内容正文:
第六章 化学反应与能量
第一节 化学反应与能量变化
6.1.1 化学能与热能
作者编号:35002
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1、通过实验和已有知识、经验感受化学反应中的能量变化,知道常见的吸热反应、放热反应,树立物质变化中伴随能量变化的观念。
2、能从反应物与生成物所具有的总能量、化学键的断裂与形成两个角度理解化学反应中能量变化的主要原因,提升证据推理能力。
学习目标
预设及反馈问题
1、我们常见的化学反应哪些是放热反应?哪些是吸热反应?
2、吸热反应一定需要加热?放热反应一定不需要加热?
3、化学反应的实质是什么?
作者编号:35002
课堂导入
现代社会中,人类的一切活动都离不开能量,而许多能量的利用与化学反应中的能量变化密切相关。从煤、石油和天然气等提供的热能,到各种化学电池提供的电能,都是通过化学反应获得的。
化石燃料燃烧会释放大量的热
☆利用化学反应吸收能量来降温
☆利用化学反应释放能量来升温
作者编号:35002
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任务一:吸热反应与放热反应
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。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。
实验探究[6-1]
化学方程式:
Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
实验现象
看到有气泡产生
大鹿化学工作室制作
用温度计测得反应后温度升高
实验结论
反应产生________,__________热量
气体
放出
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实验探究[6-2]
将20g Ba(OH)2•8H2O晶体研细后与10g 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。
Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl===BaCl2+2NH3↑+10H2O
实验现象
实验结论
烧杯内的反应物呈糊状
有刺激性气味气体产生
触摸杯壁有冰凉的感觉
烧杯与木片间的水凝结成冰
该反应产生NH3和H2O,_____能量
吸收
化学方程式:
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
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【思考1】我们常见的化学反应哪些是放热反应?哪些是吸热反应?
常见放热反应
所有燃烧反应
酸碱中和反应
活泼金属与水或酸的反应
大多数化合反应
物质的缓慢氧化
铝热反应
大多数分解反应
NH4Cl和Ba(OH)2•8H2O的反应
以C、H2为还原剂的部分氧化还原反应:如C与CO2、C与H2O的反应
NaHCO3与盐酸/醋酸的反应
常见吸热反应
2H2O2 ===== 2H2O+O2↑
MnO2
少数分解反应
课本99页
作者编号:35002
1、下列是吸热反应的是 ;放热反应 ;
(1)水蒸气冷凝 (2) 煅烧石灰石 (3)浓硫酸稀释 (4)酸碱发生中和反应
(5)生石灰跟水反应生成熟石灰 (6) 干冰升华 (7) 液氨汽化
(8) 碳和二氧化碳在高温下反应 (9)C + H2O(g)== CO + H2
(10) 胆矾受热变成白色粉末 (11) 食物腐烂 (12) 盐酸与碳酸氢钠
高温
(2) (8) (9) (10) (12)
(4) (5) (11)
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 ,只能说是吸热/放热过程,但不能说是放热反应和吸热反应。
课堂练习
作者编号:35002
【思考2】吸热反应一定需要加热?放热反应一定不需要加热?
下列说法正确的是( )
A.放热反应在常温下一定很容易发生
B.需要加热方能发生的反应一定是吸热反应
C.吸热反应在通常条件下不可能很容易发生
D.反应能否发生与条件有关,反应过程的能量变化与反应条件没有必然联系
D
★ 吸热反应、放热反应是指反应过程中吸收还是放出热量,与反应条件(是否需要加热)和反应类型没有直接联系。
如:大多数燃烧反应都需要加热,但燃烧反应都是放热反应。
NH4Cl和Ba(OH)2•8H2O的反应在常温下就能发生,但它是吸热反应。
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任务二:化学反应与能量
【思考】化学反应的实质是什么?
1. 微观角度
放热还是吸热取决于断键吸收的总能量与成键放出的总能量的相对大小
H2
Cl2
2HCl
断键
吸收能量
断键
吸收能量
成键
释放能量
436kJ
243kJ
2×431kJ
E(kJ)
反应历程
H-H
Cl-Cl
H H Cl Cl
H-Cl
H-Cl
放出能量183 kJ
化学键 能量/kJ
Cl-Cl H-Cl
Br-Br H-I
I-I
【思考】键能、物质的能量与稳定性的关系?
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2. 宏观角度
能量
反应物
生成物
反应过程
能量
反应物
生成物
反应过程
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。
反应物的总能量高
化学反应
释放能量
生成物的总能量低
生成物的总能量高
化学反应
吸收能量
反应物的总能量低
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课堂练习
1.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( )
C
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
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2、金刚石和石墨是由C元素组成的两种结构不同的单质。在100 kPa时,1 mol石墨转化为金刚石,要吸收1.895 kJ的能量。据此判断, 在100 kPa时,下列结论正确的是( )
A.1 mol石墨比1 mol金刚石的总能量高 B.金刚石比石墨稳定
C.石墨比金刚石稳定 D.1 mol石墨与1 mol金刚石的燃烧放出的能量相等
C
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放热反应 吸热反应
定义
形成原因
与化学键强弱的关系
释放热量的化学反应
吸收热量的化学反应
反应物总能量 >
生成物总能量
断键吸收总能量E吸 小于
成建放出总能量E放
断键吸收总能量E吸 大于
成建放出总能量E放
反应物总能量 <
生成物总能量
物质的能量高低决定物质稳定性强弱,
能量越低,越稳定。键能就越大,化学键就越牢固,越稳定。
课堂小结
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任务三:化学反应中热能的利用
1. 人类对能源的利用
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
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2. 化石燃料利用过程面临的问题
①短期内不可再生,储量有限
②影响环境:煤、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
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3.能源可持续发展的解决方法
节能减排
目的:充分有效地利用能源
1、燃料燃烧阶段:提高燃烧效率
2、能量利用阶段:促进能源循环利用,有效提高能源利用率
富氧锅炉
混动汽车
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开发新能源——太阳能、风能、地热能、海洋能、氢能等
太阳能
一次能源
煤、石油、天然气、水能、风能、太阳能、潮汐能、地热能、核能
二次能源
电能(水电、火电、核电)、氢能、蒸汽、汽油、柴油等
【一次能源经过加工、转化得到的能源】
【直接从自然界中获取的能源】
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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
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