资源简介

(共57张PPT)
§6.2 化学反应中的热
不仅仅是食物，每种物质的内部都蕴含着化学能。
食物中的热量
一、化学反应中的能量变化
一、化学反应中的能量变化
物质的燃烧也释放出能量。
一、化学反应中的能量变化
能量可以转化为不同的形式。化学能除了转化为光能、热能外，还可以转化为电能。相反，也可以由电能、光能转化为化学能。这些都遵循着能量守恒定律。
一、化学反应中的能量变化
如何通过实验说明反应中有热量变化？
【实验1】
在一支试管中加入2mL 2mol/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。
一、化学反应中的能量变化
实验操作 实验现象 结论
①镁条溶解，看到有气泡产生 ②用手触摸反应后的试管， . ③用温度计测得反应后温度_______ 该反应 热量
手感到发烫
升高
放出
Mg+2H+=Mg2++H2↑
离子方程式：
一、化学反应中的能量变化
如何通过实验说明反应中有热量变化？
【实验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。观察现象。
一、化学反应中的能量变化
如何过实验说明反应中有热量变化？
一、化学反应中的能量变化
实验操作 实验现象 结论
①闻到 气味 ②用手触摸杯壁下部，__________ ③混合物呈 状 该反应 热量。
冰凉
吸收
刺激性
糊
化学方程式：
Ba(OH)2.8H2O+2NH4Cl=BaCI2+10H2O+2NH3↑
一、化学反应中的能量变化
化学反应伴随着能量变化，通常表现为热量变化。
吸收热的化学反应
放热反应
吸热反应
放出热的化学反应
一、化学反应中的能量变化
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
特别提醒：
吸热反应和放热反应均是化学反应。
NaOH固体溶于水、浓H2SO4溶于水，属于放热过程，不属于放热反应；
NH4NO3固体溶于水，升华、蒸发属于吸热过程，不属于吸热反应。
一、化学反应中的能量变化
当能量变化以热能的形式表现时，化学反应可以分为：
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铵盐与碱的反应，如Ba(OH)2·8H2O或Ca(OH)2与NH4Cl反应
③C与H2O(g)反应，C与CO2反应
④NaHCO3与盐酸的反应
吸热反应
放热反应
例1.下列变化中属于吸热反应的是（ ）
①铝片与稀盐酸的反应　②将胆矾加热变为白色粉末　③干冰汽化　④氯酸钾分解制氧气　⑤甲烷在氧气中的燃烧反应
A.①④ B.②③
C.①④⑤ D.②④
D
典例解析
典例解析
例2 ：判断下列反应是放热反应还是吸热反应？
1. 镁条的燃烧。
2. 高温下木炭与二氧化碳反应生成一氧化碳。
3. 氧化钙与水的反应。
4. 高温煅烧石灰石(主要成分是CaCO3)制生石灰(CaO)。
5. 炸药爆炸
6. Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应
7. 甲烷在氧气中的燃烧
8. 盐酸与氢氧化钠溶液反应
放热反应
放热反应
放热反应
放热反应
放热反应
吸热反应
吸热反应
吸热反应
二、化学反应中能量变化原因
∑E(反应物)
放出能量
∑E(生成物)
高
低
∑E(反应物) ＞ ∑E(生成物)
放出部分空气
+ 放出的能量=
放热反应
化学反应过程中为什么会有能量的变化？
1.宏观角度
二、化学反应中能量变化原因
高
低
吸收能量
∑E(反应物) + 吸收的能量=
∑E(反应物) ＜ ∑E(生成物)
吸热反应
∑E(生成物)
吹进部分空气
二、化学反应中能量变化原因
吸热反应：
反应物总能量 < 生成物总能量
放热反应：
反应物总能量 > 生成物总能量
用图形表征化学反应中能量变化
能量越低越稳定
二、化学反应中能量变化原因
【例3】硅是太阳能电池的重要材料。工业冶炼纯硅的原理是：
化学反应与能量变化如图所示，回答下列问题：
①是_____反应，②是_____反应，③是_____反应(填“吸热”或“放热”)。
吸热
放热
吸热
思考
化学反应中的能量变化，可以用反应物与生成物的总能量的变化来说明，微观上怎么解释？
提示：化学反应是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。
旧化学键断裂和新化学键形成有无能量变化？
二、化学反应中能量变化原因
二、化学反应中能量变化原因
分开小磁球需要能量（需施外力）
小磁球相互吸引会释放能量（球体因撞击而发热）
化学键如同小磁球之间的作用力，
旧化学键断裂需要吸收能量，新化学键形成会放出能量。
二、化学反应中能量变化原因
2、化学键角度（微观层面）
Cl2 ＋ H2 = 2HCl
H
H
Cl
Cl
Cl
Cl
H
H
Cl
H
Cl
H
吸收能量
释放能量
二、化学反应中能量变化原因
图中的x、y值分别为多少？
吸收 242.7kJ + 436.4kJ
H－H
Cl－Cl
2H－Cl
放出 2 × 431.8kJ
=679.1kJ
=863.6kJ
Cl2 ＋ H2 = 2HCl
H
H
Cl
Cl
Cl
H
二、化学反应中能量变化原因
计算该反应的ΔH？
吸收 242.7kJ + 436.4kJ
H－H
Cl－Cl
2H－Cl
放出 2 × 431.8kJ
该反应放出能量:
=679.1kJ
=863.6kJ
<
863.6kJ － 679.1kJ =184.5kJ
Cl2 ＋ H2 = 2HCl
H
H
Cl
Cl
Cl
H
二、化学反应中能量变化原因
吸收
放出
吸热
放热
化学键的断裂和形成是物质在化学反应中发生
能量变化的本质原因。
二、化学反应中能量变化原因
【例4】已知断裂1 mol共价键所需要吸收的能量分别为：
H—H键：436 kJ；I—I键：153kJ；H—I键：299 kJ。
下列对反应H2(g)＋I2(g) 2HI(g)的判断中，错误的是(　　)
A．该反应是放出能量的反应
B．该反应是吸收能量的反应
C．该反应是氧化还原反应
D．I2与H2具有的总能量大于生成的HI具有的总能量
B
二、化学反应中能量变化原因
共价键的键能：
断开气态物质中1mol某种共价键生成气态原子需要吸收的能量。
1、共价键的键能越大，该共价键越牢固。
2、断开1mol某化学键所需的能量与形成1mol该化学键放出的能量相等。
二、化学反应中能量变化原因
物质能量高低、化学键能大小、稳定性三者之间的的关系是怎样的？
物质的化学键越牢固，
断裂时需要吸收的能量越多，
形成时释放的能量越多，
物质具有的能量越低，
物质越稳定。
石墨比金刚石更稳定
讨论
二、化学反应中的能量变化
对于可逆反应来说，若正反应是放热反应，则逆反应是吸热反应，反之亦然。
二、化学反应中的能量变化
规律 吸热反应和放热反应的判断方法
(2)根据化学键断裂或形成时的能量变化判断——用于计算。
若断裂反应物中的化学键所吸收的总能量小于形成生成物中化学键所放出的总能量,属于放热反应,反之是吸热反应。
(1)根据反应物和生成物的总能量的相对大小判断——决定因素。
若反应物的总能量大于生成物的总能量,属于放热反应,反之是吸热反应。
(3)根据反应物和生成物的相对稳定性判断。
由不稳定的物质(能量高)生成稳定的物质(能量低)的反应为放热反应，反之为吸热反应。
二、化学反应中的能量变化
规律 吸热反应和放热反应的判断方法
(4)根据反应条件判断。
凡是持续加热才能进行的反应一般是吸热反应。
典例解析
例5．化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。共价键的键能是两种原子间形成1 mol共价键(或其可逆过程)时释放(或吸收)的能量。已知H—H键的键能为436 kJ·mol－1、Cl—Cl 键的键能为243 kJ·mol－1、H—Cl键的键能为x，若1 mol H2(g)与1 mol Cl2(g)反应生成2 mol HCl(g)放出183 kJ的热量，则x为(　　)
A．496 kJ·mol－1　　　　 B．431 kJ·mol－1
C．862 kJ·mol－1 D．248 kJ·mol－1
B
三、热化学方程式
化学反应中的热量变化
如何定量表示？
三、热化学方程式
1、概念：能表示化学反应中放出或吸收的热量的化学方程式。
C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.6 kJ·mol－1
2、意义：
①表明了化学反应中的物质变化
②表明了化学反应中的热量变化
物质变化
热量变化
三、热化学方程式
观察下列两个热化学方程式，与化学方程式相比，热化学方程式有哪些不同？
三、热化学方程式
3、热化学方程式的书写注意事项：
②反应放出或吸收的热用ΔH表示，在化学方程式的右边用空格隔开，负值表示在该条件下反应放热，正值表示在该条件下反应吸热，
单位为：kJ mol－1；
①需要标明所有物质在反应条件下的状态(气态、液态、固态、溶液分别用g、l、s、aq表示)；
三、热化学方程式
3、热化学方程式的书写注意事项：
④ΔH的数值与化学计量数成正比例关系。
对于同一反应，正反应与逆反应的ΔH 数值相等，符号相反。
③化学计量数可以是整数，也可以是分数，只表示该物质的物质的量；
三、热化学方程式
3、热化学方程式的书写注意事项：
⑤不需要注明反应条件，不用标↑、↓ ；
CaCO3(s) = CaO(s) +CO2(g) △H= 178.2 kJ mol－1
表示1 mol CaCO3固体完全分解生成1 mol CaO固体和1 mol CO2气体吸收178.2 kJ的热量。
该热化学方程式表示的含义是什么？
三、热化学方程式
“五看”法判断热化学方程式的正误
一看方程式是否配平；
二看各物质的聚集状态是否正确；
三看ΔH的“＋”“－”符号是否正确；
四看反应热的单位是否为“kJ·mol－1”；
五看反应热的数值与化学计量数是否对应。
技巧
典例解析
例6．在常温常压下，1 g H2在足量Cl2中完全燃烧生成HCl气体，放出92.3 kJ 的热量。下列热化学方程式中正确的是(　　)
A．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－92.3 kJ·mol－1
B．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH＝92.3 kJ·mol－1
C．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝184.6 kJ·mol－ D．2HCl(g)===H2(g)＋Cl2(g) ΔH＝184.6 kJ·mol－1
D
三、热化学方程式
（1）2SO2＋O2===2SO3　ΔH＝－196.6 kJ·mol－1
（2）2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH＝－517.6 kJ·mol－1
（3）H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ
（4）C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝393.5 kJ·mol－1
（5）CaCO3(g)===CaO＋CO2(g)　ΔH＝177.7 kJ
（6）C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH＝－131.3 kJ·mol－1
例7：判断正误并说明原因
未标明物质状态
正确
ΔH单位错误
ΔH应为负值
CaO未标明状态
ΔH应为正值
三、热化学方程式
4、热化学方程式的书写步骤
例8：根据所给信息完成下列热化学方程式：
(1)已知1 mol C(s)与适量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)，吸收131.3 kJ热量，请写出该反应的热化学方程式：_________________________________。
(2)1.7 g NH3(g)发生催化氧化反应生成气态产物，放出22.67 kJ的热量，请写出该反应的热化学方程式_____________________________________。
(3)已知：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，请写出1 mol NH3分解对应的热化学方程式：_____________________。
三、热化学方程式
热值：一定条件下单位质量的可燃物完全燃烧所放出的热。
物质 煤炭 石油 天然气 氢气
热值/kJ·g－1 约33 约48 约56 143
根据数据，分析热值大小。
氢气>天然气>石油>煤炭
C(s)＋O2(g)===CO2(g)　 ΔH＝－393.6 kJ·mol－1
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l) 　ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
制备
存储
运输
开采成本
四、燃料燃烧释放的能量
知识梳理
1. 热值：一定条件下单位质量的可燃物完全燃烧所放出的热。
2. 常见燃料
（1）目前使用最多的能源：化石燃料。
（2）化石燃料需亟待解决的问题
储量有限，不可再生；燃烧利用率低，污染环境。
产生的大气污染物：粉尘、SO2、氮氧化物(NOx)、CO等
（3）节能减排的措施
节约现有能源；提高燃料使用效率；开发新能源
四、燃料燃烧释放的能量
下图为近30年我国能源消费结构的变化，分析呈现的特点？这30年发生的变化？原因分析？
目前我国使用最多的能源：
化石燃料，即煤、石油、天然气。
尤其是煤，远高于世界平均水平。
四、燃料燃烧释放的能量
2019年中国能源消费总量初步统计，全年能源消费总量48.6亿吨标准煤，消费量占能源消费总量的57.7%；天然气、水电、核电、风电等清洁能源消费量占能源消费总量的23.4%
新能源有太阳能、水能、风能、地热能、海洋能和氢能等。
四、燃料燃烧释放的能量
在生产和生活中应根据什么标准来选择燃料？
①热值；②价格；③对环境的影响；④储量；⑤开采、运输。
氢气燃烧 1 g 释放143 kJ的热，是汽油的3倍——热值高；
产物水——环保；
来源水——原料广泛。
还有太阳能等。
四、燃料燃烧释放的能量
在生产和生活中应根据什么标准来选择燃料？
①热值；②价格；③对环境的影响；④储量；⑤开采、运输。
为何太阳能、氢能等新能源不大规模使用，面临什么困境？
四、燃料燃烧释放的能量
1. 能源特点：热值高；原料广；无污染。
2. 目前氢燃料的应用实例
(1)作人造卫星和运载火箭
(2)作氢动力汽车、混合动力有轨电车
(3)氢燃料电池
五、氢燃料的应用前景
3. 氢能的产生
(1)水煤气法
(2)电解水
五、氢燃料的应用前景
3. 氢能的产生
(3)光解法
五、氢燃料的应用前景
4. 开发和利用氢能需要克服的问题
(1)困难：能耗高、储存和运输困难等。
(2)方法：
①研究太阳能分解水、蓝绿藻等低等植物和微生物在阳光作用下分解水制氢气等新方法，解决能耗问题。
②发现和应用贮氢材料，解决氢气的储存和运输问题。
五、氢燃料的应用前景
太阳能的利用
1.太阳能的特点
优点：太阳能是巨大、无尽的能源；太阳能为人类共享，
可免费使用；对环境无污染。
缺点：受季节、地区、气候等影响，不能维持常量等。
2.太阳能与其他能源的转换关系
直接利用：光合作用、太阳能热水器、太阳能电池、光解水制氢气
（光能分别转为化学能、热能、电能）
间接利用：化石燃料、火力发电
（太阳能间接转为化学能、机械能和电能）
拓展视野
1.下列说法不正确的是(　　)
①化石燃料在任何条件下都能充分燃烧
②化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体
③直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果好
④固体煤变为气体燃料后，燃烧效率更低
A.①④ B.②③④ C.②③ D.①③④
解析：化石燃料充分燃烧的条件是燃料与空气或氧气要尽可能充分地接触，且空气或氧气要适当过量，①不正确；固体煤变为气体燃料后，接触面积增大，燃烧更充分，燃烧效率更高，④不正确。
A
随堂练习
2. 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2 mol A—B键需要吸收y kJ的能量
C.2 mol AB的总能量高于1 mol A2和1 mol B2的总能量
D.断裂1 mol A—A键和1 mol B—B键能放出x kJ的能量
B
解析：A项，因反应物的总能量高于生成物的总能量，故该反应是放热反应，错误。B项，化学键的断裂需要吸收能量，由题图可知，断裂2 mol A—B键需要吸收y kJ能量，正确。C项，由题图可知，1 mol A2和1 mol B2的总能量高于2 mol AB的总能量，错误。D项，化学键的断裂需要吸收能量，而不是放出能量，错误。
随堂练习
3.已知断裂1 mol H2(g)、1 mol N2(g)分子中的化学键需要吸收的能量分别为
436 kJ、943 kJ，N2(g)与H2(g)反应生成1 mol NH3(g)的能量变化如图所示：
(1)N2(g)与H2(g)反应生成1 mol NH3(g)______(填“吸收”或“放出”)的能量为____kJ。
(2)断裂1 mol N—H键需要吸收的能量为________ kJ。
放出
46
390.5
随堂练习
谢谢观看
THANKS

展开更多......

收起↑