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(共32张PPT)
第一课时 化学反应与热能
第六章　化学反应与能量
第一节　化学反应与能量变化
素养要求
1.知道化学反应可以实现化学能与热能的转化，认识吸热反应和放热反应。
2.能用化学键解释某些吸热反应和放热反应。
3.认识燃料的燃烧效率、保护环境、开发清洁燃料的必要性和重要性。
能源与材料、信息一起被称为现代社会发展的三大支柱。人类文明始于用火——热能的使用，现代社会的一切活动（从衣食住行到文化娱乐，从社会生产到科学研究等）都离不开能源，在影响全球经济和生活的各种因素中，能源居于首位。可以说能源是现代物质文明的原动力，与我们每个人息息相关。
在现代广泛使用的各种能源中，哪些与化学密切相关？面对能源枯竭的危机，提高能源的利用率和开辟新能源是解决这一问题的两个主要方向，在这方面化学能作出什么贡献？
【历史回顾】
烧烤全羊
古制铜酒器
炼 铁
火的历史，远比人类的历史要长得多据考古学家发现:云南的元谋人约在170万年前就开始用火了，人类开始利用燃烧产生的热量进行了“烧烤”。
燃烧产生的热量来自哪里？
今天，我们就一起来学习化学反应与热能，共同探究其中的奥秘吧
你知道其中的奥秘吗？
为什么会有热量产生？
1
认识化学反应与能量变化
任务一 认识化学反应与能量变化
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，有的释放热量，有的吸收热量。除转化为热能外，还转化为机械能、光、声、电等多种能量形式。
※化学变化过程始终伴随物质变化和能量变化
※化学变化始终遵循物质的质量守恒和能量守恒
化学反应
释放热量的反应
放热反应
体系温度升高
体系温度降低
机械能
光能
声能
电能
吸热反应
吸收热量的反应
实验操作 实验现象 结论
实验探究
任务一 认识化学反应与能量变化
实验6-1
在一只试管中加入2mL2mol/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
升高
气泡
Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑
气体
放出
有 产生；用手触摸反应后的试管，用温度计测量溶液温度温度 。
该反应产生_____，该反应 _____热量。
化学反应方程式：
任务一 认识化学反应与能量变化
实验6-2
实验探究
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。
实验操作 实验现象 结论
刺激性
发凉
黏结在一起
糊状
吸收
Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=
BaCl2＋2NH3↑＋10H2O
结论：化学反应有新物质生成，同时反应过程中伴有热量的释放或吸收。
闻到________气味；
烧杯壁_____；
木片和烧杯___________；
混合物呈_____。
该反应产生NH3和H2O，
该反应 _____热量。
化学反应方程式：
任务一 认识化学反应与能量变化
1.放热反应和吸热反应
(1)概念
①放热反应： 热量的化学反应。
②吸热反应： 热量的化学反应。
释放
吸收
体会吸、
放热反应
【实验6-1】
【实验6-2】
任务一 认识化学反应与能量变化
(1)举例说明：放出(吸收)热量的变化一定是放热(吸热)反应吗？
不一定。吸、放热反应都属于化学反应，而浓H2SO4、NaOH固体等溶于水放热，NH4NO3、KNO3、NH4Cl等固体溶于水吸热，以上变化过程均为物理变化，不是吸、放热反应。
(2)吸热反应一定需要加热才能发生吗？
不一定，吸、放热反应与反应是否需要加热等条件没有直接联系，如NH4Cl晶体与Ba(OH)2·8H2O晶体常温下的反应为吸热反应。
知识反思
任务一 认识化学反应与能量变化
2、常见的放热反应和吸热反应
放热反应 吸热反应
①所有的燃烧反应
②酸碱中和反应
③大多数化合反应
④活泼金属与水或酸的反应
⑤物质的缓慢氧化
⑥铝热反应(见第八章)
①大多数分解反应
②铵盐与碱的反应，如Ba(OH)2·8H2O晶体或Ca(OH)2与NH4Cl晶体反应
③以C、H2、CO为还原剂的部分氧化还原反应，如C与H2O(g)反应，C与CO2反应
④NaHCO3与盐酸的反应
放热物理变化：
①浓硫酸溶于水②NaOH固体溶于水③同一物质的固态→液态→气态
吸热物理变化：
①铵盐溶于水②NaHCO3固体溶于水③同一物质的气态→液态→固态
任务二 探究反应过程中能量变化的原因
资料卡片1:能量越高的物质，其稳定性越差
化学能
热能
化学反应
物质的组成、结构与 不同，所具有的能量不同。因此，一个化学反应的能量变化取决于 和 的相对大小。
状态
反应物总能量
生成物总能量
释
放
能
量
Q放
①反应物的总能量 > 生成物的总能量
（1）放热反应
3、从总能量高低理解能量变化的原因(宏观辨识)
②反应物的总能量=生成物的总能量+Q放
③化学能转化为热能
任务二 探究反应过程中能量变化的原因
①生成物的总能量 > 反应物的总能量
（2）吸热反应
②反应物的总能量 = 生成物的总能量 - Q放
③热能转化为化学能被生成物“储存”
任务二 探究反应过程中能量变化的原因
4、化学反应中能量变化的原因----微观解释
吸收
吸热
释放
放热
化学反应的本质就是旧化学键的断裂和新化学键的形成
任务二 探究反应过程中能量变化的原因
例：H2在Cl2燃烧
用化学键的观点分析
H2 + Cl2 === 2HCl
H-Cl
Cl-Cl
H-H
断 裂
断 裂
形 成
2H
思考：为什么燃烧会放出大量的热？
吸收
释放
吸收
任务二 探究反应过程中能量变化的原因
能量
反应进程
H
Cl
Cl-
H-
H-Cl
H-Cl
断1 mol H-H键吸收436kJ
断1 mol Cl-Cl键吸收243kJ
H
Cl
Cl
H
形成 2 mol
H-Cl键放出2×431 kJ即862 kJ 能量
放出能量183kJ
键能越大物质越稳定
能量越低物质越稳定
H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反应过程图示：
根据上图计算1 mol H2和1 mol Cl2断键吸收的总能量为 kJ，形成2 mol HCl共释放 kJ能量，断键吸收的总能量 成键释放的总能量，因此该反应为 反应。
679
862
放热
<
任务二 探究反应过程中能量变化的原因
画出放热、吸热反应的能量随反应过程的变化图。
放热反应
吸热反应
知识提现
反应物能量
能量
生成物能量
中间物质能量
反应物能量
生成物能量
中间物质能量
能量
反应物总键能>生成物总键能
反应物总键能<生成物总键能
总结归纳
1、判断吸热反应和放热反应的两种方法
(1)根据反应物总能量和生成物总能量的相对大小判断——反应物的总能量高于生成物的总能量的反应为放热反应，反之为吸热反应(宏观角度)。
(2)根据化学键断裂和形成时能量变化大小关系判断——断裂反应物中化学键吸收的总能量大于形成生成物中化学键释放的总能量的反应为吸热反应，反之为放热反应(微观角度)。
【拓展】键能
在25℃，101KPa条件下，形成或断裂1mol 化学键所释放或吸收的能量称为化学键的键能。
课堂练习：
已知形成1mol化学键放出的能量见下表：
化学键 H-H Cl-Cl H-Cl
能量/kJ·mol-1 436 243 431
计算反应H2 + Cl2 = 2HCl发生时，生成2mol的能量变化
H = 436kJ/mol + 243kJ/mol -2×431kJ/mol
= -183kJ/mol
典例分析
2
化学反应中热能的利用
任务三 化学反应中热能的利用
1.现阶段人类获取热能的主要途径
煤的燃烧
石油的燃烧
其他物质的燃烧
天然气的燃烧
主要形式
任务三 化学反应中热能的利用
储量有限，短期内不可再生
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。
2.化石燃料利用过程面临的问题
任务三 化学反应中热能的利用
煤、汽油和柴油等作为燃料大量使用会造成空气污染，但不使用它们又会严重影响现代社会的生产和生活。
如果你是社会不同人群，你的想法是什么？你会怎么做？
大力发展新能源，如太阳能、风能、水能等清洁能源。
例如：
节约能源逐步减少煤、汽油、柴油等燃料的使用。
任务三 化学反应中热能的利用
3.能源可持续发展的措施
提高燃料的燃烧效率
提高能源的利用率
开发使用新能源
任务三 化学反应中热能的利用
多能源结构时期
太阳能、化石能源、水能、 风能、潮汐能、地热能、生物质能、核能以 及氢能。
常见的能源主要有以下十种:
小组小结
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
当 堂 练 习
3
任务四 限时训练
1.(2023·西安长安一中高一期中)下列反应放出热量的是（ ）
A.氢氧化钡与氯化铵的反应
B.盐酸与碳酸氢钠的反应
C.灼热的炭与二氧化碳的反应
D.镁条与稀盐酸的反应
D
任务四 限时训练
2.(2023·北京育才学校高一期中)下列反应的能量变化能用如图表示的是（ ）
A.镁条与稀硫酸反应
B.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
C.氢氧化钠溶液和稀盐酸反应
D.甲烷在O2中的燃烧反应
B
任务四 限时训练
3.(2023·安徽池州高一统考期中)化学反应
A2＋B2===2AB的能量变化如图所示，则
下列说法中正确的是（ ）
A.该反应断开化学键消耗的总能量大于形
成化学键释放的总能量
B.该反应是吸热反应
C.断裂2 mol AB中化学键需要吸收y kJ能量
D.1 mol A2和1 mol B2的总能量低于2 mol AB的总能量
C
任务四 限时训练
4.(2022·黑龙江大庆中学高一期末)某反应由两步反应：A===B===C构成，它的反应能量曲线如图，下列叙述正确的是（ ）
A.两步反应均为吸热反应
B.三种化合物中C最稳定
C.A与C的能量差为E4
D.A===B反应条件一定要加热
B

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