第六章化学反应与能量整理与提升-课件- 2024-2025学年下学期高一化学同步课件(人教版必修第二册)

第六章 化学反应与能量 整理与提升 课堂总结与练习 03 本章整理与提升 02 目录 Contents 课程标准与核心素养 01 课程标准与核心素养 01 课程标准 认识物质具有能量，认识吸热反应与放热反应，了解化学反应体系能量改变与化学键的断裂和形成有关。能基于化学键解释某些化学反应的热效应。 知道化学能与热能、电能等可以相互转化，从能量转化的角度认识化学反应的基本特征。了解化学能转化为电能的装置，能分析原电池的工作原理，体会化学在解决能源问题中的重要作用。 核心素养 变化观念与平衡思想 宏观辨识与微观探析 证据推理与模型认知 科学探究与创新意识 科学态度与社会责任 课程标准 了解化学反应速率的概念和表示方法，通过实验探究影响化学反应速率的因素，认识化学反应的限度，了解化学平衡状态的特征，能判断化学反应是否达到平衡状态。知道化学反应条件的控制在生产和科学研究中的重要作用。 核心素养 变化观念与平衡思想 宏观辨识与微观探析 证据推理与模型认知 科学探究与创新意识 科学态度与社会责任 本章整理与提升 02 化学能与热能 化学反应 物质变化 能量变化 反应物 生成物 旧化学键的断裂 新化学键的断裂 吸收能量 放出能量 化学能与热能 化学反应中有新物质的生成，同时反应过程中伴随着热量的吸收或释放 把释放热量的反应称为放热反应 把吸收热量的反应称为吸热反应 化学能与热能 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 ②铵盐与碱的反应，如Ba(OH)2·8H2O或Ca(OH)2与NH4Cl反应 ③以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应，如C与H2O(g)反应，C与CO2反应 ④NaHCO3与盐酸的反应 化学能与热能 微观探析：化学反应中存在热量变化 化学反应中能量变化的实质原因 反 应 物 旧化学 键断裂 新化学 键形成 吸收能量 释放能量 生 成 物 决定 能 量 变 化 释放能量大于吸收能量：放热反应 吸收能量大于释放能量：吸热反应 注：键能越大，化学键越 ，分子越 。 牢固 稳定 化学能与热能 宏观表征：化学反应中存在热量变化 反应物的总能量高 生成物的总能量低 生成物的总能量高 反应物的总能量低 吸热反应 放热反应 释放能量 吸收能量 放热反应：反应物的总能量 > 生成物的总能量 吸热反应：反应物的总能量 < 生成物的总能量 化学能与热能 宏观表征：化学反应中存在热量变化 生成物 反应物 的总能量 生成物 的总能量 能量 能量 生成物 反应物 图1 生成物 的总能量 反应物 反应物 的总能量 图2 吸收热量 放出热量 化学能与电能 化学能 燃料燃烧 热能 蒸汽轮机 机械能 发电机 电能 火力发电：化学能经过一系列能量转化过程，间接转化为电能。 ？ 化学电源 化学能与电能 氧化反应 Zn-2e=Zn2+ 铜锌原电池 电解质溶液 失e，沿导线传递，有电流产生 还原反应 2H++2e- =H2↑ 阴离子 阳离子 负极 正极 阳离子 原电池的工作原理 化学能与电能 构造方面 电极反应 电子流向 反应现象 离子移动 较不活泼的金属或者导电的非金属 正极 负极 还原反应 电子流入 电极增重或有气体产生 阳离子移向 较活泼的金属 氧化反应 电子流出 不断溶解 阴离子移向 e 原电池的正负极的判断 化学反应速率 (1)表示方法 通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。 (2)数学表达式及单位 v＝，单位为mol·L－1·min－1或mol·L－1·s－1。 (3)化学反应速率与化学计量数的关系 同一反应在同一时间内，用不同物质来表示的反应速率可能不同，但反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量数之比。如在反应aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)中，存在v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d 化学反应速率 化学反应速率 易错提醒 (1)化学反应速率是某一段时间内的平均速率，而不是瞬时速率。 (2)进行化学反应速率的相关计算时，不能用某物质的物质的量代替其物质的量浓度，比较速率大小时易忽视各物质的反应速率的单位是否一致，单位书写是否正确。 (3)一般不用纯固体或纯液体物质的变化来表示化学反应速率，但若将固体颗粒变小(增大固体的接触面积)，则化学反应速率会加快。 化学反应速率 模型建构 ：“三段法”计算化学反应速率 (1)写出有关反应的化学方程式； (2)标出各物质的起始量、变化量、某时刻量； (3)根据已知条件列方程式计算。 例： m A + n B p C + q D 起始： a b 0 0 变化： mx nx px qx 某时刻：a - mx b - nx 0+px 0+qx 步骤 化学反应速率 模型建构 ：“三段法”计算化学反应速率 ①变化量与方程式中各物质的化学计量数成比例 ②这里a、b可指 物质的量、浓度、体积等 ③反应物：某时刻量＝起始量－变化量 生成物：某时刻量＝起始量＋变化量 ④转化率α α(A)= A的变化量 A的起始量 ×100% 关系 化学反应速率 影响化学反应速率的外因 外界条件的影响 浓度 增大反应物浓度，反应速率增大；反之，减小 温度 升高温度，反应速率增人；反之，减小 压强 对于有气体参加的反应，增大压强，反应速率增大；反之,减小 催化剂 使用催化剂，反应速率增大 其他 增大固体表面积、光照、超声波等,能够增大反应速率 化学反应限度 化学平衡状态 化学平衡：如果外界条件(温度、浓度、压强等)不发生改变，当可逆反应进行到一定程度时，正反应速率与逆反应速率相等，反应物的浓度与生成物的浓度都不再改变，达到一种表面静止的状态，称为化学平衡状态，简称化学平衡。 化学反应限度 化学平衡状态的建立 逆 定 动 等 变 化学平衡状态研究的对象是可逆反应 达到化学平衡状态后，各组分浓度不再改变，不随时间变化而变化 达到化学平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等 化学平衡是一种表面静止状态，反应并未停止，是一种动态平衡 外界条件改变时，原平衡状态将被打破，再在新条件下建立新的平衡 化学反应限度 化学平衡状态的判定 ⑴直接标志： ①平衡的本质（v(正)=v(逆)） a、同一物质，v消=v生(消耗速率等于生成速率) b、在化学方程式同一边的不同物质生成速率与消耗速率之比等于化学计量数之比； c、在化学方程式两边的不同物质生成(或消耗)速率之比等于化学计量数之比。 同侧异向，异侧同向，比列计算 化学反应限度 化学平衡状态的判定 ⑴直接标志： ①从组分含量来判断 达平衡时各物质的含量（质量分数、物质的量分数、体积分数）及各物质的浓度、质量、物质的量均不再变化。 化学反应限度 化学平衡状态的判定 ⑵间接标志——物理量变化 (1)选变量 选定反应中“变量”，即随反应进行而变化的量，当变量不再变化时，反应已达平衡。 (2)常见的变量 ①气体的颜色；②对于气体体积有变化的反应→恒压反应时的体积、恒容反应时的压强；③对于反应体系中全部为气体，且气体物质的量有变化的反应→混合气体的平均相对分子质量；④对于反应体系中不全部为气体的反应→恒容时混合气体的密度等。 课堂总结与练习 03 课后作业 1.“太阳能燃料”国际会议于2019年10月在我国武汉举行，旨在交流和探讨太阳能光催化分解水制氢、太阳能光催化二氧化碳转化为燃料等问题。下列说法错误的是 A.太阳能燃料属于一次能源 B.直接电催化CO2制取燃料时，燃料是阴极产物 C.光催化分解水产生的H2是理想的绿色能源 D.研发和利用太阳能燃料，有利于经济的可持续发展 √ 课后作业 2.丙烷与溴原子能发生以下两种反应： ①CH3CH2CH3(g)＋Br·(g)―→CH3CH2CH2·(g)＋HBr(g) 反应过程的能量变化如图所示。下列说法不正确的是 A.反应①与②均为吸热反应 B.反应②使用了催化剂 √ 课后作业 3.科学家用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如图。 回答下列问题： (1)从状态Ⅰ到状态Ⅲ为 (填“吸热”或“放热”)反应。 放热 课后作业 (2)从状态Ⅰ到状态Ⅱ需要 (填“吸收”或“释放”)能量，CO分子 (填“是”或“否”)需要断键形成C和O。 (3)从状态Ⅱ到状态Ⅲ形成的化学键是 。 (4)将相同物质的量的CO转化为CO2，CO与O比CO与O2反应放出的热量 (填“多”或“少”)，可能的原因是 。 (5)由该反应过程可知，在化学反应中，旧化学键 (填“一定”或“不一定”)完全断裂，但一定有新化学键的 。 吸收 否 碳氧双键(或C==O) 多 CO与O2反应生成CO2需要先吸收能量断裂O2分子中的共价键 不一定 形成 课后作业 4.火星大气中含有大量CO2，一种有CO2参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池以金属钠为负极，碳纳米管为正极，放电时 A.负极上发生还原反应 B.CO2在正极上得电子 C.阳离子由正极移向负极 D.将电能转化为化学能 √ 课后作业 5.化学电源在日常生活和高科技领域中都有广泛应用。 下列说法不正确的是 A.甲：Zn2＋向Cu电极方向移动，Cu电极附近 溶液中H＋浓度增加 B.乙：正极的电极反应式为Ag2O＋2e－＋H2O ===2Ag＋2OH－ C.丙：锌筒作负极，发生氧化反应，锌筒会变薄 D.丁：使用一段时间后，电解质溶液的酸性减弱， 导电能力下降 √ 课后作业 6. 海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂-海水电池构造示意图如下。下列说法错误的是 A.海水起电解质溶液作用 B.N极仅发生的电极反应：2H2O＋2e－===2OH－＋H2↑ C.玻璃陶瓷具有传导离子和防水的功能 D.该锂-海水电池属于一次电池 √ 课后作业 7.为了研究一定浓度Fe2＋的溶液在不同条件下被氧气氧化 的氧化率，实验结果如图所示，判断下列说法正确的是 A.pH越小，氧化率越小 B.温度越高，氧化率越小 C.Fe2＋的氧化率仅与溶液的pH和温度有关 D.实验说明降低pH、升高温度有利于提高Fe2＋的氧化率 √ 课后作业 7.在温度不变的条件下，在恒容的容器中进行下列反应：N2O4(g) 2NO2(g)，若N2O4的浓度由0.1 mol·L－1降到0.07 mol·L－1需要15 s，那么N2O4的浓度由0.07 mol·L－1 降到0.05 mol·L－1所需的反应时间 A.等于5 s B.等于10 s C.小于10 s D.大于10 s √ 课后作业 8.对于化学反应：3W(g)＋2X(g)===4Y(g)＋3Z(g)，下列反应速率关系正确的是 A.v(W)＝3v(Z) B.2v(X)＝3v(Z) C.2v(X)＝v(Y) D.3v(W)＝2v(X) √ 课后作业 9.已知：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===2MnSO4＋K2SO4＋10CO2↑＋8H2O。某化学小组欲探究H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应过程中浓度、温度对化学反应速率的影响，进行了如下实验(忽略溶液体积变化)： 编号 0.01 mol·L－1酸性KMnO4溶液体积/mL 0.1 mol·L－1 H2C2O4溶液体积/mL 水的体积/mL 反应温度/℃ 反应时 间/min Ⅰ 2 2 0 20 2.1 Ⅱ V1 2 1 20 5.5 Ⅲ V2 2 0 50 0.5 课后作业 下列说法不正确的是 A.V1＝1，V2＝2 B.设计实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究温度对反应速率的影响 C.实验计时是从溶液混合开始，溶液呈紫红色时结束 D.实验Ⅲ中用酸性KMnO4溶液的浓度变化表示的反应速率v(KMnO4)＝0.01 mol·L－1· min－1 √ 课后作业 10．在体积为2L的恒容绝热密闭容器中投入1molA和1molB，发生反应A(s)＋B(g) C(g)  ΔH＜0，2min后达到平衡，此时容器内有0.3molC。下列说法不正确的是(    ) A．若容器内混合气体压强不变，则反应达到平衡状态 B．单位时间内n(B)消耗= n(C)生成 生成时，则反应达到平衡状态 C．若开始时在该容器中投入1molA和2molB，则平衡时B的转化率小于30% D．若将容器的体积压缩到原来的一半，正逆反应速率都增大 √ 课后作业 11．异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品，150℃时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示，15 h后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是(    ) A．3h时，反应②正、逆反应速率相等 B．该温度下的平衡常数：①>② C．0~3h平均速率(异山梨醇) 0.014mol·kg-l·h-l   D．反应②加入催化剂不改变其平衡转化率 √ 谢谢大家 POWERPOINT DESIGN ②CH3CH2CH3(g)＋Br·(g)―→CH3HCH3(g)＋HBr(g) C.产物中CH3CH2CH2·(g)的含量比CH3HCH3(g)低 D.CH3CH2CH2·(g)转变为CH3HCH3(g)放出热量  $$