空气法或排水法收集 生成二氧化碳和水，同时放出大量的热 烧杯内壁有水珠 澄清石灰水变浑浊 拓展应用 常见的燃料 化学反应中的能量变化 可燃冰的开采 拓展应用 常见的燃料 化学反应中的能量变化 可燃冰——Gas hydrate 甲烷的气态水合物 CH4 + O2 → H2O+CO2 点燃 新知讲解 常见的燃料 化学反应中的能量变化 常见的新型燃料——乙醇 酒精是乙醇（C2H5OH）的俗称，乙醇在空气中燃烧，发生化学反应时放出大量的热量。 C2H5OH+O2→CO2+H2O 点燃 课外实践 常见的燃料 化学反应中的能量变化 1. 查阅资料，绘制手抄报“酒精小百科”。以“酒精”为核心物质，从组成与结构、性质与应用等方面收集材料，绘制成图文并茂的手抄报。 课外实践 常见的燃料 化学反应中的能量变化 2.设计实验方案验证酒精由 C、H、O 元素组成 人类对物质世界的认识，总是从宏观到微观、从定性到定量不断深化的，对化学反应的认识也是如此。 （1）某化学小组用下图所示装置探究酒精的元素组成（夹持仪器已略）。 ①实验中要使酒精燃烧生成的气体能通过漏斗被吸入试管中，需要进行的操作是 　 　。 ②实验过程中观察到试管中澄清石灰水变浑浊，根据该现象可以推测出酒精中一定含有 　 元素。 向右拉动注射器活塞 碳 课外实践 常见的燃料 化学反应中的能量变化 （2）另一化学小组设计了如下图所示实验，验证质量守恒定律。 （资料卡片：氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液反应生成硫酸钠和氢氧化铜；石灰石和稀盐酸反应生成二氧化碳、水和氯化钙；白磷在空气中燃烧生成五氧化二磷） ①上述实验设计中，不能直接验证质量守恒定律的装置是 　 （填装置数字序号）；由此获得启发：用实验来探究化学反应前后反应物与生成物之间的总质量关系时，当有 　 时，必须在　 中进行。 2 气体参与或生成 密闭容器 课外实践 常见的燃料 化学反应中的能量变化 ②下列有关装置3实验的说法中，不正确的是　 （填字母序号）。 A．实验过程中气球先变大后变瘪 B．瓶底的细沙起隔热作用，防止瓶底炸裂 C．实验过程中托盘天平始终保持平衡 D．白磷燃烧结束后，锥形瓶应冷却到室温后再称量 ③在一个密闭容器中，有甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下充分反应，测得反应前、后各物质的质量如图所示。下列说法正确的是　 （填字母序号）。 A．x＝16 B．乙一定是该反应的催化剂 C．物质丙是化合物 D．甲和丁的化学式量之比是9：8 C AC 课外实践 常见的燃料 化学反应中的能量变化 （3）请你根据化学变化的微观本质分析化学反应前后质量守恒的原因　 。 （4）实验小组取4.6g酒精，在纯氧中充分燃烧，生成5.4g水和8.8g二氧化碳（无其它产物）。 ①下列对于酒精的元素组成判断准确的是　 （填字母序号）。 A．只含有C、H两种元素 B．一定含有C、H元素，可能含有O元素 C．一定含有C、H、O三种元素 D．无法判断 ②已知酒精的化学式量为46，根据①你的选择，结合实验数据，推测酒精的化学式为　 。 化学反应前后原子的种类、数目和质量均不发生改变，即反应前后原子的总质量没有发生变化，所以化学反应前后物质的总质量必然相等　 C C2H6O 新知讲解 常见的燃料 化学反应中的能量变化 氢气的化学是为H2,氢气在空气中燃烧产生蓝色火焰，放出热量生成水。 氢气本身无毒，完全燃烧放出的热量比同质量的甲烷燃烧放出的热量多， 且燃烧后的产物是水，不污染空气，因此被认为是最理想的清洁能源。氢气被广 泛用于运载火箭发射和汽车燃料等领域。 新知讲解 常见的燃料 化学反应中的能量变化 北京冬奥会延庆赛区火炬塔 北京冬奥会氢燃料电池汽车 2022 年 2 月 4 日，北京冬奥会在国家体育场“鸟巢”盛大开幕，火炬“飞扬”成为本届冬奥会的主火炬，首次采用氢能作为火炬燃料。 北京冬奥组委确定了“北京赛区内， 主要使用纯电动、天然气车辆；延庆赛区和张家口赛区内，主要使用氢燃料车辆”的配置原则。 交流分享 常见的燃料 化学反应中的能量变化 清洁能源——氢气（H2） (1)工业制法： H2O → O2↑ +H2 ↑ 通电 （2）实验室制取 Zn+H2SO4 → ZnSO4+H2↑ 固体 液体 用固液常温型发生装置 密度比空气小，难溶于水且不与水发生反应 排水法或向上排空气法 优点：①热值高 ②产物只有水，无污染 ③来源广泛（最理想的燃料） 未广泛使用的原因：①制取成本高 ②储存和运输困难 拓展提升 常见的燃料 化学反应中的能量变化 新能源的开发 地热能 潮汐能 风 能 核 能 水 能 太 阳 能 化学反应中的能量变化 02 常见的燃料 化学反应中的能量变化 探究实践 常见的燃料 化学反应中的能量变化 实验一 镁条与稀硫酸反应 在一支试管中加入 5 mL 稀硫酸，插入温度计测量其温度；然后取一根约 5 cm 长的镁条，折成团放入稀硫酸中，观察镁条的变化，并用手触摸试管外壁，充分反应后再次测量其温度。 化学反应伴随着能量的变化，通常表现为热量的释放或吸收。 试管外壁烫手，反应放出热量，有大量气泡产生 探究实践 常见的燃料 化学反应中的能量变化 化学反应伴随着能量的变化，通常表现为热量的释放或吸收。 实验一 氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应。 在一个小烧杯里加入约30g的氢氧化钡晶体 [Ba(OH)2·8H2O]，将小烧杯放在事先已滴有 3 ~ 4 滴水的小木片上，然后再加入约15 g氯化铵晶体（NH4Cl），并立即用玻璃棒迅速搅拌，使氢氧化钡晶体与氯化铵晶体充分反应。观察晶体变化，烧杯和玻璃片是否能够分开？ 实验现象 实验结论 小木片上的水结冰跟烧杯粘在一起，有刺激性气味产生 反应吸热 新知讲解 常见的燃料 化学反应中的能量变化 化学反应中，物质发生变化的同时伴随着能量的变化，通常表现为热量的变化，即有放热现象或吸热现象的发生。 化学反应中的能量变化示意图 观察思考 常见的燃料 化学反应中的能量变化 自热米饭因携带、食用方便，逐渐成 为消费者喜爱的新型方便食品。自热米饭 食用时不用开水，不用火或电，撕开外包 装，将里面自带的纯净水包倒在装有白色 粉末的“发热包”上，水和发热包自动混 合升温，将米饭和菜肴蒸熟，8 ～ 15 分 钟即可食用。 发热包使用前后 新知讲解 常见的燃料 化学反应中的能量变化 发热包中的白色粉末含有氧化钙（CaO，俗称生石灰），它能与水发生 化合反应生成氢氧化钙 [Ca(OH)2，俗称熟石灰 ]，并产生大量的热。 现象 生石灰碎成粉末，试管外壁发烫 原理 分析 CaO + H2O →Ca(OH)2 生石灰 熟石灰 反应放出大量热 拓展提升 常见的燃料 化学反应中的能量变化 生石灰的用途 生石灰能与水发生反应 生石灰与水反应放出热量 不可食用，禁止拆袋 生石灰作干燥剂的原理？ 生石灰可制作加热包原理？ 安全提示 生石灰干燥剂 生石灰加热包 CaO + H2O → Ca(OH)2 新知讲解 常见的燃料 化学反应中的能量变化 热力发电厂生产流程示意图 化学反应中释放的热量不仅可以为寒冷的冬天带来温暖，还可以转化成机 械能，如发动机通过燃烧汽油使汽车获得行驶的动力；机械能还可以进一步转化成电能。 新知讲解 一些化学反应产生的能量还可以电能的形式呈现。化学电池就是将化学反应的能量转化为电能的装置。 铜锌原电池 铅酸电池 常见的燃料 化学反应中的能量变化 化学能→电能 新知讲解 常见的燃料 化学反应中的能量变化 一些化学反应产生的能量还可以电能的形式呈现。化学电池就是将化学反应的能量转化为电能的装置。 酸性锌锰干电池 锂电池电动自行车 化学能→电能 交流分享 常见的燃料 化学反应中的能量变化 化学变化 有新物质（分子）生成 伴随着能量变化 转化成电能 转化成热能 放热反应 如大多数置换反应，氧化钙和水反应，所有的燃烧反应等 吸热反应 氢氧化钡和氯化铵反应 习题巩固 常见的燃料 化学反应中的能量变化 1．锂电池是新型的高能电池，其质量轻、电容量大，颇受手机、手提电脑等制造商的青睐。某种锂电池的总反应可表示为Li+MnO2→LiMnO2。以下说法错误的是（　　） A．该反应中Li的化合价发生了改变 B．LiMnO2属于氧化物 C．使用手机时锂电池将化学能转化为电能 D．该反应属于化合反应 2．《酉阳杂俎》中有对某化石燃料的记载：“高奴县石脂水，水腻，浮水上如漆，采以膏车及燃灯，极明”，文中“石脂水”指的是（　　） A．煤 B．石油 C．乙醇 D．天然气 B B 习题巩固 常见的燃料 化学反应中的能量变化 3．开发利用新能源具有重要意义，下列属于新能源的是（　　） A．天然气 B．石油 C．太阳能 D．煤 4．化石燃料的运用使工业大规模发展。下列能源属于化石燃料的是（　　） A．煤 B．风能 C．地热能 D．潮汐能 5．生活中燃料的变迁经历了“木柴→煤炭→煤气→天然气”等过程。下列说法正确的是（　　） A．能量转化：燃料燃烧时将化学能转化为内能 B．科学态度：上述燃料均属于可再生能源，可以任意使用 C．化学观念：上述燃料均含有碳元素，完全燃烧后均能生成空气污染物二氧化碳 D．科学思维：上述燃料燃烧时均有发光、放热现象，所以有发光、放热现象一定是燃烧 C A A 习题巩固 常见的燃料 化学反应中的能量变化 6．氢能是一种应用前景非常诱人的新能源，但目前仍处在研究、实验阶段，还未广泛使用，其主要原因有（　　） ①氢气燃烧对环境影响的评价问题尚无定论 ②氢气的制备耗能巨大，廉价制氢的技术尚未成熟 ③氢气储存、运输等安全问题尚未解决 ④氢气燃烧产生的热量低于相同质量的矿物燃料，经济效益欠佳 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 7．下列叙述正确的是（　　） A．化学反应中都会放热 B．化学反应伴随着能量变化 C．在化学反应中只有燃烧放热 D．人类利用的热量都是通过化学反应获得的 B B 谢谢您的观看 THANKS 分层作业见见同课时word文档 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 $$