6.1.1 化学反应与热能-2024-2025学年高一化学人教版（2019）必修第二册

第六章 化学反应与能量 容山中学 化学科组 第一节 化学反应与能量变化 第1课时 化学反应与热能 主讲人：郭 静 目 录 CONTENTS 1 2 化学反应中的热量变化 化学反应中能量变化的原因 新课导入 能源、材料，信息被称为现代社会发展的三大支柱。能源是人类赖以生存和发展的重要资源。我们在生产、生活中所使用的能量绝大部分是由化学反应提供的，特别是煤、石油、天然气以及它们的制品燃烧所产生。随着社会的发展，人类活动对能源的消耗逐渐增多，尽管一些新能源被不断开发和利用，但是，由于对资源的不合理开发和利用从而引发了不可回避的能源危机已成为制约一个国家发展的瓶颈，今天我们以化学的眼光来研究有关能源问题。 任务一 体验、认识放热反应与吸热反应 思考：在日常生活中你见过哪些过程涉及到热量的变化？请举例说明。 如何通过实验说明反应中有热量变化？ 任务一 体验、认识放热反应与吸热反应 一、实验验证反应中热量变化 实 验 操 作 在一支试管中加入2 mL2 mol·L-1 的盐酸,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,测量溶液温度的变化 实 验 装 置 现象 镁条_________,产生大量气泡、温度计指示温度_____ 结论 该反应为_____反应。离子方程式为__________________ 逐渐溶解 升高 放热 Mg+2H+=Mg2++H2↑ 【实验6-1】 任务一 体验、认识放热反应与吸热反应 【实验6-2】 实 验 操 作 将20 gBa(OH)2·8H2O晶体研细后与10 g NH4Cl晶体一起放入烧杯,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 实 验 装 置 现象 有_______气味气体产生;用手摸烧杯底部有________感觉;用手拿起烧杯,木片黏结到烧杯的底部;烧杯内反应物成糊状 结论 该反应为_____反应。化学方程式:______________________________ 刺激性 冰凉 吸热 Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O 一、实验验证反应中热量变化 任务一 体验、认识放热反应与吸热反应 二、吸热反应与放热反应 类型 放热反应 吸热反应 概念 _____热量的化学反应 _____热量的化学反应 意义 实现了_____能转化为___能 实现了___能转化为_____能 释放 吸收 化学 热 热 化学 特别提醒： 吸热反应和放热反应均是化学反应。 NaOH固体溶于水、浓H2SO4溶于水，属于放热过程，不属于放热反应； NH4NO3固体溶于水，升华、蒸发属于吸热过程，不属于吸热反应。 任务一 体验、认识放热反应与吸热反应 试根据生活常识判断下列反应是放热反应还是吸热反应？ 放热反应 放热反应 吸热反应 请结合实验与所学知识，总结出有哪些常见的放热反应和吸热反应？ 任务一 体验、认识放热反应与吸热反应 放热反应 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 ①大多数分解反应 ②C＋CO2(或H2O) ③Ba(OH)2·8H2O＋NH4Cl (固态铵盐与碱的反应) ④NaHCO3与盐酸的反应 不一定 吸热反应一定需要加热？放热反应一定不需要加热吗？ 二、吸热反应与放热反应 学习评价 1. 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. 甲烷在氧气中的燃烧 8. 盐酸与氢氧化钠溶液反应 放热反应 放热反应 放热反应 放热反应 放热反应 吸热反应 吸热反应 吸热反应 学习评价 2. 将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。由此可知（ ） A.NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应 B.该反应中，热能转化为化学能 C.醋酸与NH4HCO3发生了复分解反应，该反应为吸热反应 D.该反应的离子方程式为：CO ＋2H＋===CO2↑＋H2O B 任务二 从微观角度认识化学反应中能量变化的根本原因 H2 + Cl2 2HCl 化学变化的实质 化学反应是一个旧的化学键发生断裂，新的化学键发生形成的过程 思考：化学反应过程中为什么会有能量变化？为什么有的化学反应释放热量，有的化学反应吸收热量？ 任务二 从微观角度认识化学反应中能量变化的根本原因 吸收436kJ能量 吸收243kJ能量 放出862kJ能量 1mol 2mol 1mol 2mol 2mol 2mol 思考：从吸收与放出的能量数据，你能推算出该反应是放热反应还是吸热反应吗？ E吸收 = 436 + 243 = 679 kJ E放出 = 431 × 2 = 862 kJ E吸＜ E放 放热反应 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。 任务二 从微观角度认识化学反应中能量变化的根本原因 反应物 旧化学键断裂 新化学键形成 生成物 吸收能量E1 放出能量E2 若E1>E2，吸热反应 若E1<E2，放热反应 1、化学反应的实质是原子(或原子团)的重新组合，即反应物中________的断裂和生成物中________的形成。 2、化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因，化学反应中的物质变化总会伴随着能量变化，通常主要表现为热量的释放或吸收。 旧化学键 新化学键 任务二 从微观角度认识化学反应中能量变化的根本原因 用图形表征化学反应中能量变化 反应进程 能量 H—H Cl—Cl H H Cl Cl 2 H—Cl 放热反应 断键吸收 成键释放 反应进程 能量 吸热反应 断键吸收 成键释放 2 H—Cl H H Cl Cl H—H Cl—Cl 任务三 从宏观角度认识化学反应中能量变化的决定因素 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。化学反应中的能量转化遵循能量守恒定律。 反应物的总能量高 化学反应 释放能量 生成物的总能量低 放热反应 反应物 生成物 能量 能量变化 放出热量 反应物总能量 生成物总能量 反应物总能量＞生成物总能量 反应物总能量 生成物总能量 热量 物质的能量越高越不稳定，能量越低越稳定 任务三 从宏观角度认识化学反应中能量变化的决定因素 生成物的总能量高 化学反应 吸收能量 反应物的总能量低 吸热反应 反应物 生成物 能量 能量变化 吸收热量 反应物总能量 生成物总能量 反应物总能量＜生成物总能量 反应物总能量 生成物总能量 热量 学习评价 3、一定条件下，石墨转化为金刚石要吸收能量。在该条件下，下列结论正确的是( )。 A.金刚石比石墨稳定 B.等质量的金刚石和石墨完全燃烧释放的热量相同 C.金刚石转化为石墨是吸热反应 D.1 molC(金刚石)比1 molC(石墨)的总能量高 D 学习评价 4. 下列反应中,属于氧化还原反应且反应前后能量变化如图所示的是 (　) A. 生石灰溶于水 B. 在人体组织里葡萄糖转化为CO2和H2O C. 高温条件下炭粉与二氧化碳的反应 D. Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl固体的反应 B 学习评价 5、化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成(或断开)1 mol化学键时释放(或吸收)的能量。已知白磷和P4O6的分子结构如图所示，现提供断裂(或形成)1 mol以下化学键的吸收(或放出)的能量(kJ):P—P:198，P—O:360，O＝O:498，则反应P4(白磷)+3O2==P4O6生成1 mol P4O6 (　　) A.放出1 638 kJ热量　 B.吸收1 638 kJ热量 C.放出126 kJ热量 D.吸收126 kJ热量 A 任务四 认识新能源 一、人类利用能源的三个阶段 柴火 煤、石油、天然气等化石燃料 新能源 柴草时期 化石能源时期 多能源结构时期 任务四 认识新能源 二、化石燃料利用过程面临的问题 储量有限，短期内不可再生 影响环境 煤、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。 任务四 认识新能源 三、人类对能源的利用 太阳能、风能、地热能、海洋能、氢能等 提高燃料的燃烧效率 提高能源利用率 太阳能 风能 地热能 解决办法 节能 寻找新能源 改进锅炉的炉型和燃料空气比、清理积灰等方法 使用节能灯,改进电动机的材料和结构,能源循环利用 学习评价 6. 下列有关新能源的说法不正确的是(　　) A．绿色植物通过光合作用将光能转化为生物质能 B．风能、太阳能是清洁能源 C．氢能目前难以被广泛利用的主要原因是其燃烧所放出的能量低于相同质量的化石燃料 D．开发生物质能有利于环境保护和经济可持续发展 C 课堂小结 实验验证反应中热量变化 盐酸与镁的反应 氢氧化钡与氯化铵的反应 吸热反应与放热反应 化学反应中能量变化的原因 微观角度——化学键 宏观角度——物质的能量 人类对能源的利用 现阶段人类获取热能的主要途径 化石燃料利用过程面临的问题 解决办法 化学反应与热能 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$