6.1.1化学反应与热能 课件-2026-2027学年高一下学期化学人教版必修第二册

第六章 化学反应与能量 第一节 化学反应与能量变化 第1课时——化学反应与热能 你知道其中的奥秘吗？ ☆利用化学反应放出的能量升温 ☆利用化学反应吸收能量来降温 化学反应伴随着放热或者吸热现象。 现象： (1)看到有气泡产生； (2)用手触摸反应后的试管，_____ ___； (3)温度计指示溶液温度______ 结论: 该反应________热量 原理: 手感到发烫 升高 放出 【实验6-1】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。 Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑ 现象： (1)闻到_________气味； (2)用手触摸杯壁下部，有_______的感觉； (3)用手拿起烧杯，木片________________； (4)烧杯内反应物呈_______状 结论：该反应_________热量。 原理： 刺激性 冰凉 和烧杯粘到一起 糊 吸收 Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O 【实验6-2】将20gBa(OH)2•8H2O晶体研细后与10gNH4Cl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。 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。 特别提醒：化学反应的能量变化，除转化为热能外，还转化为机械能、光、声、电等多种能量形式。 放出 吸收 化学反应中的两大变化 物质变化：有新物质的生成 能量变化 热能 其他形式的能量变化（如机械能、光能、电能、等） 吸收热量 放出热量 放热反应：把释放热量的化学反应称为放热反应。 一、吸热反应与放热反应 常见类型： ①所有燃烧反应 ②所有酸碱中和反应 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：2Al + Fe2O3=== Al2O3 + 2Fe ⑥物质的缓慢氧化：腐烂、生锈 ⑦Na2CO3+2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑ 高温 一、吸热反应与放热反应 吸热反应：把吸收热量的化学反应称为吸热反应。 常见类型： ①大多数分解反应 ② C + H2O(g) == CO + H2 ③ C+ CO2== 2CO ④ Ba(OH)2∙8H2O + 2NH4Cl = BaCl2 + 2NH3↑ + 10H2O ⑤NaHCO3+ HCl = NaCl + H2O + CO2↑ 高温 高温 注意： ①吸热反应、放热反应与是否需要加热没有直接联系，有些放热反应需要加热的条件，有些吸热反应在常温下就可反生。 ②有热量变化现象的不一定是化学变化，如浓H2SO4、NaOH固体溶于水属于放热过程， I2升华属于吸热过程。 ③可逆反应中，若正反应为吸热反应，则逆反应为放热反应，反之。 1、下列变化中属于吸热反应的是(　　) ①液态水汽化　②将胆矾加热变成白色粉末　 ③浓硫酸稀释　④氯酸钾分解制氧气　 ⑤生石灰跟水反应生成熟石灰 A．只有①④　　　 B．②③ C．①④⑤ D．②④ 随堂练习 D 2、下列说法正确的是( ) A 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 3、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 随堂练习 思考与讨论： 化学反应过程中为什么会有能量变化？为什么有的化学反应释放热量，有的化学反应吸收热量？ (一) 微观角度 1. 化学反应的本质： H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) 旧化学键断裂和新化学键形成 断裂H−H 共价键 断裂Cl−Cl 共价键 H2 Cl2 形成H−Cl 共价键 HCl 断裂化学键 吸收能量 形成化学键 释放能量 【思考】如何通过定量计算知道反应是吸热还是放热？ 化学反应中能量变化的原因 化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因 1、化学反应中能量变化的原因(微观探析) 化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因。 二、化学反应中能量变化的原因 能量变化 决定 2. 键能： 相同状况下，断裂1mol化学键所吸收的能量与形成1mol相同化学键所放出的能量是相同的；该能量称为化学键的键能(单位kJ) 键 键能 H－H 436 Cl－Cl 243 C－H 462.8 O－H 415.0 键能越大，破坏该化学键需要更多能量，该化学键越牢固，物质越稳定，物质本身具有的能量越低 3. 用键能计算反应前后的热量变化： 以 H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) 为例 断裂H−H共价键 吸收 436kJ能量 H2 H + H Cl2 断裂Cl-Cl共价键 吸收243kJ能量 Cl + Cl 形成1molH−Cl共价键 释放431kJ能量 HCl Q断键吸收 = 436 + 243 = 679 kJ　　　　 Q成键释放 = 431 × 2 = 862 kJ < 该反应是放热反应 反应结果放出能量 = ( 431 × 2 ) - ( 436 + 243) kJ = 183kJ (一) 微观角度 化学反应中能量变化的原因 以反应历程为横坐标，能量为纵坐标，将上述过程表示在图像中 3. 用键能计算反应前后的热量变化： 以 H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) 为例 反应进程 能量 H2+Cl2 断1 mol H-H键吸收436 kJ 断1 mol Cl-Cl键吸收242 kJ 2HCl 2H+2Cl 形成2 mol H-Cl键释放2×431 kJ即862 kJ能量 放出能量183 kJ 放热反应：Q断键吸收 < Q成键释放 吸热反应：Q断键吸收 > Q成键释放 或：Q反应物总键能 < Q生成物总键能 或：Q反应物总键能 > Q生成物总键能 (一) 微观角度 化学反应中能量变化的原因 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 物质能量高，其化学性质越活泼； 物质具有的能量低，该物质则较稳定 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 在一个化学反应中， 反应物的总能量与生成物的总能量也是不同的 吸热反应可以看成是热能转化为化学能被生成物所“储存” (二) 宏观角度 化学反应中能量变化的原因 一个反应是吸热或放热，决定于反应物总能量与生成物总能量的相对大小 若反应物总能量 >生成物总能量 该反应为放热反应 若反应物总能量 < 生成物总能量 该反应为吸热反应 (二) 宏观角度 化学反应中能量变化的原因 化学反应中能量变化的原因 【总结】 Q成键放> Q断键吸 Q成键放< Q断键吸 放热反应 吸热反应 微观： 宏观： 化学反应本质：旧键断裂、新键形成 与能量的关系：断键吸热、成键放热 不同的物质具有的能量不同 E（反应物）>E（生成物） E（反应物）<E（生成物） 吸热反应 放热反应 1、下列过程中，需要吸收能量的是（ ） A．H + H = H2 B．H + Cl = HCl C．I2 → I + I D．S + O2 = SO2 C 2、拆开 1 mol H－H键、1 mol N－H键、1 mol N≡N 键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ，则 1mol N2生成 NH3 的反应，是放热反应还是吸热反应？ 反应C(石墨) → C(金刚石)是吸热反应，由此可知（ ） A、石墨比金刚石更稳定 B、金刚石和石墨可以相互转化 C、金刚石比石墨稳定 D、金刚石和石墨不能相互转化 AB 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．该反应是吸热反应 B．断裂1 mol A—A键和1 mol B—B键能放出x kJ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 C 判断吸热反应和放热反应的方法 1、根据化学键断裂和形成时能量变化的大小关系判断——断裂化学键吸收的总能量大于成键时放出的总能量，为吸热反应，反之 2、根绝反应物和生成物的总能量相对大小判断——反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应，反之 3、由稳定的物质生成不稳定的物质的反应为吸热反应 4、需要持续加热才能进行的反应，一般是吸热反应 5、如果某反应为放热反应，则该反应的逆反应为吸热反应，反之 下列说法正确的是( 　　) A. 任何化学反应都伴随着能量的变化 B. H2O(g)→H2O(l)该过程放出大量的热，所以该过程是化学变化 C. 化学反应中能量的变化都表现为热量的变化 D. 对于如图所示的过程，是吸收能量的过程 A 下列各图中，表示吸热反应的图是 (　　) A 2SO2+O2 2SO3为放热反应，对该反应的下列说法正确的是 A. O2的能量一定高于SO2的能量 B. 2 mol SO2和1 mol O2的总能量一定高于2 mol SO3的总能量 C. SO2的能量一定高于SO3的能量 D. 因该反应为放热反应，故不必加热就可发生 B 已知白磷和P4O6的分子结构如图所示，现提供断裂(或形成)1 mol以下化学键的吸收(或放出)的能量(kJ): P—P：198 ，P—O：360 ，O＝O：498 ， 则反应P4 (白磷) + 3O2==P4O6 生成1 mol P4O6 (　 　) A.放出1 638 kJ热量　B.吸收1 638 kJ热量 C.放出126 kJ热量 D.吸收126 kJ热量 A 阅读教材P34-35，回答以下问题： 1.人类早期和现代分别以什么为主要能源？人类获取热能的主要途径？人类利用最多的常规能源是什么？利用这种能源的过程中面临的问题是什么？ 2.如何理解节能？ 3.讨论理想的新能源需要有什么特点？哪些能源属于理想的新能源？ 人类对能源的利用 人类文明始于用火——热能的使用 1. 人类获取热能的主要途径 ——通过物质的燃烧 最常见的常规能源是化石燃料(煤、石油和天然气) 煤的燃烧 石油的燃烧 其他物质的燃烧 天然气的燃烧 随着社会进步和人类生活水平的提高，能源的消耗越来越多 柴草时期 该时期主要以树枝、 杂草为主要能源， 火通过光和热推动人类进步 化石能源时期 该时期主要煤、石油、天然气为主要能源；煤炭在18世纪中叶以后成为主要能源 多能源结构时期 可再生能源和清洁能源将成为新能源的主力军，如：太阳能、核能、 风能、潮汐能、生物质能等 2. 人类利用能源的三个时期 3. 利用化石燃料亟待解决的问题 ① 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 ②二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。 我国目前煤炭储量可开采年限为30年 石油可开采年限为19.1年 4. 解决措施 (1)燃料燃烧阶段 改进锅炉的炉型、燃料空气比、清理积灰等 ——提高燃料的燃烧效率 (2)能源利用阶段 ——提高能源的利用率 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 (3)开发新能源 太阳能、风能、地热能、海洋能、氢能 具有资源丰富、可以再生、对环境无污染等特点 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.57(gap_fixed:False) EVCapture4.0.2软件录制 Lavf56.38.102 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $