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(共25张PPT)
化学反应与热能
第一节 化学反应与能量变化
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、知道化学反应中的能量变化和物质具有的能量之间的关系。
3、了解吸热反应和放热反应的概念，熟知常见的吸热反应和放热反应。
情景引入
自热火锅
自热火锅为什么能发热，是什么物质产生热量，发生了什么反应？
01
自热包发热原理
自热包内含有生石灰、碳酸钠、焙烧硅藻土、铁粉、铝粉、焦炭粉、活性炭，遇水发生反应的化学方程式：CaO+H2O=Ca(OH)2，反应放出大量热
吸热反应与放热反应
【实验6-1】
在一只试管中加入2 mL 2 mol/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。
现象：镁条逐渐溶解，有气泡产生，温度计温度上升。
该反应是放出热量
吸热反应与放热反应
【实验6-2】
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。
现象：有刺激性气味气体产生；木片上的水结成冰，木片与烧杯底被冰粘在了一起；用手触摸杯壁下部，有凉的感觉。
该反应是吸收热量
吸热反应与放热反应
[问题]化学上有释放热量的化学反应叫放热反应；把吸热热量的化学反应叫吸热反应；试根据生活常识判断下列反应是放热反应还是吸热反应？
放热反应
吸热反应一定需要加热？放热反应一定不需要加热吗？
放热反应
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
吸热反应
吸热反应
不一定
吸热反应与放热反应
燃烧反应；
中和反应；
多数化合反应；
活泼金属与酸、水的反应；
常见的放热反应
多数分解反应；
Ba(OH)2和NH4Cl的反应；
HCl和NaHCO3的反应；
C与CO2；
C与H2O(g)
常见的吸热反应
吸热过程一定是吸热反应吗
放热过程一定是放热反应吗
NH4NO3(s)、NH4Cl(s)等溶于水要吸热浓H2SO4、NaOH(s)等溶于水要放热
吸热反应与放热反应
吸热现象：干冰升华、冰融化等；
硝酸铵等铵盐溶于水
放热现象：浓硫酸、
NaOH等溶于水；
物理过程
已知有下列变化过程:
①浓硫酸溶于水;
②盐酸和氢氧化钠溶液的反应;
③甲烷在空气中燃烧;
④氢气和氯气反应;
⑤二氧化碳气体与碳共热生成一氧化碳;
⑥加热高锰酸钾生成锰酸钾;
⑦液态水变成水蒸气;
⑧铝与盐酸反应产生氢气;
⑨常温下,Ba(OH)2·8H2O晶体研细后与NH4Cl晶体反应。
(1)以上变化中,需要吸收热量的是________________,是不是都需要加热
(2)上述变化中,属于化学变化并且能够放出热量的有________________。
⑤、⑥、⑦、⑨
②、③、④、⑧
吸热反应与放热反应
化学反应的特征？
化学反应的实质？
有新物质的生成
旧键断裂，新键形成
吸收能量
释放能量
化学键的断裂和形成所形成的能量差
思考与交流
化学反应中能量变化的主要原因是什么？
吸热反应与放热反应
请根据下列信息判断氢气和氯气化合生成氯化氢的反应是吸收能量还是放出能量？
旧化学键断裂需要吸收的能量：436 + 243 = 679kJ
新化学键形成需要释放的能量：2×431 = 862kJ
能量变化（放出热量）：862 － 679 ＝ 183kJ
吸热反应与放热反应
化学反应中热量变化的实质
化学反应中能量变化的原因---微观角度
可以用键能计算
反应类型
E1>E2，反应________能量；E1释放
吸收
吸收
释放
注：键能越大，化学键越 ，分子越 。
牢固
稳定
吸热反应与放热反应
反应物的总能量高
生成物的总能量低
生成物的总能量高
反应物的总能量低
吸热反应
放热反应
[问题]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。根据下述示意图判断反应物、生物物具有的总能量相对大小与放热反应和吸热反应有何关系？
释放能量
吸收能量
放热反应：反应物的总能量 > 生成物的总能量
吸热反应：反应物的总能量 < 生成物的总能量
吸热反应与放热反应
生成物
反应物
的总能量
生成物
的总能量
能量
能量
生成物
反应物
图1
生成物
的总能量
反应物
反应物
的总能量
图2
吸收热量
放出热量
化学反应中能量变化的原因---宏观角度
吸热反应与放热反应
始态 ：1molA2分子和1molB2分子，具有的能量为E1
断键：1molA2和1molB2，断开化学键吸收能量为a
过渡态 ：1molA2和1molB2，断开变为2molA原子和2molB原子
成键 ：2molA原子和2molB原子，形成化学键释放能量为b
终态 ：2molAB分子，具有的能量为E1
吸热反应与放热反应
反应的能量变化：E1＜E2，故为吸热反应
反应吸收热量：E2-E1
反应的能量变化：a＞b，故为吸热反应
反应吸收的热量：a-b
吸热反应与放热反应
若反应吸热1000kJ，断开1molA-A键需要消耗150kJ，形成1molA-B键释放200kJ，求B-B键的键能
由于生成了2molAB分子，故一共形成了2molA-B键，所释放的能量为400kJ，而参加反应有1molA2分子，断开了1molA-A键，吸收了150kJ，设B-B键的键能为x kJ，且反应吸热1000kJ，则有150+x-400=1000，解得x=1250kJ
吸热反应与放热反应
物质的能量和物质稳定性的关系是什么？
冰
水
水蒸气
温度不断升高，自身能量不断增大，稳定性越来越低
能量越低越稳定
1.人类利用能源的三个阶段
化学反应中热能的利用
柴草时期
化石能源时期
多能源结构时期
2. 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
3. 化石燃料获取能量面临的问题
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。
4. 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
节能
节能:
(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，有效提高能量利用率。
寻找新能源：
(1)特点:资源丰富、可以再生，对环境无污染。
(2)人们比较关注的新能源：太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等。
可再生能源：在自然界中可以不断再生并有规律地得到补充的能源
非再生能源：经过亿万年的形成，短期内无法恢复的能源。
课堂练习
1.下列说法正确的是（ ）
①需要加热才能发生的反应一定是吸热反应　②放热反应在常温下一定很容易发生　③反应是放出能量还是吸收能量必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小　④有的放热反应加热到一定温度引发后，停止加热反应也能继续进行
A.只有③④ B.只有①②
C.①②③④ D.②③④
A
课堂练习
2．下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是(　　)
A．锌粒与稀硫酸的反应
B．灼热的木炭与CO2反应
C．甲烷在氧气中的燃烧反应
D．Ba(OH)2 8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应
B
3．下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是(　　)
A．碳酸钙受热分解
B．乙醇燃烧
C．铝与氧化铁粉末反应
D．氧化钙溶于水
A
课堂练习
4.断开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键分别需要吸收的能量为436 kJ、391 kJ、946 kJ。求：
(1)1 mol N2完全反应生成NH3需 (填“吸收”或“放出”)能量 kJ。
放出
92
(2)1 mol H2完全反应生成NH3需 (填“吸收”或“放出”)能量 kJ
(不考虑可逆反应)。
放出
30.67

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