6.1 化学反应与能量变化 第1课时——化学反应与热能 课件-2024-2025学年高一下学期化学人教版必修第二册

人教版·必修·第二册 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 【学习目标与核心素养】 学习目标 1. 理解化学反应中能量变化的主要原因——化学键的断裂和形成。 2. 知道化学反应中的能量变化和物质具有的能量之间的关系。 3. 了解吸热反应和放热反应的概念，熟知常见的吸热反应和放热反应。 核心素养 1. 宏观辨识：理解化学反应中能量的变化取决于反应物与生成物的总能量的相对大小。 2. 微观探析：从化学键的断裂和形成上认识化学能量与化学变化的本质。 【实验6—1】实验步骤： 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。 2. 再向试管中放入用砂纸打磨光亮的镁条，观察现象，并测量溶液温度的变化。 注意：盐酸用量大约为2 ml，切不可过多，防止反应剧烈使酸液冲出试管 【实验探究】 （反应离子方程式为_________________________） 实验操作 实验现象 实验结论 Mg+2H+ === Mg2++H2↑ 镁条逐渐溶解 产生大量气泡 温度计指示温度升高 该反应产生气体，释放热量 【实验探究】 【实验6—2】实验步骤： 将20 g Ba(OH)2•8H2O晶体研细后与10 g 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。观察现象。 注意：强碱Ba(OH)2•8H2O有毒，不要用手直接接触 （反应方程式为： ______________________________________________） 实验操作 实验现象 实验结论 Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl === BaCl2＋2NH3↑＋10H2O 有刺激性气味气体产生 用手摸烧杯底部有冰凉的感觉 该反应产生氨气和水，吸收热量 用手拿起烧杯，木片黏结到烧杯的底部 一、吸热反应与放热反应 放热反应： 吸热反应： 把释放热量的化学反应称为放热反应。 把吸收热量的化学反应称为吸热反应。 1．放热反应和吸热反应 注：吸热反应和放热反应属于化学反应，一些物质溶于水，也会有吸热和放热现象：浓H2SO4、NaOH(s)等溶于水要放热 ；NH4NO3(s)、KNO3(s)、NH4Cl(s)等溶于水要吸热 ，但不能说是放热反应和吸热反应。 2. 常见的吸热反应和放热反应 放热反应 吸热反应 ① 燃烧（包括爆炸）　 ② 酸碱中和　 ③ 活泼金属与水/酸　 ④ 活泼金属氧化物与水/酸　 ⑤ 铝热反应 ⑥ 大多数化合反应 ⑦ 物质的缓慢氧化 ⑧ 少数的分解反应： ① 大多数分解反应 ② 铵盐与碱的反应 如: Ba(OH)2·8H2O + NH4Cl ③ 以C、H2、CO为还原剂的反应 如:C+H2O(g)==CO+H2 ④盐酸和碳酸氢钠的反应； ⑤少数的化合反应： 高温 C + CO2=== 2CO 放电或高温 N2 + O2 ====== 2NO 如: Mn2O 2H2O2 === 2H2O + O2↑ 如: △ 2HI(g) H2 (g)+ I2(s) 做一做：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 做一做：2.下列反应中，属于放热反应的是____________________，属于吸热反应的是__________(填序号)。 ①煅烧石灰石(主要成分是CaCO3)制生石灰(CaO)　②燃烧蜂窝煤取暖　 ③炸药爆炸 ④硫酸与氢氧化钾溶液反应　 ⑤生石灰与水作用制熟石灰　 ⑥食物腐败 ⑦碳与水蒸气反应制得水煤气 ②③④⑤⑥ ①⑦ 【思考与交流】 化学反应过程中为什么会有能量的变化？为什么有的化学反应释放热量，有的化学反应吸收热量？ 以氢气在氯气中燃烧为例，用化学键的观点分析： H · ·· · Cl ·· ： ＋ → Cl ·· ·· H ·· ·· H—H Cl —Cl H—Cl 断开 断开 H2 + Cl2 === 2HCl 点燃 化学反应本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。 形成 吸收能量 吸收能量 放出能量 化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因 （1）微观层面——反应物、生成物的键能 3. 化学反应中能量变化的原因 E （kJ/mol） 反应历程 H2 + Cl2 2H + 2Cl 2HCl △E = 183 kJ/mol 436 kJ/mol (H2) 243 kJ/mol (Cl2) 2×431 kJ/mol = 862 kJ/mol 以 H2 + Cl2 === 2HCl 反应为例： 点燃 旧化学键 断 裂 新化学键 形 成 吸收 能量 E1 释放 能量E2 反应物 生成物 化学反应 当 E1>E2 为吸热反应 当 E1<E2 为放热反应 能量守恒： 放热反应： 吸热反应： 微观解释：化学反应是放出能量还是吸收能量，取决于反应物中化学键断裂吸收的总能量和生成物中化学键形成所放出的总能量的相对大小 形成新键放出的总能量>断键吸收的总能量 形成新键放出的总能量<断键吸收的总能量 反应物的总能量高 生成物的总能量低 放出能量 生成物的总能量高 反应物的总能量低 化学反应 化学反应 吸收能量 放热 吸热 （2）宏观层面——反应物、生成物具有的能量 图示： 反应物的总能量 > 生成物的总能量 宏观解释：任何物质在一定的条件下都具有一定的能量，化学反应是放出能量还是吸收能量取决于反应物总能量与生成物总能量的相对大小 放热反应 吸热反应 反应物的总能量 < 生成物的总能量 放热反应 能量 能量 反应物 反应物 生成物 生成物 反应过程（I） 反应过程（II） 放热反应 吸热反应 C 做一做：3. 化学反应A2＋B2 === 2AB 的能量变化如图所示，则下列说法正确 的是(　　) A．该反应是吸热反应 B．断裂1 mol A-A键和1 mol B-B键放出x kJ的能量 C．断裂2 mol A-B键需要吸收y kJ的能量 D．2 mol AB的总能量高于1 mol A2和1 mol B2的总能量 做一做：4. 如图所示，对于A生成C 的反应，下列所得结论正确的是 (　　 ) A．该反应为吸热反应 B．该反应进行时，一定有能量放出 C．A 物质比C 物质稳定 D．该反应肯定很容易，不需要加热就可以进行 B 4. 能源的利用 （1）人类利用能源的三个阶段： 时期、 时期和 时期。 柴草 化石能源 多能源结构 （1）人类利用能源的三个阶段： 时期、 时期和 时期。 柴草 化石能源 多能源结构 （2）面临两个问题 ① 短期内不可再生，储量有限 ② 煤和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。 地热能 （3）解决方法 ① 节能减排 ② 开发利用新能源 太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等 做一做：5. 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　 【思考与讨论】 煤、汽油和柴油等作为燃料大量使用会造成空气污染，但不使用它们又会严重影响现代社会的生产和生活。对此，请从社会不同人群的角度，提出你的想法或建议，并与同学讨论。 能量变化 化学能转化为热能 放热 反应 吸热 反应 类型 反应物的总能量大于生成物的总能量 反应物的总能量小于生成物的总能量 遵循能量守恒原 理 能量 利用 燃料充分燃烧 新能源的开发 减少污染 【小结】 【课堂练习】 1.下列说法正确的是（ ） ①需要加热才能发生的反应一定是吸热反应　②放热反应在常温下一定很容易发生　③反应是放出能量还是吸收能量必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小　④有的放热反应加热到一定温度引发后，停止加热反应也能继续进行 A.只有③④ B.只有①② C.①②③④ D.②③④ A 2.已知反应A2＋B2===2AB，破坏1 mol A2中的化学键消耗的能量为Q1 kJ，破坏1 mol B2中的化学键消耗的能量为 Q2 kJ，形成1 mol AB中的化学键释放的能量为Q3 kJ，则下列说法正确的是（ ） A.若A2和B2的总能量之和大于生成的AB的总能量，则反应放热 B.若A2和B2的总能量之和小于生成的AB的总能量，则反应放热 C.若该反应放出能量，则Q1＋Q2＞Q3 D.若该反应吸收能量，则Q1＋Q2<Q3 A 3.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。下列说法正确的是（ ） A.NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应 B.该反应中，热能转化为产物内部的能量 C.反应物的总能量高于生成物的总能量 D.NH4HCO3的能量一定低于NH4Cl的能量 B 27 4.断开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键分别需要吸收的能量为436 kJ、391 kJ、946 kJ。求： (1)1 mol N2完全反应生成NH3需 (填“吸收”或“放出”)能量 kJ。 放出 92 (2)1 mol H2完全反应生成NH3需 (填“吸收”或“放出”)能量 kJ (不考虑可逆反应)。 放出 30.67 5.下列说法不正确的是（ ） A.当今社会人们所需的能量绝大部分是由化学反应产生的 B.目前，全球仍处于化石能源时代 C.人体生命活动所需要的能量，是由氧化还原反应提供的 D.凡是放出热量的化学反应均可用来造福人类 D 6.“能源分类相关图”如下图所示，四组能源选项中全部符合图中阴影部分的能源是（ ） A.煤炭、石油、潮汐能 B.水能、生物能、天然气 C.太阳能、风能、沼气 D.地热能、海洋能、核能 C 7.下图中，能表示灼热的炭与二氧化碳反应的能量变化的是（ ） C THANKS FOR LISTENING! $$