资源简介 6.1 课时1 化学反应与热能【学习目标】 1.通过实验探究,认识常见的吸热反应和放热反应。 2.能从化学键的断裂与形成的角度以及物质的能量角度,理解化学反应中能量变化的原因。 3.了解化学反应中能量变化的应用。【自主预习】一、放热反应与吸热反应放热反应: 热量的化学反应。吸热反应: 热量的化学反应。二、化学反应存在能量变化的原因1.从化学键的变化理解——主要原因2.从物质储存化学能的角度理解宏观解释 化学反应 热量 化学反应 热量放热反应示意图吸热反应示意图(1) 反应可以看成是反应物所具有的化学能转化为热能释放出来。(2) 反应可以看成是热能转化为化学能被生成物所“储存”。三、人类对能源的利用1.利用的三个阶段:2.化石燃料利用过程中亟待解决的两方面问题(1)短期内不可再生,储量有限;(2)煤和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。3.在燃料利用过程中,节能的主要环节:(1)燃料燃烧阶段——可通过改进锅炉的炉型和燃料空气比、清理积灰等方法提高燃料的燃烧效率;(2)能量利用阶段——可通过使用节能灯,改进电动机的材料和结构,以及发电厂、钢铁厂余热与城市供热联产等措施促进能源循环利用,有效提高能源利用率。4.新能源(1)特点:资源丰富、 、 。(2)人们比较关注的新能源: 能、 能、地热能、海洋能和 能等。1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)化学能可以转变成为热能、电能等。 ( )(2)化学反应必然伴随着能量变化。 ( )(3)化学反应中的能量变化主要是由化学键的变化引起的。 ( )(4)化学反应中能量变化的多少与反应物的质量无关。 ( )(5)放热反应不需要加热就能发生,吸热反应不加热就不能发生。 ( )(6)吸热反应在任何条件下都不能发生。 ( )(7)吸热反应中,反应物化学键断裂吸收的总能量高于生成物形成化学键放出的总能量。 ( )2.有的化学反应需要加热,该反应是否为吸热反应 有的化学反应在常温下能够进行,该反应是否为放热反应 3.冬季生活中常常采用下列方法获得热量:①烧炭取暖;②用电暖器取暖;③天然气壁挂炉取暖;④空调取暖;⑤地下水循环取暖等。这些都属于放热反应吗 【合作探究】 实验探究吸热反应与放热反应 现代社会中,人类的一切活动(从衣食住行到文化娱乐,从社会生产到科学研究等)都离不开能量,而许多能量的利用与化学反应中能量变化密切相关。从煤、石油、天然气等提供的热能,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。1.实验探究放热反应与吸热反应实验操作 实验现象 实验结论(1)看到有 产生; (2)用手触摸反应后的试管,手感到 ; (3)温度计显示溶液温度 反应的化学方程式为 ,该反应 热量(1)闻到 气味; (2)用手触摸杯壁下部,有 的感觉; (3)用手拿起烧杯,木片 ; (4)烧杯内反应物呈 状 反应的化学方程式为 ,该反应 热量2.原理分析(1)化学反应中的能量变化,是不是都表现为热量变化 (2)化学反应过程都伴随着能量变化,伴随能量变化的过程都是化学反应吗 (3)NaOH固体溶于水放出热量,NaOH固体溶于水是放热反应吗 放热反应与吸热反应的比较放热反应 吸热反应形成 原因 反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量 反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量与化学 键强弱 的关系 生成物分子成键时释放的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量 生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量反应过 程图示示例 ①活泼金属与水或酸的反应 ②燃烧反应 ③中和反应 ④大部分化合反应 ①Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应 ②C与H2O(g)、CO2的反应 ③大部分分解反应下列反应既属于氧化还原反应,又属于吸热反应的是( )。A.铝片与稀盐酸的反应B.Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应C.高温下C与CO2的反应D.甲烷在氧气中的燃烧下列有关化学能与热能的说法正确的是( )。A.氢气和氯气的反应属于吸热反应B.H2H+H的变化需要吸收能量C.凡经加热而发生的化学反应都是吸热反应D.冰融化成水属于吸热反应方法技巧 正确理解吸热反应和放热反应 1.“三个不一定” (1)需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应,如碳和氧气的反应。 (2)放热反应在常温下不一定容易发生,如物质燃烧。 (3)吸热反应也不一定需要加热,如Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体的反应。 2.区分吸、放热反应和吸、放热过程 吸热反应和放热反应都是化学变化。如NaOH固体溶于水是放热过程,但不是放热反应;如升华、蒸发等过程是吸热过程,但不是吸热反应。 探究化学反应中能量变化的原因从化学键角度判断化学反应中的能量变化用Q(吸)表示反应物化学键断裂时吸收的总能量,Q(放)表示生成物化学键形成时放出的总能量。公式:ΔQ=Q(吸)-Q(放)利用化学键形成和断裂时的能量变化计算化学反应中的能量变化:(1)若ΔQ>0,说明反应物断键时吸收的总能量>生成物成键时放出的总能量,即反应吸收能量。(2)若ΔQ<0,说明反应物断键时吸收的总能量<生成物成键时放出的总能量,即反应放出能量。化学反应A2+B22AB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和1 mol B—B放出x kJ的能量C.断裂2 mol A—B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的总能量根据下列信息判断氢气燃烧生成水时的热量变化,其中一定正确的是( )。A.H2O分解为H2与O2时放出热量B.生成1 mol H2O(g)时吸收热量245 kJC.甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为乙>甲>丙D.氢气和氧气的总能量小于水的能量规律方法 化学反应中反应热的注意事项 (1)注意共价化合物中的共价键数目,如1 mol H2O中含有2 mol H—O,1 mol H2O2中含有2 mol H—O和1 mol O—O。 (2)计算时要注意化学计量数与共价键总数的关系,不能都按1 mol计算,要根据实际配平的化学方程式计算反应物断键吸收或生成物成键释放的总能量。【随堂检测】1.对于氢气和氯气化合生成氯化氢的反应,下列说法错误的是( )。A.断开H2中的化学键要吸收能量B.形成HCl中的化学键要释放能量C.以上反应中,反应物的总能量低于生成物的总能量D.化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因2.下列变化中属于吸热反应的是( )。①液态水汽化 ②将胆矾加热变成白色粉末 ③浓硫酸稀释 ④氯酸钾分解制氧气 ⑤生石灰与水反应生成熟石灰A.①④ B.②③ C.①④⑤ D.②④3.(创新题)一氧化碳是合成一系列基本有机化工产品和中间体的重要原料。下列有关CO的说法正确的是( )。A.CO燃烧过程中的能量变化如图所示B.等质量的C燃烧生成CO2比生成CO放出的能量多C.C和CO2反应生成CO是放热反应D.断裂CO和CO2中的碳氧键吸收的能量一样多4.航天领域常用“液氧-煤油”“液氧-液氢”等火箭推进剂。下列关于火箭推进剂的说法错误的是( )。A.推进剂中燃料燃烧的反应是吸热反应B.“液氧-煤油”推进剂的燃烧产物含有CO2C.“液氧-液氢”推进剂具有清洁等优点,但储存和运输较为困难D.火箭推进剂的发展对人类社会的进步具有促进作用5.已知2SO2+O22SO3为放热反应,下列关于该反应的说法正确的是( )。A.1 mol O2具有的能量一定高于2 mol SO2具有的能量B.2 mol SO2和1 mol O2具有的总能量一定高于2 mol SO3具有的总能量C.2 mol SO2的总键能一定低于2 mol SO3的总键能D.因该反应为放热反应,故不必加热就可以}6.已知N2(g)和O2(g)反应生成2 mol NO(g)吸收180 kJ能量,反应过程中的能量变化如图所示。根据图示回答下列问题:(1)该反应中反应物所具有的总能量 (填“高于”或“低于”)生成物所具有的总能量。(2)1 mol NO(g)分子中的化学键断裂时要吸收 kJ能量。(3)断裂1 mol N≡N吸收的能量值x为 。参考答案自主预习·悟新知一、释放 吸收二、1.吸收能量 释放能量 2.放出 吸收 (1)放热(2)吸热三、4.(1)可以再生 对环境无污染 (2)太阳 风 氢效果检测1.(1)√ (2)√ (3)√ (4)× (5)× (6)× (7)√2.都不一定。原因是化学反应放热还是吸热取决于反应物和生成物所具有总能量的相对大小,与反应是否需要加热无关。3.①③属于放热反应。发生化学反应时释放热量才是放热反应,①③分别属于煤炭和甲烷的燃烧反应;②④是电能转化为热能;⑤只有热量的交换,没有物质变化。合作探究·提素养任务1 实验探究吸热反应与放热反应实验探究1.气泡 发烫 升高 Mg+2HClMgCl2+H2↑ 放出 刺激性 冰凉 黏结到烧杯底部 糊 Ba(OH)2·8H2O+2NH4ClBaCl2+2NH3↑+10H2O 吸收2.(1)主要表现为热量变化,还有转化为光能等释放出来,或者是热能、电能或光能转化为物质内部的能量(化学能)被“储存”起来。(2)不一定,如核反应、物质三态变化都有能量变化,但它们不属于化学反应。(3)吸热反应和放热反应均是化学反应。注意明确某些吸热过程和放热过程不属于化学反应。例如:NaOH固体溶于水和浓硫酸稀释均属于放热过程,NH4NO3固体溶于水属于吸热过程。三者都不是化学反应,不属于吸热反应或放热反应。典型例题例1 C 解析 A项,反应2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑既属于氧化还原反应,又属于放热反应;B项,反应Ba(OH)2·8H2O+2NH4ClBaCl2+2NH3↑+10H2O既属于非氧化还原反应,又属于吸热反应;C项,高温下C与CO2的反应既属于氧化还原反应,又属于吸热反应;D项,甲烷在氧气中的燃烧既属于氧化还原反应,又属于放热反应。例2 B 解析 氢气和氯气的反应属于燃烧,是放热反应,A项错误;破坏化学键,需要吸收能量,B项正确;木柴燃烧等也需要加热,但是属于放热反应,C项错误;冰融化成水属于物理过程,不是化学变化,D项错误。任务2 探究化学反应中能量变化的原因典型例题例3 C 解析 由图可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应是放热反应,A、D两项错误;断键时需要吸收能量,B项错误,C项正确。例4 C 解析 根据能量变化可知,1 mol H2与 mol O2断键时共吸收685 kJ能量,而生成1 mol H2O(g)放出930 kJ能量,所以H2(g)燃烧生成H2O(g)的反应是放热反应,则H2O(g)的分解是吸热反应。随堂检测·精评价1.C 解析 断键需要吸收能量,A项正确;形成化学键需要释放能量,B项正确;氢气与氯气化合生成氯化氢的反应为放热反应,故反应物的总能量高于生成物的总能量,C项错误;化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因,D项正确。2.D 解析 放热反应和吸热反应都是化学反应。⑤为放热反应,②④为吸热反应,①液态水汽化是吸热过程,③浓硫酸稀释是放热过程,①③均为物理变化,D项正确。3.B 解析 CO燃烧是放热反应,反应物的总能量大于生成物的总能量,A项错误:等质量的C完全燃烧比不完全燃烧放出的能量要多,B项正确;C和CO2反应得到CO的反应是吸热反应,C项错误;CO和CO2中的碳氧键不同,断键吸收的能量不一样多,D项错误。4.A 解析 A项,推进剂中燃料燃烧的反应是放热反应,错误。5.B 解析 反应物的总能量高于生成物的总能量,反应放热,A项错误,B项正确;反应物的总键能低于生成物的总键能的反应为放热反应,C项错误;放热反应只表明反应物的总能量比生成物的总能量高,而加热是反应的条件,两者无必然联系,许多放热反应也必须加热才能开始进行,D项错误。6.(1)低于(2)632(3)946解析 根据图示,断裂旧化学键所吸收的能量为(x+498) kJ,形成新化学键所释放的能量为2×632 kJ=1 264 kJ,每生成2 mol NO(g)所吸收能量为180 kJ,因此有180 kJ=(x+498) kJ-1 264 kJ,故x为946。(共31张PPT)第六章化学反应与能量第一节 化学反应与能量变化第1课时 化学反应与热能1.通过实验探究,认识常见的吸热反应和放热反应。2.能从化学键的断裂与形成的角度以及物质的能量角度,理解化学反应中能量变化的原因。3.了解化学反应中能量变化的应用。一、放热反应与吸热反应放热反应:______热量的化学反应。吸热反应:______热量的化学反应。释放吸收二、化学反应存在能量变化的原因1.从化学键的变化理解——主要原因2.从物质储存化学能的角度理解宏观解释 化学反应______热量_______________________________化学反应______热量放出吸收放热反应示意图 ______________________________________________________续表吸热反应示意图 ______________________________________________________(1)______反应可以看成是反应物所具有的化学能转化为热能释放出来。(2)______反应可以看成是热能转化为化学能被生成物所“储存”。放热吸热续表三、人类对能源的利用1.利用的三个阶段:2.化石燃料利用过程中亟待解决的两方面问题(1)短期内不可再生,储量有限;(2)煤和石油产品燃烧排放的粉尘、、、 等是大气污染物的主要来源。3.在燃料利用过程中,节能的主要环节:(1)燃料燃烧阶段——可通过改进锅炉的炉型和燃料空气比、清理积灰等方法提高燃料的燃烧效率;(2)能量利用阶段——可通过使用节能灯,改进电动机的材料和结构,以及发电厂、钢铁厂余热与城市供热联产等措施促进能源循环利用,有效提高能源利用率。4.新能源(1)特点:资源丰富、__________、______________。(2)人们比较关注的新能源:______能、____能、地热能、海洋能和____能等。可以再生对环境无污染太阳风氢1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1) 化学能可以转变成为热能、电能等。( )√(2) 化学反应必然伴随着能量变化。( )√(3) 化学反应中的能量变化主要是由化学键的变化引起的。( )√(4) 化学反应中能量变化的多少与反应物的质量无关。( )×(5) 放热反应不需要加热就能发生,吸热反应不加热就不能发生。( )×(6) 吸热反应在任何条件下都不能发生。( )×(7) 吸热反应中,反应物化学键断裂吸收的总能量高于生成物形成化学键放出的总能量。( )√2.有的化学反应需要加热,该反应是否为吸热反应?有的化学反应在常温下能够进行,该反应是否为放热反应?[答案] 都不一定。原因是化学反应放热还是吸热取决于反应物和生成物所具有总能量的相对大小,与反应是否需要加热无关。3.冬季生活中常常采用下列方法获得热量:①烧炭取暖;②用电暖器取暖;③天然气壁挂炉取暖;④空调取暖;⑤地下水循环取暖等。这些都属于放热反应吗?[答案] ①③属于放热反应。发生化学反应时释放热量才是放热反应,①③分别属于煤炭和甲烷的燃烧反应;②④是电能转化为热能;⑤只有热量的交换,没有物质变化。任务1 实验探究吸热反应与放热反应现代社会中,人类的一切活动(从衣食住行到文化娱乐,从社会生产到科学研究等)都离不开能量,而许多能量的利用与化学反应中能量变化密切相关。从煤、石油、天然气等提供的热能,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。1.实验探究放热反应与吸热反应实验操作 实验现象 实验结论_______________________________________ (1)看到有______产生; (2)用手触摸反应后的试管, 手感到______; (3)温度计显示溶液温度 ______ 反应的化学方程式为_____________________________,该反应______热量气泡发烫升高放出实验操作 实验现象 实验结论_________________________________________ (1)闻到________气味; (2)用手触摸杯壁下部,有 ______的感觉; (3)用手拿起烧杯,木片_____ ___________; (4)烧杯内反应物呈____状 反应的化学方程式为______________________________________________________,该反应______热量刺激性冰凉黏结到烧杯底部糊吸收续表2.原理分析(1) 化学反应中的能量变化,是不是都表现为热量变化?[答案] 主要表现为热量变化,还有转化为光能等释放出来,或者是热能、电能或光能转化为物质内部的能量(化学能)被“储存”起来。(2) 化学反应过程都伴随着能量变化,伴随能量变化的过程都是化学反应吗?[答案] 不一定,如核反应、物质三态变化都有能量变化,但它们不属于化学反应。(3) 固体溶于水放出热量, 固体溶于水是放热反应吗?[答案] 吸热反应和放热反应均是化学反应。注意明确某些吸热过程和放热过程不属于化学反应。例如:固体溶于水和浓硫酸稀释均属于放热过程, 固体溶于水属于吸热过程。三者都不是化学反应,不属于吸热反应或放热反应。放热反应与吸热反应的比较放热反应 吸热反应形成原因 反应物具有的总能量大于生成 物具有的总能量 反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量与化学键 强弱的关 系 生成物分子成键时释放的总能 量大于反应物分子断键时吸收 的总能量 生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量放热反应 吸热反应反应过程 图示 ______________________________________________ ________________________________________________示例 ①活泼金属与水或酸的反应 ②燃烧反应 ③中和反应 ④大部分化合反应 与 反应与、 的反应③大部分分解反应续表例1 下列反应既属于氧化还原反应,又属于吸热反应的是( ) 。CA.铝片与稀盐酸的反应B.晶体与 晶体的反应C.高温下C与 的反应D.甲烷在氧气中的燃烧[解析] 项,反应 既属于氧化还原反应,又属于放热反应;B项,反应 既属于非氧化还原反应,又属于吸热反应;C项,高温下C与 的反应既属于氧化还原反应,又属于吸热反应;D项,甲烷在氧气中的燃烧既属于氧化还原反应,又属于放热反应。例2 下列有关化学能与热能的说法正确的是( ) 。BA.氢气和氯气的反应属于吸热反应B. 的变化需要吸收能量C.凡经加热而发生的化学反应都是吸热反应D.冰融化成水属于吸热反应[解析] 氢气和氯气的反应属于燃烧,是放热反应,A项错误;破坏化学键,需要吸收能量,B项正确;木柴燃烧等也需要加热,但是属于放热反应,C项错误;冰融化成水属于物理过程,不是化学变化,D项错误。方法技巧正确理解吸热反应和放热反应1.“三个不一定”(1)需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应,如碳和氧气的反应。(2)放热反应在常温下不一定容易发生,如物质燃烧。(3)吸热反应也不一定需要加热,如晶体和晶体的反应。2.区分吸、放热反应和吸、放热过程吸热反应和放热反应都是化学变化。如固体溶于水是放热过程,但不是放热反应;如升华、蒸发等过程是吸热过程,但不是吸热反应。任务2 探究化学反应中能量变化的原因从化学键角度判断化学反应中的能量变化用(吸)表示反应物化学键断裂时吸收的总能量,(放)表示生成物化学键形成时放出的总能量。公式:(吸)(放)利用化学键形成和断裂时的能量变化计算化学反应中的能量变化:(1)若,说明反应物断键时吸收的总能量 生成物成键时放出的总能量,即反应吸收能量。(2)若,说明反应物断键时吸收的总能量 生成物成键时放出的总能量,即反应放出能量。例3 化学反应 的能量变化如图所示,则下列说法正确的是( ) 。CA.该反应是吸热反应B.断裂和放出 的能量C.断裂需要吸收 的能量D.的总能量高于和 的总能量[解析] 由图可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应是放热反应,A、D两项错误;断键时需要吸收能量,B项错误,C项正确。例4 根据下列信息判断氢气燃烧生成水时的热量变化,其中一定正确的是( ) 。CA.分解为与 时放出热量B.生成时吸收热量C.甲、乙、丙中物质所具有的总能量大小关系为乙 甲 丙D.氢气和氧气的总能量小于水的能量[解析] 根据能量变化可知,与断键时共吸收 能量,而生成放出能量,所以燃烧生成 的反应是放热反应,则的分解是吸热反应。规律方法化学反应中反应热的注意事项(1)注意共价化合物中的共价键数目,如中含有,中含有和。(2)计算时要注意化学计量数与共价键总数的关系,不能都按计算,要根据实际配平的化学方程式计算反应物断键吸收或生成物成键释放的总能量。1.对于氢气和氯气化合生成氯化氢的反应,下列说法错误的是( ) 。CA.断开 中的化学键要吸收能量B.形成 中的化学键要释放能量C.以上反应中,反应物的总能量低于生成物的总能量D.化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因[解析] 断键需要吸收能量,A项正确;形成化学键需要释放能量,B项正确;氢气与氯气化合生成氯化氢的反应为放热反应,故反应物的总能量高于生成物的总能量,C项错误;化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因,D项正确。2.下列变化中属于吸热反应的是( ) 。D①液态水汽化 ②将胆矾加热变成白色粉末 ③浓硫酸稀释 ④氯酸钾分解制氧气 ⑤生石灰与水反应生成熟石灰A.①④ B.②③ C.①④⑤ D.②④[解析] 放热反应和吸热反应都是化学反应。⑤为放热反应,②④为吸热反应,①液态水汽化是吸热过程,③浓硫酸稀释是放热过程,①③均为物理变化,D项正确。3.(创新题)一氧化碳是合成一系列基本有机化工产品和中间体的重要原料。下列有关 的说法正确的是( ) 。BA. 燃烧过程中的能量变化如图所示B.等质量的C燃烧生成比生成 放出的能量多C.C和反应生成 是放热反应D.断裂和 中的碳氧键吸收的能量一样多[解析] 燃烧是放热反应,反应物的总能量大于生成物的总能量,A项错误:等质量的C完全燃烧比不完全燃烧放出的能量要多,B项正确;C和反应得到 的反应是吸热反应,C项错误;和 中的碳氧键不同,断键吸收的能量不一样多,D项错误。4.航天领域常用“液氧-煤油”“液氧-液氢”等火箭推进剂。下列关于火箭推进剂的说法错误的是( ) 。AA.推进剂中燃料燃烧的反应是吸热反应B.“液氧-煤油”推进剂的燃烧产物含有C.“液氧-液氢”推进剂具有清洁等优点,但储存和运输较为困难D.火箭推进剂的发展对人类社会的进步具有促进作用[解析] 项,推进剂中燃料燃烧的反应是放热反应,错误。5.已知 为放热反应,下列关于该反应的说法正确的是( ) 。BA.具有的能量一定高于 具有的能量B.和具有的总能量一定高于 具有的总能量C.的总键能一定低于 的总键能D.因该反应为放热反应,故不必加热就可以发生[解析] 反应物的总能量高于生成物的总能量,反应放热,A项错误,B项正确;反应物的总键能低于生成物的总键能的反应为放热反应,C项错误;放热反应只表明反应物的总能量比生成物的总能量高,而加热是反应的条件,两者无必然联系,许多放热反应也必须加热才能开始进行,D项错误。6.已知和反应生成吸收 能量,反应过程中的能量变化如图所示。根据图示回答下列问题:(1) 该反应中反应物所具有的总能量______(填“高于”或“低于”)生成物所具有的总能量。低于(2) 分子中的化学键断裂时要吸收_____ 能量。(3) 断裂吸收的能量值 为_____。632946[解析] 根据图示,断裂旧化学键所吸收的能量为 ,形成新化学键所释放的能量为,每生成所吸收能量为 ,因此有,故 为946。 展开更多...... 收起↑ 资源列表 6.1 课时1 化学反应与热能.docx 6.1 课时1 化学反应与热能.pptx