第6章 第1节 第1课时 化学反应与热能-【优学精讲】2024-2025学年高中化学必修第二册教用Word(人教版)
第1课时 化学反应与热能
课程 标准 | 1.认识物质具有能量,认识吸热反应与放热反应。 2.了解化学反应体系能量改变与化学键的断裂和形成有关。 3.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 |
分点突破(一) 放热反应与吸热反应
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 | 实验1 | 实验2 |
实验操作 | 在一支试管中加入2 mL 2 mol·L-1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 | 将20 g Ba(OH)2·8H2O晶体研细后与 10 g NH4Cl晶体一起放入烧杯中,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 |
实验 | 实验1 | 实验2 |
实验装置 | ||
实验现象 | 镁条逐渐溶解,有气泡产生,温度计的示数升高 | 有刺激性气味气体产生,用手触摸杯壁下部,烧杯壁变凉,试着用手拿起烧杯,木片粘在烧杯上 |
2.放热反应和吸热反应
(1)放热反应
释放 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
吸收 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。
(3)常见的放热反应与吸热反应
| 放热反应 | 吸热反应 |
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常见反应举例 | ①大多数化合反应; ②所有的燃烧反应及缓慢氧化反应; ③酸碱中和反应; ④活泼金属与酸(或H2O)的反应 | ①大多数分解反应,如NH4Cl ②铵盐与碱的反应 Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl
③以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应 C+H2O(g) C+CO2 ④盐酸与碳酸氢钠的反应 |
注意:以上总结的常见的放热反应和吸热反应,仅是一般规律,不可推广。如H2与CuO的反应实际是放热反应。
(4)判断放热反应和吸热反应的易错点
①需要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放热反应在常温下不一定容易发生。
③吸热反应不一定需要加热才能发生。
④吸热反应和放热反应都是化学变化,如NaOH固体溶于水是放热过程,但不是放热反应;升华、汽化等过程是吸热过程,但不是吸热反应。
1.实验1中温度计的示数为什么会升高?你知道还有哪些反应是放热反应?
提示:Mg与盐酸反应放出大量的热,会造成温度计的示数升高。还有铝片与盐酸的反应、燃烧反应、H2与Cl2的化合都是放热反应。
2.实验2中烧杯和木片为什么会粘在一起?你知道还有哪些反应是吸热反应?
提示:氢氧化钡晶体和NH4Cl晶体反应吸收大量的热,使烧杯周围的温度降低,木片与烧杯间的水凝结成冰,从而使烧杯和木片粘在一起。除氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应外,焦炭与CO2高温下的反应等是吸热反应。
3.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,但不属于放热反应。
1.下列反应既属于氧化还原反应,又属于吸热反应的是( )
A.锌粒与稀硫酸的反应
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B.灼热的木炭与CO2的反应
C.甲烷在氧气中的燃烧反应
D.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
解析:B 锌粒与稀硫酸的反应、甲烷的燃烧反应均是放热反应,A、C项错误;Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是吸热反应,但反应前后所含元素的化合价无变化,是非氧化还原反应,D项错误。
2.下列物质间能量的变化与如图所示相符的是( )
A.盐酸与碳酸氢钠的反应
B.氮气与氧气生成一氧化氮的反应
C.冰融化成水
D.铝片与盐酸的反应
解析:D 图示为稀释浓硫酸,为放热过程;盐酸与碳酸氢钠的反应、氮气与氧气生成一氧化氮的反应均为吸热反应,冰融化成水是吸热过程,铝片与盐酸的反应为放热反应。
分点突破(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:原子的重新组合,即反应物中旧化学键的 断裂 和生成物中新化学键的 形成 的过程。
(2)化学反应中能量变化
①原因
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