第6章 第1节 第1课时 化学反应与热能(课件PPT)-【精讲精练】2024-2025学年高中化学必修第二册（人教版2019 单选版）

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 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 知识整合 新知探究 01 随堂演练 知识落实 02 课时作业 知能达标 03 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 01 知识整合 新知探究 栏目导航 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 手感到热 升高 放出 Mg＋2HCl=== MgCl2＋H2↑ 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 发凉 粘在一起 吸收 Ba(OH)2·8H2O＋ 2NH4Cl===BaCl2＋ 2NH3↑＋10H2O 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 释放 吸收 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 断裂 形成 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 吸收 放出 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 吸收 放出 吸收 放出 断裂与形成 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 放出 吸收 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 物质的燃烧 化石燃料 粉尘、SO2、NOx、CO 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 太阳能、风能、 地热能、海洋能和氢能 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 02 随堂演练 知识落实 栏目导航 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 03 课时作业 知能达标 栏目导航 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 谢谢观看 栏目导航 第六章　化学反应与能量 1 素养目标 1．认识物质具有能量，认识吸热反应与放热反应，理解化学反应中能量改变与化学键的断裂和形成有关，培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。 2．知道化学反应可以实现化学能与其他能量形式的转化，体会提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料的重要性，培养科学态度与社会责任的化学核心素养。 知识点一　放热反应和吸热反应 化石燃料燃烧会释放大量的热，除了燃烧，其他的化学反应也伴随着放热或吸热现象。 1．实验探究 实验操作 实验现象 结论 反应方程式 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 ______________ ______________ 闻到刺激性气味，烧杯壁________，玻璃片和烧杯____________，混合物呈糊状 该反应 ______ 热量 _________________ _________________ _________________ 2．概念 (1)放热反应：________热量的化学反应称为放热反应；如镁条、铝片与盐酸反应，木炭、氢气、甲烷的燃烧等。 (2)吸热反应：________热量的化学反应称为吸热反应；如氢氧化钡与氯化铵的反应、盐酸与碳酸氢钠的反应、灼热的炭与CO2的反应等。 1．氢氧化钠固体溶于水放出大量的热，该过程是放热反应吗？ 提示　不是；因为NaOH固体溶于水不是化学反应，过程中尽管放出热量，但不属于化学反应。 2．加热条件下进行的反应是否一定是吸热反应？常温下进行的反应是否一定是放热反应？ 提示　都不一定；化学反应是吸热还是放热，与反应条件无关，常温下进行的反应有的是吸热反应(如氢氧化钡与NH4Cl的反应)；有的是放热反应(如NaOH与盐酸的反应)。 加热条件下进行的反应有的是吸热反应(如灼热碳与CO2的反应)；有的是放热反应(如碳与氧气加热条件下的反应)。 1．关于吸热反应和放热反应的易错点 (1)三个“不一定”。 ①需加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如碳和氧气的反应； ②放热反应常温下不一定容易发生； ③吸热反应也不一定需要加热，如Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体的反应。 (2)吸热反应和放热反应都是化学变化，如升华、蒸发等过程是吸热过程，但不是吸热反应。 2．常见的放热反应和吸热反应 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 ⑥铝热反应 ①大多数分解反应 ②铵盐与碱的反应，如Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体反应 ③以C、H2、CO为还原剂的部分氧化还原反应 ④NaHCO3与盐酸的反应 1．(2024·辽宁高一段考)下列过程属于吸热反应的是(　　) A．浓硫酸溶于水 B．硝酸铵溶于水 C．碳酸氢钠溶于盐酸 D．铁粉溶于盐酸 解析　A．浓硫酸溶于水是放热的物理过程；B.硝酸铵溶于水是吸热的物理过程；C.碳酸氢钠与盐酸反应属于吸热反应；D.铁粉溶于盐酸是放热反应。 答案　C 2．下列说法正确的是(　　) A．Fe与S在加热条件下才能发生反应，所以该反应属于吸热反应 B．HNO3、H2SO4分别与NaOH溶液反应都放出热量 C．分解反应都是吸热反应，化合反应都是放热反应 D．合成氨的反应是放热反应，所以N2与其他物质的反应也是放热反应 解析　Fe与S虽然需加热才能发生反应，但反应开始后，停止加热，反应能继续进行，加热只是为了引发反应，所以该反应是放热反应，A错误；中和反应都是放热反应，B正确；分解反应不一定是吸热反应，如H2O2的分解反应就是放热反应，化合反应也不一定是放热反应，如CO2与C的反应就是吸热反应，C错误；与N2反应的物质不同，能量变化也不同，不能根据合成氨反应的能量变化来类推N2与其他物质反应的能量变化，如N2和O2在放电条件下生成NO就是吸热反应，D错误。 答案　B 知识点二　化学反应中能量变化的原因 1．化学反应中能量变化的原因——微观角度 (1)化学反应的实质 原子之间重新组合，是反应物中旧化学键________和生成物中新化学键________的过程。 (2)化学反应中能量变化的原因 ①变化原因 ②实例 a．断裂1 mol H—H键(H—H→2H)________436 kJ能量，形成1 mol H—H键(2H→H—H)________436 kJ能量； b．断裂4 mol C—H键(CH4→C＋4H)________1 660 kJ能量，形成1 mol C—H键(C＋H→C—H)________415 kJ能量。 ③结论 化学反应中能量变化的主要原因是化学键的______________。 2．化学反应中能量变化的决定因素——宏观角度 (1)物质的稳定性与能量的关系 (2)物质的能量(E)与反应放出、吸收能量的关系 ①E(反应物)＞E(生成物)⇒化学反应________能量。 ②E(反应物)＜E(生成物)⇒化学反应________能量。 ③结论：化学反应中的能量变化取决于反应物总能量与生成物总能量的相对大小。 (3)图示 INCLUDEPICTURE"172A.TIF" 　 1．已知：C(金刚石)===C(石墨)放出1.9 kJ的热量，等质量的金刚石和石墨相比较，哪种物质本身具有的能量低？哪种物质更稳定？ 提示　石墨具有的能量低，石墨更稳定。 2．已知反应A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，反应过程中的能量变化如图所示，回答下列问题。 (1)该反应是吸热还是放热反应？该条件下，1 mol 气体A和1 mol 气体B反应放出或吸收的热量与E1、E2什么关系？ 提示　吸热反应。吸收的热量为E1－E2。 (2)化学反应的本质为化学键的断裂和形成，从此角度分析E1、E2的含义是什么？ 提示　E1为反应物中化学键断裂吸收的能量，E2为生成物中化学键形成放出的能量。 3．已知2 mol氢气完全燃烧生成气态水时放出热量484 kJ。其他相关数据如下表。 化学键 O===O(g) H—H(g) H—O(g) 1 mol化学键断裂时需要吸收的能量/kJ 496 x 463 则x＝__________。 提示　436　由题意知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)，2 mol H2完全燃烧生成气态水放出484 kJ热量。则2x kJ·mol－1＋496 kJ·mol－1－4×463 kJ·mol－1＝－484 kJ·mol－1，解得x＝436。 化学反应中的能量变化 1．化学反应中能量变化的原因易错点归纳 (1)化学反应在物质变化的过程中一定伴随着能量变化，且遵循能量守恒定律。 (2)根据图示只能比较反应物的总能量和生成物的总能量高低，不能比较某种反应物与某种生成物的能量高低。 (3)一般情况下，物质具有的能量越低，物质的稳定性越强，物质具有的能量越高，物质的稳定性越弱。 2．计算公式 用Q(吸)表示反应物分子化学键断裂时吸收的总能量，Q(放)表示生成物分子化学键形成时放出的总能量。 ΔQ＝Q(吸)—Q(放)eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(ΔQ<0，为放热反应,ΔQ>0，为吸热反应)) 1．已知反应A＋B===C＋D的能量变化如图所示，下列说法正确的是(　　) A．该反应为吸热反应 B．A物质的能量一定低于C物质的能量 C．该反应只有在加热条件下才能发生 D．反应物的总能量高于生成物的总能量 解析　根据题意可知，A、B为反应物，C、D为生成物，反应物的总能量低于生成物总能量，故该反应为吸热反应，A正确，D不正确；反应为吸热反应，可知A、B的总能量低于C、D的总能量，但不能确定A物质能量和C物质能量的相对大小，B不正确；化学反应中的能量变化与是否需要加热无关，C不正确。 答案　A 2．(2023·山西临汾高一期中)分析下图， 下列说法正确的是(　　) A．HCl分解为H2与Cl2时放出热量 B．断开1 mol HCl中化学键时吸收热量431 kJ C．甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为丙>乙>甲 D．1 mol H2和1 mol Cl2的总能量小于2 mol HCl的能量 解析　根据图可知，1 mol H2和1 mol Cl2断裂化学键吸收的热量为436 kJ＋243 kJ＝679 kJ，形成2 mol HCl时释放862 kJ热量，故H2和Cl2反应生成HCl放出能量，则1 mol H2和1 mol Cl2的总能量大于2 mol HCl的能量，HCl分解为H2与Cl2时需要吸收热量，甲到乙吸收热量，乙到丙放出热量，甲到丙放出热量，甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为乙> 甲>丙；故选B。 答案　B 3．常温下，1 mol化学键分解成气态原子所需要的能量用E表示，结合表中信息判断下列说法错误的是(　　) 共价键 H—H F—F H—F H—Cl H—I E(kJ/mol) 436 157 568 432 298 A．1 mol HI(g)具有总能量为298 kJ B．表中最稳定的共价键是H—F键 C．1 mol HCl(g)分子分解成气态H原子和Cl原子，吸收432 kJ能量 D．反应：HF(g)===eq \f(1,2)H2(g)＋eq \f(1,2)F2(g),每消耗1 mol HF(g),吸收271.5 kJ能量 解析　1 mol化学键分解成气态原子所需要的能量即断裂1 mol化学键吸收的能量，与物质具有的能量不是同一概念，A错误；H—F键分解为气态原子需要吸收的能量最多，也最稳定，B正确；1 mol HCl分子分解为氢原子和氯原子的过程中，断裂1 mol H—Cl键，吸收432 kJ能量，C正确；化学反应发生时，反应物化学键断裂吸收能量，生成物化学键形成释放能量，反应HF(g)===eq \f(1,2)H2(g)＋eq \f(1,2)F2(g)，每消耗1 mol HF(g)，能量变化为568 kJ－eq \f(436 kJ,2)－eq \f(157 kJ,2)＝271.5 kJ，即吸收271.5 kJ 能量，D正确。 答案　A 知识点三　人类对能源的利用 1．现阶段人类获取热能的主要途径是______________；利用最多的常规能源是____________(煤、石油和天然气)。 2．化石燃料利用过程中面临的问题 (1)化石燃料短期内不可再生，储量有限。 (2)煤、石油产品燃烧排放的__________________________等是大气污染物的主要来源。 3．节能减排的措施 (1)燃料燃烧阶段提高燃料的燃烧效率。 (2)能量利用阶段提高能源的利用率。 (3)开发使用新能源，目前人们比较关注的新能源有________________ ______________________等。 日常生产、生活中常常采用多种能源，请判断下列能源哪些为清洁能源？ ①煤　②石油　③天然气　④太阳能　⑤水能 ⑥氢能　⑦核能　 ⑧风能　⑨地热能 提示　④⑤⑥⑦⑧⑨。清洁能源，即绿色能源，是指不排放污染物、能够直接用于生产生活的能源。 1．人类将在未来几十年逐渐由“碳素燃料文明时代”过渡至“太阳能文明时代”(包括风能、生物质能等太阳能的转换形态)，人们将适应“低碳经济”和“低碳生活”。下列说法错误的是(　　) A．研究菠菜蛋白质“发电”不属于“太阳能文明” B．发展太阳能经济可以减缓温室效应 C．植物进行光合作用是将太阳能转化为化学能 D．石油和天然气都属于碳素燃料 解析　研究菠菜蛋白质“发电”属于“太阳能文明”，A错误；发展太阳能经济，能减少CO2的排放，减缓温室效应，B正确。 答案　A 2．在人类生产、生活对能量的需求日益增长的今天，研究化学反应及其能量变化，对合理利用常规能源和开发新能源具有十分重要的意义。能源是人类赖以生存和发展不可缺少的因素。请完成下列问题： (1)矿物能源是现代人类社会赖以生存的重要物质基础。目前，全球仍主要处于化石能源时期。下列不属于化石能源的是____________(填字母，下同)。 A．石油 B．煤 C．天然气 D．生物质能 (2)下列对能源的看法合理的是____________。 A．化石能源属于不可再生能源，只会越用越少 B．生物质能是一种可再生能源，有广泛的前景 C．太阳能、氢能、核能、地热能都属于新能源 D．我国人口众多、资源相对匮乏、环境承载能力较弱，因此要建设节约型社会 答案　(1)D　(2)ABCD 1．新能源的开发利用是人类社会可持续发展的重要课题。下列属于新能源的是(　　) A．氢气 B．煤炭 C．天然气 D．石油 解析　根据能源的分类进行分析，煤、石油、天然气属于不可再生能源，而太阳能、风能、核能、地热能、氢能等属于可再生能源，即新能源。 答案　A 2．(2023·重庆高一期中)下列说法正确的是(　　) A．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 B．反应放出或吸收热量的多少与反应物和生成物所具有总能量的相对大小有关 C．已知C(s，金刚石)===C(s，石墨)为放热反应，说明金刚石比石墨更稳定 D．化学反应过程中，断键放热成键吸热是能量变化的主要原因 解析　铝热反应需要加热才能进行但却是放热反应，A错误；金刚石转化为石墨为放热反应，说明石墨能量低于金刚石，因此石墨更稳定，C错误；化学反应过程中，断键吸热，成键放热，D错误。 答案　B 3．(2024·福建泉州高一段考)下列反应既属于氧化还原反应，又是放热反应的是(　　) A．镁条与盐酸反应 B．稀硫酸与NaOH溶液反应 C．生石灰溶于水 D．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应 解析　镁条与盐酸反应有元素化合价改变，属于氧化还原反应，且反应放热，故选A; 稀硫酸与NaOH溶液反应、生石灰溶于水生成Ca(OH)2、Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应都没有元素化合价改变，不属于氧化还原反应；故选A。 答案　A 4．已知断裂1 mol共价键所需要吸收的能量分别为H—H：436 kJ，I—I：151 kJ，H—I：299 kJ，下列对H2(g)＋I2(g)eq \o(,\s\up17(△),\s\do15(　))2HI(g)的反应类型判断错误的是(　　) A．放出能量的反应 B．吸收能量的反应 C．氧化还原反应 D．可逆反应 解析　依题意，断裂1 mol H—H键和1 mol I—I键吸收的能量为436 kJ＋151 kJ＝587 kJ，生成2 mol H—I键放出的能量为299 kJ×2＝598 kJ，因为598 kJ>587 kJ，所以，该反应的正反应是放出能量的反应，即该反应是放出能量的反应；根据反应式可知该反应是可逆反应，也是氧化还原反应。 答案　B 5．化学反应中伴随着能量变化，探究各种能量变化是一永恒的主题。 (1)下列变化属于放热反应的是____________(填字母，下同)。 a．生石灰溶于水 b．氢氧化钠固体溶于水 c．氢气与氯气化合 d．氯化铵固体与氢氧化钡晶体混合搅拌 e．过氧化钠溶于水 (2)下列图像分别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正确的是____________。 a．等质量的石墨和金刚石完全燃烧释放的热量相同 b．白磷和红磷互为同素异形体，相同条件下白磷比红磷稳定 c．1 mol N2(g)和1 mol O2(g)具有的总能量小于2 mol NO(g)具有的总能量 解析　(1)b.氢氧化钠固体溶于水是放热过程，不是放热反应；d.氯化铵固体与氢氧化钡晶体混合搅拌是吸热反应；答案为：ace。 (2)a.等质量的石墨和金刚石完全燃烧，金刚石燃烧释放的热量大于石墨燃烧释放的热量，故a错误；b.根据能量越低越稳定，则相同条件下红磷比白磷稳定，故b错误；c.1 mol N2(g)和1 mol O2(g)的总键能大于2 mol NO(g)的总键能，因此1 mol N2(g)和1 mol O2(g)具有的总能量小于2 mol NO(g)具有的总能量，故c正确。 答案　(1)ace　(2)c $$