资源简介

(共25张PPT)
第六章 化学反应与能量
第一节 化学反应与能量变化
课时1 化学反应与热能
学习目标
1、理解化学反应中能量变化的主要原因——化学键的断裂和形成。
2、熟知常见的吸热反应和放热反应，理解化学反应中的能量变化和物质所具有的能量之间的关系。
3、了解人类对化学反应中能量的利用情况，了解节能的意义和方法，感受化学学科的社会价值，培养科学态度与社会责任。
核心素养
1、宏观辨识：理解化学反应中能量的变化取决于反应物与生成物的总能量的相对大小。
2、微观探析：从化学键的断裂和形成上认识化学能量与化学变化的本质。
课堂引入
今天，让我们一起来通过化学实验，共同探究其中的奥秘吧！
现代社会中，人类的一切活动都离不开能量，从煤、石油、天然气等燃料燃烧提供的热能，到各种化学电池提供的电能，都是通过化学反应获得的。
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，例如化石燃料燃烧会释放大量的热，除了燃烧，其他化学反应也伴随着放热或吸热现象。
能量守恒定律
水煤气的燃烧
【思考】你生活中还有哪些地方利用了化学反应的能量变化？请举例说明：
感知生活中的热量变化
资料卡片：
自热包主要成分有生石灰、碳酸钠、焙烧硅藻土、铁粉、铝粉、焦炭粉、活性炭
CaO + H2O = Ca(OH)2
Fe + O2 + H2O → Fe2O3·xH2O
【实验6-1】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。
实验操作 实验现象 结论
②用手触摸试管发烫
镁与盐酸反应放出热量
①镁条逐渐溶解，有气泡产生
③温度计指示温度升高
Mg+2H+=Mg2++H2↑
1.实验探究(宏观辨识)
【实验6-2】将20g Ba(OH)2·8H2O晶体研细后与10g NH4Cl晶体一起放入烧杯中，并将烧杯放在滴有几滴水的木片上。用玻璃棒快速搅拌，闻到气体后迅速用玻璃片盖上烧杯，用手触摸杯壁下部，试着用手拿起烧杯。观察现象。
实验操作 实验现象 实验结论
该反应产生NH3和H2O ，吸收热量
①有刺激性气味气体产生，混合物呈糊状；
②用手摸烧杯底部有冰凉感觉
③用手拿起烧杯，木片粘结到烧杯的底部
1.实验探究(宏观辨识)
Ba(OH)2.8H2O+2NH4Cl=BaCI2+10H2O+2NH3↑
1.基本概念
放热反应：释放热量的化学反应
吸热反应：吸收热量的化学反应
一、吸热反应和放热反应
注意：所有化学反应都伴有能量的变化，没有能量变化的反应不发生。
你还学过哪些放热反应与吸热反应？
不一定， 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、KNO3、NH4Cl 固体溶于水，升华、蒸发属于吸热过程，不属于吸热反应。
思考:放出(吸收)热量的变化一定是放热(吸热)反应？
【思考交流】
吸热反应一定需要加热才能发生，放热反应一定不需要加热。
　错，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。放热反应有时也需要加热达到反应条件,如碳和氧气的反应。
【判断】
注意：吸热反应、放热反应 与反应是否需要加热等条件没有直接联系，
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。
放热反应 吸热反应
①所有燃烧反应（爆炸）
②酸碱中和反应
③大多数化合反应
④金属跟水或酸的反应
⑤缓慢氧化(钢铁生锈、食物的腐烂)
⑥铝热反应: Al+金属氧化物→Al2O3+金属
①大多数分解反应
②C、H2、CO等高温下作还原剂
例：C+CO2、H2+CuO、C+H2O(g)
③Ba(OH)2·8H2O＋NH4Cl
(固态铵盐与碱的反应)
④NaHCO3与盐酸的反应
2.常见的放热反应和吸热反应
阅读教材P33，思考化学反应过程中为什么会伴随着能量变化？为什么有的化学反应释放热量，有的化学反应吸收热量？
【思考】
新课讲授
1. 化学反应中能量变化的原因－反应物总能量与生成物总能量（宏观角度）
二、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。
放热反应：
反应物总能量 > 生成物总能量
化学能转化为热能
吸热反应：
反应物总能量 < 生成物总能量
热能转化为化学能
取决于反应物总能量与生成物总能量相对大小
反应物的总能量高
生成物的总能量低
—— 能量
化学能→热能
生成物的总能量高
反应物的总能量低
——能量
热能→化学能
新课讲授
2. 化学反应中能量变化的原因－化学键变化（微观角度）
二、化学反应中能量变化的原因
旧键断裂需要吸收能量
新键形成需要释放能量
化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因
断开
吸收能量
断开
吸收能量
形成
释放能量
释放能量
形成
H2 + Cl2 2HCl
【资料卡片】
键能：断开（或形成）1mol某化学键所吸收（放出）的能量叫键能。单位：kJ/mol
共价键 键能 共价键 键能
H-H 436 kJ/mol H-Cl 431 kJ/mol
Cl-Cl 243kJ/mol 946 kJ/mol
O=O 497kJ/mol O-H 463 kJ/mol
N≡N
微观探析——从化学键角度认识吸热反应、放热反应
注：1. 断开1mol化学键所吸收的能量 ===形成1mol该化学键所放出的能量
2. 键能越大，键越牢固，物质越稳定，由该键构成的分子也越稳定。
H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) 该反应是放热反应还是吸热反应？
436+243=679KJ
断键吸收的总能量
2×431=862KJ
成键释放的总能量
<
取决于断键吸收的总能量与成键放出的总能量的相对大小
放热反应
放出183 KJ能量
二、化学键与能量变化
结论：化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。
反应物
旧化学键断裂
新化学键形成
生成物
吸收能量E吸收（断键）
放出能量E放出（成键）
若E吸收（断键）>E放出（成键），吸热反应
若E吸收（断键）从化学键变化的角度理解能量变化的原因(微观探析)
反应进程
断1 mol H-H键吸收436kJ
断1 mol Cl-Cl键吸收243kJ
形成 2 mol
H-Cl键放出2×431 kJ即862 kJ 能量
放出能量183kJ
H2(g)＋Cl2(g)==2HCl(g)的反应过程图示：
2H+2Cl
E（kJ）
H2(g) + Cl2(g)
2HCl(g)
E吸收=436+243=679 kJ
E放出=431×2=862 kJ
E吸收（断键）放出183 KJ能量
试计算反应有2molHCl参加反应时吸收或放出的热量。并用图形表示出能量变化。
2HCl(g) = H2(g)＋Cl2(g)
一定条件
反应：
探究课堂
探究课堂
注：如果某反应为放热，则逆反应为吸热。
能量
反应进程
2HCl(g)
H2(g) + Cl2(g)
2H+2Cl
断开 2 mol
H-Cl键吸收2×431 kJ即862 kJ 能量
形成1 mol H-H键放出436kJ
形成1 mol Cl-Cl键放出243kJ
吸收能量183kJ
E吸收=431×2=862 kJ
E放出=436+243=679 kJ
E吸收（断键）>E放出（成键），吸热反应
吸收183 KJ能量
断键吸收的能量
成键释放的能量
【放热反应】E吸 < E放
【吸热反应】E吸 ＞ E放
化学反应过程的能量变化图
断键吸收的能量
成键释放
的能量
E反应物 ＞ E生成物
E反应物 ＜ E生成物
宏微结合
学会辨别能量-过程图
对于反应N2+3H2=2NH3，在图中找出：
（1）反应物总能量
（2）生成物总能量
（3）断键吸收的能量
（4）成键释放的能量
（5）该反应属于 反应
E2
E1
E3-E2
E3-E1
放热
【练习】
课堂小结
一、放热反应和吸热反应
二、化学反应中能量变化的原因
1. 放热反应：把释放热量的化学反应称为放热反应。
吸热反应：把吸收热量的化学反应称为吸热反应。
2. 常见的放热反应和吸热反应
1.(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
2．下列实验现象或图像信息不能说明相应的化学反应是放热反应的是（ ）
A．反应物总能量大于生成物总能量
B．反应开始后，甲处液面低于乙处液面
C．反应开始后，针筒活塞向右移动
D．反应开始后，饱和石灰水变浑浊
C
3.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键放出x kJ的能量
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
4．（2020·新疆生产建设兵团第四师第一中学高一期中）金刚石和石墨是碳元素的两种结构不同的单质，在100kPa时，1mol石墨转化为金刚石，要吸收1.895KJ的热能。据此，试判断在100kPa压强下，下列结论正确的是（ ）
A．石墨比金刚石稳定 B．金刚石比石墨稳定
C．1mol石墨比1mol金刚石的总能量高 D．石墨和金刚石是同位素
C
谢谢观看
THANKS

展开更多......

收起↑