内容正文:
第一节 化学反应与能量变化
第1课时 化学反应与热能
第六章 化学反应与能量
1.知道化学键的断裂和形成是化学反应中的能量变化的主要原因。
2.了解放热反应、吸热反应的涵义。
3.通过生产、生活中的实例了解化学能与热能的相互转化。
学习目标
化学反应与光能、热能、电能...
“暖宝宝”中含有铁粉、活性炭、水、氯化钠等物质,遇空气发生反应的化学方程式:
4Fe+3O2+6H2O=4Fe(OH)3
思考:
生活中哪些事实说明了在化学反应中伴随着能量的变化?请说出能量转化的方式。
现代社会的一切活动都离不开能量,化学反应在发生物质变化的同时伴随有能量变化,是人类获取能量的重要途径。
1.实验探究
实验操作 实验现象 结论
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_____ 该反应产生 ,
热量
温热
升高
气体
放出
一、 化学反应中的热量变化
(1)
(2)闻到气味后迅速用玻璃片盖上烧杯 ①混合物呈糊状
②闻到刺激性气味
③用手触摸杯壁下部,
,用手拿起烧杯,
__________________ 该反应产生NH3和H2O, 热量
冰凉
木片与烧杯粘在一起
吸收
结论:化学反应中总会伴随着能量变化,通常主要表现为热能的变化,有的 热量,有的 热量。
放出
吸收
2.必备知识——吸热反应和放热反应
(1)概念
①把 热量的化学反应称为放热反应。
②把 热量的化学反应称为吸热反应。
释放
吸收
【讨论与交流】不需要加热就可进行的反应是否一定是放热反应?
提示:不一定。如Ba(OH)2·8H2O与氯化铵晶体的反应虽不需要加热即可进行,但该反应为吸热反应。
(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
②C+CO2(以C、H2为还原剂的氧化还原反应)
③Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl(固态铵盐与碱的反应)
④NaHCO3与盐酸的反应
特别注意
① 吸热反应、放热反应与反应是否需要加热等条件没有直接联系
需要持续加热才进行的反应为吸热反应,不需加热或加热停止后仍能
进行的反应为放热反应。
② 一些物理变化也会有吸热和放热现象:浓H2SO4、NaOH(s)等溶于水要放热;干冰升华、冰融化、硝酸铵等铵盐溶于水会吸热
吸热的过程不一定就是吸热反应.放热过程不一定就是放热反应.
(1)原因:
1.化学反应中能量变化的实质(微观探析)
二、 化学反应中能量变化的原因
(2)实例[以H2(g)+Cl2(g) === 2HCl(g)为例]:
计算分析:436 kJ+243 kJ-431 kJ×2=-183 kJ,
断键吸收的总能量——成键释放的能量——反应放热。
小于
(3)结论:
化学键的————是物质在化学反应中发生能量变化的主要原因。
【讨论与交流】有化学键断裂或形成的变化是否一定是化学变化?
提示:不一定。如HCl溶于水发生电离有化学键断裂,或从浓盐酸中挥发出氯化氢气体有化学键形成,但这些变化都是物理变化。
断裂和形成
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。放热反应可以看成是反应物所具有的化学能转化为热能释放出来,吸热反应可以看成是热能转化为化学能被生成物所“储存”。
反应物的总能量>生成物的总能量
化学反应放出能量
反应物的总能量
生成物的总能量
能量的释放
2.化学反应中能量变化的决定因素——宏观辨识
=
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。放热反应可以看成是反应物所具有的化学能转化为热能释放出来,吸热反应可以看成是热能转化为化学能被生成物所“储存”。
反应物的总能量<生成物的总能量
化学反应吸收能量
反应物的总能量
生成物的总能量
能量的吸收
2.化学反应中能量变化的决定因素——宏观辨识
=
放热反应:反应物能量 > 生成物能量
吸热反应:反应物能量 < 生成物能量
放热反应
吸热反应
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)
结论:化学反应中的能量变化决定于 的相对大小。
反应物的总能量与
生成物的总能量
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
利用过程中面临两个问题
一是其短期内不可再生,储量有限,随着能源消费需求的不断增加,能源消费量与储量之间的矛盾日益突显;
二是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。
人类对能源的利用
解决办法
节能
寻找新能源
一个是燃料燃烧阶段,可通过改进锅炉的炉型和燃料空气比、清理积灰等方法提高燃料的燃烧效率;
另一个环节是能量利用阶段,可通过使用节能灯,改进电动机的材料和结构,以及发电厂、钢铁厂余热与城市供热联产等措施促进能源循环利用,有效提高能源利用率。
太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等
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
归纳总结
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