内容正文:
第一节 化学反应与能量的变化
第六章 化学反应与能量
第1课时 化学反应与热能
化工厂,雷雨发庄稼图片会不会好一些?
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本节课内容知识点结构图位于下页PPT
火的历史,远比人类的历史要长得多。据考古学家发现:云南的元谋人约在170万年前就开始用火了,人类开始利用燃烧产生的热量进行了第一次烧烤。
1970年4月24日,我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”成功发射,把太空“听得到”《东方红》的豪迈撒向寰宇,开启了中国航天的新纪元。此后,我国航天事业迅速发展,从承载通信、导航、遥感等各项服务和任务的卫星遍布近地轨道,到飞船、空间站巡天;从“嫦娥”探月,到“天问”探火、“羲和”逐日……中国人在广袤太空留下一个个坚实足迹。
燃烧是化学变化,思考:化学反应中能量是怎样变化的?
化学能与热能——从火说起
【实验6-1】镁与盐酸反应
操作 测量盐酸与镁条反应前后溶液的温度变化
现象 ① 。
②溶液温度 。
方程式
有气体产生
升高
Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
【实验6-2】Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体反应
操作 研细后一起放入烧杯中,烧杯放在滴水的木片上,搅拌
现 象 ① ② 。
③ ④ 。
方程式 [来源:学科网ZXXK]
有刺激性气体产生
触摸杯壁有冰凉的感觉
Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O
反应物呈糊状
烧杯与木片间的水凝结成冰
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
2、总结:常见的吸热反应、放热反应
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 ①大多数分解反应
② C、H2、CO等高温下作还原剂 例:
C+CO2、H2+CuO、C+H2O(g)
③Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl(固态铵盐与碱的反应)
④NaHCO3与盐酸的反应
一、放热反应与吸热反应
注意:浓H2SO4溶于水放热NH4Cl(s)等溶于水吸热 不属于反应
化学反应的实质
旧键断裂
新键形成
吸收能量
放出能量
H2 + Cl2 === 2HCl
点燃
【思考】化学反应过程中为什么有的化学反应释放热量,有的吸收热量?
二、能量变化原因
1.微观角度——化学键
回顾现象等.板书,原因,计算方法
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H2 + Cl2 2HCl
H
H
Cl
Cl
旧键断裂
旧键断裂
H
H
Cl
Cl
+
+
H
Cl
H
Cl
新键形成
新键形成
中间物质
点燃
436kJ/mol
能量
243kJ/mol
能量
断键吸收能量
431kJ/mol
能量
431kJ/mol
能量
成键放出能量
实例分析
<
放热反应
放出能量183kJ
(436+243)kJ=679kJ
2 х 431kJ=862kJ
2.宏观——物质的能量
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为热能释放出来。
释放能量
放热反应
水由高处向低处流要释放能量
能量
反应进程
生成物
的总能量
反 应 物 的总能量
放出热量
从能量守恒角度理解。板书,原因,计算方法。图中的曲线需要重新画一下
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吸收能量
吸热反应
水由低处抽向高处流需提供能量
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。吸热反应可以看成是热能转化为化学能被生成物所“储存”。
生成物
的总能量
反应物
的总能量
能量
反应进程
吸收热量
学习完放热反应,可以让学生画吸热反应的能量图
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【宏微结合】站在宏观能量的角度与微观键能的角度分析如下反应过程
能量
H-Cl
H-Cl
断1 mol H-H键吸收436kJ
断1 mol Cl-Cl键吸收243kJ
H
Cl
Cl
H
形成 2 mol
H-Cl键放出2×431 kJ即862 kJ 能量
放出能量183kJ
键能越大物质越稳定
能量越低物质越稳定
H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的反应过程图示:
生成物
的总能量
反应物
的总能量
断键吸收的能量
成键释放的能量
H2 Cl2
若公开课的话,将单向箭头画成双向箭头
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柴火
煤、石油、天然气等化石燃料
新能源
柴草时期
化石能源时期
多能源结构时期
各阶段人类获取热能的主要途径
三、人类对能源的利用
不同社会发展水平时期的人均耗能量
8×103 kJ/d
5×104 kJ/d
1×106 kJ/d
同学们知道吗?生活在现代社会的你,每天的耗能大约是原始社会一百多个人的每天耗能。我们教材中例举出了不同社会发展水平时期的人均耗能图,原始社会人均耗能8×103 kJ/d,早期的农业社会人均耗能5×104 kJ/d,用电脑控制生产的现代化信息社会人均耗能1×106 kJ/d,可见人均耗能会随着社会的进步、科技的发展越来越多。
利用过程中面临三个问题
一是能源需求量增加
二是其短期内不可再生
三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
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
地热能
海洋能
氢能
1.下列变化中属于吸热反应的是( )
①液态水汽化 ②将胆矾加热变为白色粉末 ③苛性钠固体溶于水
④氯酸钾分解制氧气 ⑤生石灰跟水反应生成熟石灰 ⑥干冰升华
A.①④ B.②④ C.③⑤ D.④⑥
B
放热反应和吸热反应必须是化学反应。
2.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工业合成氨是可逆反应,正反应是放热反应则逆反应是吸热反应
④镁条在空气中燃烧是放热反应,反应过程中所释放的能量全部转化为热能
A.只有③ B.只有①② C.①②③④ D.②③④
A
工业合成氨
课 堂 练 习
氢氧化钡与氯化铵固体
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3.如图为N2(g)与O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化,下列说法中正确的是
A.1molN2(g)与1molO2(g)反应放出的能量为180kJ
B.常温下,N2(g)和O2(g)混合能直接生成NO
C.NO是一种酸性氧化物,能与NaOH溶液反应生成盐和水
D.1molN2(g)和1molO2(g)具有的总能量小于2molNO(g)具有的总能量
D
4、下列化学反应过程中的能量变化与如图所示相符的是( )
A、HCl+NaOH==NaCl+H2O
B、Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑
C、CH4 +2O2 CO2+2H2O
D、Ca(OH)2+2NH4Cl==CaCl2+2NH3↑+2H2O
D
本节课到此结束
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