【課件】第1課時(shí)化學(xué)反應(yīng)與熱能 2023-2024學(xué)年高一化學(xué)人教版（2019）必修第二冊(cè)

第6章化學(xué)反應(yīng)與能量

第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量變化第1課時(shí)化學(xué)反應(yīng)與熱能導(dǎo)入一為什么自熱火鍋僅用一瓶冷水就可以煮熟?你知道其中的奧秘嗎?今天,我們就一起來學(xué)習(xí)“化學(xué)反應(yīng)與熱能”,共同探究其中的奧秘吧!導(dǎo)入二現(xiàn)代社會(huì)中,人類的一切活動(dòng)(從衣食住行到文化娛樂,從社會(huì)生產(chǎn)到科學(xué)研究等)都離不開能量,而許多能量的利用與化學(xué)反應(yīng)中的能量變化密切相關(guān)。而化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,通常表現(xiàn)為熱量的變化。一、吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)[視頻播放]《鹽酸與鎂反應(yīng)前后溶液溫度的變化》一、吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,分析得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。升高該反應(yīng)產(chǎn)生了氣體,且放出了大量的熱實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論在一支試管中加入2mL2mol/L鹽酸,并用溫度計(jì)測(cè)量其溫度。再向試管中放入用砂紙打磨光亮的鎂條,觀察現(xiàn)象,并測(cè)量溶液溫度的變化試管中有氣泡生成,試管外壁發(fā)熱,溶液溫度明顯一、吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)[視頻播放]《氫氧化鋇與氯化銨的吸熱反應(yīng)》一、吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,分析得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。該反應(yīng)產(chǎn)生了NH3,且吸收了大量的熱實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論將20gBa(OH)2·8H2O晶體研細(xì)后與10gNH4Cl晶體一起放入燒杯中,并將燒杯放在滴有幾滴水的木片上。用玻璃棒快速攪拌,聞到氣味后迅速用玻璃片蓋上燒杯,用手觸摸杯壁下部,試著用手拿起燒杯。觀察現(xiàn)象燒杯外壁變涼,有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生,燒杯底部的水結(jié)冰使燒杯和木片結(jié)合在一起一、吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)1.化學(xué)反應(yīng)不但有新物質(zhì)生成,同時(shí)反應(yīng)過程中還伴有熱量的釋放或吸收。

2.放熱反應(yīng):釋放熱量的化學(xué)反應(yīng);吸熱反應(yīng):吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)。一、吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)[問題思考1]放出(或吸收)熱量的變化一定是放熱(或吸熱)反應(yīng)嗎?不一定。濃硫酸、NaOH固體等溶于水放熱,NH4NO3、KNO3、NH4Cl等固體溶于水吸熱,這些變化過程均為物理變化,而吸熱、放熱反應(yīng)都屬于化學(xué)反應(yīng),故放出(或吸收)熱量的變化不一定是放熱(或吸熱)反應(yīng)。一、吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)[問題思考2]吸熱反應(yīng)一定需要加熱才能發(fā)生嗎?不一定。吸熱、放熱反應(yīng)與反應(yīng)是否需要加熱等條件沒有直接聯(lián)系,如NH4Cl晶體與Ba(OH)2·8H2O晶體在常溫下的反應(yīng)為吸熱反應(yīng),反應(yīng)不需加熱。一、吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng):①大多數(shù)的分解反應(yīng);②銨鹽與堿的反應(yīng),如Ba(OH)2·8H2O晶體與NH4Cl的晶體反應(yīng);③以C、H2、CO為還原劑的部分氧化還原反應(yīng),如灼熱的C與H2O(g)的反應(yīng),灼熱的C與CO2的反應(yīng);④NaHCO3與鹽酸的反應(yīng)放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)①所有的燃燒反應(yīng);②酸堿中和反應(yīng);③大多數(shù)的化合反應(yīng);④活潑金屬與水或酸的反應(yīng);⑤物質(zhì)的緩慢氧化;⑥鋁熱反應(yīng)一、吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)小試牛刀暖貼的主要成分有木炭、鐵粉、食鹽,你能解釋其發(fā)熱的原理嗎?暖寶寶由鐵、活性炭、無機(jī)鹽、水等成分組成,可在空氣中氧氣的作用下發(fā)生放熱反應(yīng)。這個(gè)反應(yīng)過程是從打開真空包裝開始的,是一個(gè)緩慢氧化的過程。二、化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因[問題思考1]化學(xué)反應(yīng)過程中為什么會(huì)有能量的變化呢?為什么有的化學(xué)反應(yīng)釋放熱量,而有的化學(xué)反應(yīng)吸收熱量呢?物質(zhì)中的原子之間是通過化學(xué)鍵相結(jié)合的,當(dāng)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生時(shí),反應(yīng)物的化學(xué)鍵斷裂要吸收能量,而生成物的化學(xué)鍵形成要放出能量。以氫氣和氯氣化合生成氯化氫的反應(yīng)為例:在25℃和101kPa條件下,1molH2和1molCl2斷鍵吸收的總能量為679kJ,2molHCl成鍵釋放的總能量為862kJ,斷鍵吸收的總能量小于成鍵釋放的總能量,因此該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。二、化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因從化學(xué)鍵變化的角度理解化學(xué)反應(yīng)伴隨能量變化的原因(微觀探析):二、化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因畫出放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)的能量隨反應(yīng)過程的變化圖。二、化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因[問題思考2]如何從物質(zhì)能量高低的角度理解化學(xué)反應(yīng)伴隨能量變化的原因呢?物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)與狀態(tài)不同,所具有的能量不同。因此,一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是釋放熱量還是吸收熱量,與反應(yīng)物總能量和生成物總能量的相對(duì)大小有關(guān)。二、化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因從總能量高低的角度理解化學(xué)反應(yīng)伴隨能量變化的原因(宏觀辨識(shí)):二、化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因畫出放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)中反應(yīng)物與生成物的總能量隨反應(yīng)過程的變化圖。二、化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因小試牛刀1.判斷正誤。(1)鎂條在空氣中燃燒是放熱反應(yīng),反應(yīng)過程中所釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為熱能。()(2)相同條件下,形成1molH—Cl鍵放出的能量與斷開1molH—Cl鍵吸收的能量相等。()(3)對(duì)于一個(gè)化學(xué)反應(yīng)來說,當(dāng)化學(xué)鍵斷裂時(shí)吸收的能量大于化學(xué)鍵形成時(shí)放出的能量,則該反應(yīng)放熱。()(4)已知Fe與稀鹽酸的反應(yīng)為放熱反應(yīng),則Fe的能量大于H2的能量。()(5)石墨轉(zhuǎn)化為金剛石需要吸收熱量,所以金剛石更穩(wěn)定。()×√×××二、化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因2.下列反應(yīng)既屬于氧化還原反應(yīng),又屬于吸熱反應(yīng)的是()A.鋅粒與稀硫酸的反應(yīng)B.灼熱的木炭與CO2的反應(yīng)C.甲烷在氧氣中的燃燒反應(yīng)D.Ba(OH)2·8H2O晶體與NH4Cl晶體的反應(yīng)B二、化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因3.已知某化學(xué)反應(yīng)A2(g)+2B2(g)

2AB2(g)(A2、B2、AB2的結(jié)構(gòu)式分別為AA、B—B、B—A—B),反應(yīng)過程中的能量變化如圖所示,下列有關(guān)敘述正確的是()A.該反應(yīng)的進(jìn)行一定需要加熱或點(diǎn)燃B.該反應(yīng)若生成2molAB2(g),則放出的熱量為(E1?E2)kJC.該反應(yīng)斷開反應(yīng)物中化學(xué)鍵吸收的總能量大于形成生成物中化學(xué)鍵釋放的總能量D.生成2molB—A放出E2kJ能量C二、化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因判斷吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的方法:1.根據(jù)總能量(宏觀角度)判斷:E(反應(yīng)物)>E(生成物),放熱反應(yīng);E(反應(yīng)物)＜E(生成物),放熱反應(yīng)。2.根據(jù)化學(xué)鍵(微觀角度)判斷:斷裂反應(yīng)物中化學(xué)鍵吸收的總能量大于形成生成物中化學(xué)鍵釋放的總能量的反應(yīng)為吸熱反應(yīng),反之為放熱反應(yīng)。三、化學(xué)反應(yīng)中熱能的利用人類利用化學(xué)反應(yīng)中的熱能始于火的發(fā)現(xiàn)。從早期的以樹枝雜草為主要能源,到現(xiàn)代以煤、石油和天然氣為主要能源,人類獲取熱能的主要途徑都是通過物質(zhì)的燃燒。三、化學(xué)反應(yīng)中熱能的利用化石燃料利用過程中面臨的問題。1.化石燃料短期內(nèi)不可再生,儲(chǔ)量有限,隨著能源消費(fèi)需求的不斷增加,能源消費(fèi)量與儲(chǔ)量之間的矛盾日益突顯。2.煤、石油產(chǎn)品燃燒排放的粉塵、SO2、NOx、CO等是大氣污染物的主要來源。三、化學(xué)反應(yīng)中熱能的利用煤、汽油和柴油等作為燃料大量使用會(huì)造成空氣污染,但不使用它們又會(huì)嚴(yán)重影響現(xiàn)代社會(huì)的生產(chǎn)和生活。怎么解決這個(gè)問題？1.提高燃料的燃燒效率。如:燃料燃燒階段,可通過改進(jìn)鍋爐的爐型和燃料空氣比,清理積灰等方法提高燃料的燃燒效率。2.提高能源的利用率。如:能量利用階段,可通過使用節(jié)能燈,改進(jìn)電動(dòng)機(jī)的材料和結(jié)構(gòu),以及發(fā)電廠、鋼鐵廠余熱與城市供熱聯(lián)產(chǎn)等措施促進(jìn)能源循環(huán)利用。3.開發(fā)使用新能源。如太陽能、風(fēng)能、水能等清潔能源。三、化學(xué)反應(yīng)中熱能的利用小試牛刀1.下列有關(guān)新能源的說法不正確的是()A.綠色植物通過光合作用,將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B.風(fēng)能、太陽能是清潔能源C.氫能還未進(jìn)入實(shí)用階段的主要原因是:其燃燒所釋放的熱量低于相同質(zhì)量的礦物燃料D.共享單車?yán)锰柲馨l(fā)電完成衛(wèi)星定位,有利于節(jié)能環(huán)保C三、化學(xué)反應(yīng)中熱能的利用小試牛刀2.(多選)下列對(duì)能源的看法合理的是()A.化石能源屬于不可再生能源,只會(huì)越用越少B.生物質(zhì)能是一種可再生能源,有廣闊的應(yīng)用前景C.太陽能、氫能、風(fēng)能、地?zé)崮芏紝儆谛履茉碊.我國人口眾多、資源相對(duì)匱乏、環(huán)境承載能力較弱,因此要建設(shè)節(jié)約型社會(huì)ABCD總結(jié)課堂練習(xí)C1.高粱釀酒過程中的部分流程按順序排列如下,其中能說明高粱轉(zhuǎn)化過程中放出熱量的是()課堂練習(xí)D2.下列說法不正確的是()A.風(fēng)力、化石燃料、天然鈾礦、地?zé)崮芏际且淮文茉碆.開發(fā)氫能、太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能等新型能源是踐行低碳生活的有效途徑C.電能是現(xiàn)代社會(huì)中應(yīng)用最廣泛、使用最方便、污染最少的一種二次能源D.用脫硫處理的煤代替原煤作燃料,可以有效減少空氣中CO2氣體的含量課堂練習(xí)3.(1)從能量的變化和反應(yīng)的快慢等角度研究反應(yīng):2H2(g)+O2(g)

2H2O(g),已知該反應(yīng)為放熱反應(yīng),如圖能正確表示該反應(yīng)中能量變化的是_______

(填序號(hào))。a課堂練習(xí)3.(2)從斷鍵和成鍵的角度分析上述反應(yīng)中能量的變化,化學(xué)鍵的鍵能如下表所示,則生成1molH2O(g)可以放出熱量_________k