化學反應與熱能課件高一下學期化學人教版

第六章

化學反應與能量第一節(jié)化學反應與能量變化

化學反應與熱能情境導入

哪吒的招牌技能——“三昧真火”

中，火焰的燃料可能是氫氣（H?）或甲烷（CH?）等這類物質燃燒時釋放大量熱量，形成高溫火焰。燃料燃燒會釋放大量的熱。除了燃燒，其他化學反應也伴隨這放熱或吸熱現(xiàn)象。揭秘自嗨鍋發(fā)熱的原理

【思考1】講到這里，你有沒有想到追劇必備自熱小火鍋呢？

不用火、不用電，是如何發(fā)熱呢？學生活動1：從微觀探析（化學鍵）角度分析化學反應過程中為什么會有能量變化？為什么有的化學反應釋放熱量，有的化學反應吸收熱量？

化學反應的實質：舊化學鍵斷裂和新化學鍵形成H2+Cl2

===

2HCl點燃H—HCl—ClH—Cl斷開斷開形成H···

·Cl··：＋→Cl····

H

····成鍵放熱斷鍵吸熱一、化學反應中能量變化的原因化學鍵的斷裂與形成是化學反應中能量變化的主要原因【思考2】發(fā)熱包是如何根據(jù)發(fā)熱包的質量確定其發(fā)熱范圍的呢？一、化學反應中能量變化的原因根據(jù)其放出熱量的多少1molH22molH共價鍵斷裂吸收436kJ能量1molCl22molCl共價鍵斷裂吸收243kJ能量共價鍵形成釋放862kJ能量}2molHClH2(g)

+CI2(g)

=2HCI(g)H—H+Cl—Cl→2H—Cl吸收的能量(436+243)KJ

(431+431)KJ

釋放的能量<1.微觀角度：化學鍵的斷裂和形成反應結果放出能量=(431+431)—(436+243)KJ=183KJ一、化學反應中能量變化的原因學生活動2：如何從定量角度確定其吸收或放出熱量的多少呢？結合下列信息判斷H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)是吸收能量還是放出能量？并確定其具體值。反應進程能量斷1molH-H鍵吸收436kJ斷1molCl-Cl鍵吸收242kJ形成2molH-Cl鍵放出2×431kJ即862kJ能量放出能量183kJ

斷鍵吸收的總能量<成鍵放出的總能量

放熱反應在25℃、101kPa條件下H2

(g)

+Cl2

(g)

===2HCl

(g)

反應為例點燃一、化學反應中能量變化的原因1.微觀角度：化學鍵的斷裂和形成學生活動3：請同學們以反應歷程為縱坐標，能量為縱坐標，將上述過程表示在圖像中。鍵能圖

放熱反應：斷鍵吸收的總能量<成鍵放出的總能量

能量反應進程斷鍵吸收能量成鍵釋放能量釋放能量放熱反應反應物生成物能量反應進程成鍵釋放能量吸收能量斷鍵吸收能量吸熱反應

吸熱反應：斷鍵吸收的總能量>成鍵放出的總能量

一、化學反應中能量變化的原因1.微觀角度：化學鍵的斷裂和形成課本P34反應物的總能量高生成物的總能量低放熱反應生成物的總能量高反應物的總能量低吸熱反應能量圖能量反應物生成物反應過程（I）放熱反應能量反應物生成物反應過程（II）吸熱反應一、化學反應中能量變化的原因2.宏觀角度：反應物和生成物的總能量相對大小二、化學反應中能量變化

【思考3】每個反應我們都需要通過計算來確定其吸、放熱嗎？有沒有更直觀的方法呢？實驗操作

實驗現(xiàn)象結論化學方程式有氣泡產(chǎn)生；溫度升高反應產(chǎn)生氣體，放出熱量Mg＋2HCl==MgCl2＋H2↑有刺激性氣味；杯壁發(fā)涼；木片和燒杯黏結在一起；混合物呈糊狀反應產(chǎn)生NH3和H2O，吸收熱量Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl==BaCl2＋2NH3↑＋10H2O二、化學反應中能量變化1.實驗探究：化學反應中的能量變化①所有的燃燒反應；

②所有的酸堿中和反應；③大多數(shù)化合反應（N2+O2==2NO除外）；④活潑金屬跟水或酸的置換反應；⑤鋁熱反應（2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe）和物質的緩慢氧化。

常見放熱反應①大多數(shù)分解反應（2H2O2==2H2O+O2除外）；②Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O

③以C、H2、CO為還原劑部分過氧化還原反應；C+CO2=（高溫）2COC+H2O(g)=CO+H2

④碳酸氫鈉與鹽酸的反應。常見吸熱反應二、化學反應中能量變化

【思考4】在日常生活和學習中我們可以如何快速確定常見反應的其吸、放熱呢？石磯娘娘被“三昧真火”灼燒后體積縮小?你能用化學用語解釋嗎？該反應是放熱反應還是吸熱反應呢？2、放熱反應和吸熱反應①把

熱量的化學反應稱為放熱反應。②把

熱量的化學反應稱為吸熱反應。釋放吸收注意：（1）吸、放熱反應都屬于化學反應，放/吸熱過程不屬于放/吸熱反應。

比如：濃H2SO4、NaOH固體等溶于水放熱，NH4NO3、KNO3、NH4Cl等固體溶于水吸熱，以上變化過程均為物理變化，不是吸、放熱反應。二、化學反應中能量變化（2）吸、放熱反應與反應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晶體常溫下的反應為吸熱反應。1.根據(jù)日常生活和回憶已學化學反應，對下列變化按吸熱或放熱的標準分類：①鈉投入水中②煅燒石灰石制生石灰③食物腐爛④炸藥爆炸⑤氫氣在氯氣中燃燒⑥生石灰與水作用制熟石灰⑦碳與水蒸氣制取水煤氣(CO和H2)

⑧硫酸與氫氧化鈉的中和反應⑨氦氣球受熱爆炸(1)屬于放熱反應的有：

(填序號，下同)。(2)屬于吸熱反應的有：

。

①③④⑤⑥⑧

②⑦

應用體驗12.判斷正誤。(1)鎂條在空氣中燃燒是放熱反應,反應過程中所釋放的能量全部轉化為熱能。()(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)對于一個化學反應來說,當化學鍵斷裂時吸收的能量大于化學鍵形成時放出的能量,則該反應放熱。()(4)已知Fe與稀鹽酸的反應為放熱反應,則Fe的能量大于H2的能量。()(5)石墨轉化為金剛石需要吸收熱量,所以金剛石更穩(wěn)定。()×√×××應用體驗13.已知白磷和P4O6的分子結構如圖所示，現(xiàn)提供以下化學鍵的鍵能[通常把斷開(或形成)1mol化學鍵吸收(或放出)的能量稱為鍵能]：P—P為198kJ·mol－1、P—O為360kJ·mol－1、O==O為498kJ·mol－1。則P4(白磷，s)＋3O2(g)===P4O6(s)的反應是________(填“吸熱”或“放熱”)反應，生成1molP4O6(s)放出的熱量為________。放熱1638kJ斷開舊化學鍵吸收的能量為6×198kJ＋3×498kJ＝2682kJ形成新化學鍵放出的能量為12×360kJ＝4320kJ

故該反應為放熱反應4320kJ－2682kJ＝1638kJ應用體驗11.現(xiàn)階段人類獲取熱能的主要途徑：物質的燃燒煤的燃燒石油的燃燒其他物質的燃燒天然氣的燃燒最常見的常規(guī)能源是化石燃料(煤、石油和天然氣)三、化學反應中熱能的利用2.化石燃料利用過程面臨的問題一是其短期內不可再生，儲量有限，隨著能源消費需求的不斷增加，能源消費量與儲量之間的矛盾日益突顯；二是煤和石油產(chǎn)品燃燒排放的粉塵、SO2、NOx、CO等是大氣污染物的主要來源。3.解決辦法節(jié)能尋找新能源一個是燃料燃燒階段，可通過改進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；另一個環(huán)節(jié)是能量利用階段，可通過使用節(jié)能燈，改進電動機的材料和結構