6.2 化学反应中的热（教学课件） 化学苏教版必修第二册

专题6 化学反应 与能量变化 第二单元 化学 反应中的热 苏教版必修第二册 燃料燃烧释放的能量 2 放热反应与吸热反应 1 知识导航 氢燃料的应用前景 3 知识导航 明·学习目标 1.能正确表示化学反应中热的释放或吸收； 2.能从宏观与微观相结合的角度解释化学反应中的能量变化； 3.能运用化学计量单位定量分析化学变化伴随的能量转化，能利用化学反应中的能量变化解决生产、生活中的简单问题。 引·新课导入 化学反应通常伴随能量的变化，反应中化学能可以转化为热能、光能、电能等，热能、光能、电能等也可以转化为化学能，上图中自热火锅和医用冰袋在使用过程中能量发生了怎样的转化呢？ “冰火两重天” 01 放热反应与吸热反应 1.实验探究化学反应中的热 探·知识奥秘 一、放热反应与吸热反应 【实验1】向一支试管中放入用砂纸打磨光亮的镁条，加入5mL 2mol·L-1盐酸，用手触摸试管外壁，感受试管外壁的温度变化。 1.实验探究化学反应中的热 探·知识奥秘 一、放热反应与吸热反应 【实验2】在100mL烧杯中加入约20g经研磨的八水合氢氧化钡晶体［Ba(OH)2·8H2O］，然后加入约10g氯化铵晶体，用玻璃棒搅拌，使之充分混合。在烧杯下垫一块沾有水的玻璃片，一段时间后提起烧杯，观察实验现象。用手触摸烧杯外壁，感受温度变化。 2.放热反应与吸热反应 探·知识奥秘 一、放热反应与吸热反应 放出热的反应称为放热反应，吸收热的反应称为吸热反应 （1）概念： （2）举例： 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铝热反应 ⑥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 ③C与H2O(g)反应，C与CO2反应 ④NaHCO3与盐酸的反应 3.热化学方程式 探·知识奥秘 一、放热反应与吸热反应 如何定量地表示一个特定的反应放出或吸收的热呢？ 表示化学反应中放出或吸收的热量的化学方程式叫做热化学方程式。在热化学方程式中，要标明所有物质在反应条件下的状态（气态、液态、固态分别用 g、l、s表示），反应放出或吸收的热用∆H 表示，负值表示在该条件下反应放热，正值表示在该条件下反应吸热。例如： CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) ΔH=178.2kJ·mol-1 C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.6kJ·mol-1 3.热化学方程式 探·知识奥秘 一、放热反应与吸热反应 热化学方程式书写注意事项： ①化学计量数可以是整数，也可以是分数，只表示该物质的物质的量； ②ΔH的数值与化学计量数成正比例关系； ③对于同一反应，正反应与逆反应的ΔH 数值相等，符号相反； ④不需要注明反应条件，不用标↑、↓ 。 CaCO3(s) = CaO(s) +CO2(g) △H= 178.2 kJ •mol－1 3.热化学方程式 探·知识奥秘 一、放热反应与吸热反应 学以致用 （1）在一定条件下，1mol氮气与1mol氧气反应生成2mol一氧化氮气体，吸收180kJ的热。则该反应的热化学方程式为 。 （2）H2、CO、CH4完全燃烧的热化学方程式可以分别表示为： H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8kJ·mol-1 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-565.2kJ·mol CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3kJ·mol 完全燃烧相等物质的量的上述物质，放出热的大小顺序为 。 N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=180kJ·mol-1 CH4>H2>CO 4.化学反应中能量变化的原因 探·知识奥秘 一、放热反应与吸热反应 为什么有的反应放热，有的反应吸热？是什么因素导致了化学反应中的能量变化？ （1）从宏观的角度分析——反应物、生成物总能量的相对大小 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。化学反应中的能量转化遵循能量守恒定律。 E反> E生，放热反应 E反＜E生，吸热反应 4.化学反应中能量变化的原因 探·知识奥秘 一、放热反应与吸热反应 （2）从微观的角度分析——化学键的断裂和形成 吸收 放出 吸热 放热 4.化学反应中能量变化的原因 探·知识奥秘 一、放热反应与吸热反应 （2）从微观的角度分析——化学键的断裂和形成 利用键能估算化学反应中的能量变化 断开气态物质中1mol某种共价键生成气态原子需要吸收的能量，就是该共价键的键能。共价键的键能越大，该共价键越牢固。 请写出1molH2与1molCl2反应生成2molHCl气体的热化学方程式。 4.化学反应中能量变化的原因 探·知识奥秘 一、放热反应与吸热反应 （2）从微观的角度分析——化学键的断裂和形成 H2 ＋ Cl2 = 2HCl H H Cl Cl Cl H 吸收 436.4kJ + 242.7kJ 放出 2 × 431.8kJ =679.1kJ =863.6kJ 该反应放出能量: < 863.6kJ － 679.1kJ =184.5kJ 所以该反应的热化学方程式可以表示为： H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH= –184.5kJ·mol-1 探·知识奥秘 一、放热反应与吸热反应 物质的能量高低、化学键能大小、稳定性三者之间的关系是怎样的？ 物质的化学键越牢固， 断裂时需要吸收的能量越多， 形成时释放的能量越多， 物质具有的能量越低， 物质越稳定。 石墨比金刚石更稳定 析·典型范例 1、下列反应的能量变化规律与图示相符的是(　　) ①氯化铵分解　②镁条溶于盐酸　 ③盐酸与碳酸氢钠反应　④氢氧 化钡晶体与氯化铵晶体反应　 ⑤氢气在氯气中燃烧　 ⑥硫酸和氢氧化钡溶液反应 A．①②⑤　 B．①③④ C．③④⑤ D．②④⑥ B 析·典型范例 C 2．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．1 mol A2和1 mol B2完全反应吸收（y-x） kJ热量 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 02 燃料燃烧释放的能量 探·知识奥秘 二、燃料燃烧释放的能量 1.燃料的热值 生活中常见的燃料有煤、石油、天然气等。为什么质量相同的不同燃料，完全燃烧后放出的热不相等？ 热值是指一定条件下单位质量的可燃物完全燃烧所放出的热 由上表数据可知，热值最大的是氢气，其次是天然气，较小的是石油、煤炭。但由于氢气在制备、存储、运输、开采成本等方面存在诸多的问题，煤、石油等化石燃料仍然是当今较为主要的能源。 探·知识奥秘 二、燃料燃烧释放的能量 近30年来，我国部分年份的能源消费结构如下图所示。它呈现什么特点？在30年间发生了哪些变化？为什么会发生这样的变化？请你查阅资料，并与同学讨论。 探·知识奥秘 二、燃料燃烧释放的能量 我国是非常依赖化石燃料的国家，尤其是煤，它在我国的能源消费结构中占据了相当大的比例，约为60%，远高于世界平均水平（约27%）。煤等化石燃料的燃烧常常伴随着大量烟尘、 CO、SO2、氮氧化物（NOx）等有毒有害物质的排放，后两者还能导致酸雨，对环境的破坏非常严重。而且，燃料燃烧过程中，一般只有约1/3的能量可以实现有效转化，其他部分则转化为废热排出或损耗掉，燃料使用效率不高。 可以采取哪些措施来解决化石燃料的燃烧中存在的问题呢？ 探·知识奥秘 二、燃料燃烧释放的能量 2.开源节流 减少煤和石油的开采 将煤进行气化、液化 氢能、水能、太阳能、风能等 探·知识奥秘 二、燃料燃烧释放的能量 2.开源节流 A．CH≡CH B．CH2=CH2 C．CH≡C-CH3 D．CH2=C(CH3)2 析·典型范例 A 1.下列关于燃料热值的说法正确的是( ) A.燃料的热值与燃料燃烧情况无关 B.燃料完全燃烧时热值大，不完全燃烧时热值小 C.汽油的热值大于柴油的热值，燃烧汽油比燃烧柴油放的量多 D.没有燃烧的煤,热值为0 A．CH≡CH B．CH2=CH2 C．CH≡C-CH3 D．CH2=C(CH3)2 析·典型范例 B 2.下列关于新能源的说法正确的是（ ） A. 沼气与瓦斯都是新能源，但其主要成分不同 B. 目前科学家在太阳能、氢能、风能、地热能等领域已取得了一定的进展 C. 氢能的热值低于汽油 D. 风能的来源与太阳能无关 03 氢燃料的应用前景 探·知识奥秘 三、氢燃料的应用前景 1. 制氢储氢 氢气燃烧只生成水，对环境无污染，符合“低碳”原则，是一种非常理想的清洁燃料，但目前氢能的大规模使用受到限制。如何解决氢燃料应用面临的困境？ 氢气的热值在普通燃料中是最高的，燃烧1g氢气能释放出143kJ的热，是汽油的3倍多。氢气燃烧的产物只有水，不会产生对环境有害的污染物，是一种清洁燃料。因此，氢气被普遍认为是未来理想的绿色燃料。 探·知识奥秘 三、氢燃料的应用前景 1. 制氢储氢 制 氢 储 氢 将太阳能转化为电能，再将水催化电解获得氢气 贮氢合金，如镧镍合金 世界首列氢燃料有轨电车 贮氢合金 迁·拓展视野 太阳能及其利用 光——生物质能转化 光——热能转化 光——电能转化 A．CH≡CH B．CH2=CH2 C．CH≡C-CH3 D．CH2=C(CH3)2 析·典型范例 A 1.氢能是最具前景的清洁能源之一，目前水分解制氢技术及贮氢材料的开发应用都取得 了很大进展。已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)　ΔH=-571.6kJ·mol-1。下列说法错误的是 （ ） A.1molH2O(l)分解制得1molH2需要吸收571.6kJ的能量 B.氢气作为新能源具有热值高、无污染、资源丰富、可再生等优点 C.贮氢材料具有能大量、快速和高效率地吸收和释放氢气的特点 D.利用太阳能光催化分解水制氢是一种理想的制氢手段 A．CH≡CH B．CH2=CH2 C．CH≡C-CH3 D．CH2=C(CH3)2 析·典型范例 A 2.太阳能是一种清洁、无污染、可再生的新能源之一，关于太阳能的利用，下列说法正确的是（ ） A. 绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能 B. 太阳能热水器通过做功方式将太阳能转化为水的内能 C. 太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能 D. 太阳能电池板向蓄电池充电时，化学能转化为电能 放热反应与吸热反应 氢燃料的应用前景 实验探究反应中的热 常见放热与吸热反应 热化学方程式 储氢 理·核心要点 化学反应中的热 制氢 燃料燃烧释放的能量 燃料的热值 开源节流 化学反应中能量变化的原因 练·技能实战 D 1. 下列说法中错误的是（ ） A. 燃料的燃烧反应都是放热反应 B. 一定量的燃料完全燃烧放出的热比不完全燃烧放出的热多 C. 清洁燃料的首要条件是燃烧不会产生对环境有害的污染物 D. 选择燃料只需考虑燃料热值的大小 选项 M N P A 锌 铜 稀硫酸 B 铜 铁 稀盐酸 C 银 锌 硝酸银溶液 D 锌 铁 硝酸铁溶液 练·技能实战 B 2.某反应A + B=C + D的能量变化如右图所示，下列说法中正确的是（ ） A. 该反应为放热反应 B. 该反应为吸热反应 C. 反应物的总能量高于生成物的总能量 D. 该反应只有在加热条件下才能进行 A．1-氯丙烷 B．1，2-二氯丙烷 C．1-氯丙烯 D．2-氯丙烯 练·技能实战 3.已知在标准状态下，将1mol气态分子 AB 解离为气态A、B 原子所吸收的能量或由 A、B气态分子形成1mol AB所释放的能量称为键能，单位： kJ/mol。 1 mol N2完全反应生成NH3的热化学方程式为 。 共价键 H-H N-H N≡N 键能 436 391 946 N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）ΔH= –92kJ·mol-1 选项 M N P A 锌 铜 稀硫酸 B 铜 铁 稀盐酸 C 银 锌 硝酸银溶液 D 锌 铁 硝酸铁溶液 练·技能实战 ②④⑥⑦ 4. 下列变化过程中放出热的是 （填序号）。 ① 液态水汽化 ② 稀释浓硫酸 ③ 高温下碳酸钙分解 ④ 镁条与盐酸反应 ⑤ 硝酸铵固体溶于水 ⑥ 铁丝在纯氧中燃烧 ⑦ 氢氧化钾溶液与硝酸反应 ⑧ 八水合氢氧化钡固体与氯化铵固体混合搅拌 感谢 您的聆听 THANKS 苏教版必修第二册 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $