高中化学 2.1 化学能与热能课件 新人教版必修2.ppt

第二章化学反应与能量 第一节化学能与热能 1 知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因 2 了解化学反应中热量变化的实质 理解化学反应吸热或放热的原因 3 了解化学能与热能的相互转化 理解中和热的概念 4 了解人类能源利用的历史和前景 提高节能意识 目标导航 基础知识导学 重点难点探究 随堂达标检测 栏目索引 分层训练 一 化学键与化学反应中能量变化的关系 基础知识导学 答案 1 化学反应中能量变化的原因 微观角度 1 化学反应的实质原子的重新组合 即反应物中旧化学键的和生成物中新化学键的 过程 2 化学反应中能量变化的原因 原因 断裂 形成 吸收 释放 答案 实例断裂1molh h键 h h 2h 436kj能量 形成1molh h键 2h h h 436kj能量 断裂4molc h键 ch4 c 4h 1660kj能量 形成1molc h键 c h c h 415kj能量 结论化学反应中能量变化的主要原因是 吸收 放出 吸收 放出 化学键的断裂和形成 答案 2 化学反应中能量变化的决定因素 宏观角度 放出热量 吸收热量 结论 化学反应中的能量变化决定于的相对大小 反应物的总能量与生成物的总能量 点拨物质具有的能量越低 断开其中的化学键需要的能量越多 该物质越稳定 物质具有的能量越高 断开其中的化学键需要的能量越少 该物质越不稳定 议一议判断正误 正确的打 错误的打 1 化学键断裂需要吸收能量 化学键形成会放出能量 2 化学反应必然伴随能量变化 3 相同条件下由原子形成1molh cl键所放出的能量与断开1molh cl键吸收的能量相等 4 放出能量越多的反应通常生成物越不稳定 答案 二 化学能与热能的相互转化 答案 1 两个基本自然规律 质量守恒 和 能量守恒 1 质量守恒定律 自然界中的物质发生转化时保持不变 2 能量守恒定律 不同形式的能量发生转换时保持不变 2 吸热反应和放热反应 1 定义吸热反应 热量的化学反应 放热反应 热量的化学反应 总质量 总能量 吸收 放出 2 实验探究 铝和稀盐酸的反应 答案 气泡 上升 2al 6h 2al3 3h2 放热 ba oh 2 8h2o和氯化铵反应 答案 刺激性 发凉 黏结在一起 糊状 ba oh 2 8h2o 2nh4cl bacl2 2nh3 10h2o 吸热 相关视频 盐酸与氢氧化钠反应 答案 h oh h2o 放热 3 中和热酸和碱发生中和反应生成水时所释放的热量 点拨常见的吸热反应有 大多数的分解反应 c和co2 c和h2o的反应 ba oh 2 8h2o与nh4cl的反应等 常见的放热反应有 大多数的化合反应 酸碱中和反应 金属与酸或水的反应 燃烧反应 爆炸反应等 答案 1mol 议一议1 做实验时 不管是吸热反应还是放热反应都可能用到酒精灯 怎样根据加热的方法判断该反应是吸热反应还是放热反应 放热反应加热的目的是什么 答案持续用酒精灯加热 撤掉酒精灯反应就停止的反应是吸热反应 开始用酒精灯加热 反应开始后 撤去酒精灯仍能继续进行的反应是放热反应 放热反应加热的目的一般是引发反应进行或加快反应速率 答案 2 放热反应一定容易发生 吸热反应一定难发生吗 答案不一定 反应放热和吸热与反应的条件无关 有些放热反应必须加热才能发生 如木炭的燃烧 而有些吸热反应在常温下就能发生 如ba oh 2 8h2o与nh4cl的反应 答案 返回 一 化学反应中的能量变化 重点难点探究 例1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 解析答案 a 该反应是吸热反应b 断裂1mola a键和1molb b键放出xkj的能量c 断裂2mola b键需要吸收ykj的能量d 2molab的总能量高于1mola2和1molb2的总能量 解析从题图可以看出 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项错误 断键时需要吸收能量 b项错误 c项正确 答案c 1 如果反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量 反应物转化为生成物时化学反应放出能量 反之 化学反应吸收能量 如图所示 归纳总结 2 既可以利用所有化学键的键能计算具体反应中的能量变化 又可以根据化学反应中的能量变化计算某一个具体的化学键的键能 计算公式 化学反应中的能量变化值 反应物的总键能 生成物的总键能 计算出的数值如果为正值 意味着吸热反应 计算出的数值如果是负值 意味着是放热反应 变式训练1根据下面的信息 判断下列叙述正确的是 解析答案 答案a 二 放热反应和吸热反应理解例2下列说法正确的是 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 放热反应在常温下一定很容易发生 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 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 b 只有 c d 解析答案 答案a 点拨化学反应是吸热还是放热 取决于反应物与生成物总能量的相对大小 与反应条件无关 1 易错点提示 1 三个不一定 需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 放热反应常温下不一定容易发生 如铝热反应 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 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 归纳总结 2 常见的放热反应和吸热反应 变式训练2将盛有nh4hco3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中 然后向小烧杯中加入盐酸 反应剧烈 醋酸逐渐凝固 由此可知 a nh4hco3和盐酸的反应是放热反应b 该反应中 热能转化为产物内部的能量c 反应物的总能量高于生成物的总能量d nh4hco3的能量一定低于nh4cl的能量 解析答案 返回 解析醋酸逐渐凝固 说明nh4hco3与盐酸反应使醋酸的温度降低 因此该反应为吸热反应 a错误 吸热反应中反应物吸收能量 吸收的能量转化为产物内部的能量储存在产物中 b正确 由于nh4hco3和盐酸的反应是吸热反应 故反应物的总能量低于生成物的总能量 c错误 nh4hco3粉末与盐酸的反应是吸热反应 是各反应物的总能量低于各生成物的总能量 而nh4hco3仅是两种反应物之一 nh4cl仅是三种生成物之一 故无法得出nh4hco3的能量一定低于nh4cl的能量的结论 d错误 答案b 返回 1 下列各图中 表示该化学反应是吸热反应的是 随堂达标检测 解析答案 1 2 3 4 5 解析吸热反应中反应物的总能量小于生成物的总能量 a项正确 a 2 已知断裂1mol共价键所需要吸收的能量分别为h h 436kj i i 151kj h i 299kj 下列对h2 g i2 g 2hi g 的反应类型判断错误的是 a 放出能量的反应b 吸收能量的反应c 氧化还原反应d 可逆反应解析依题意 断裂1molh h键和1moli i键吸收的能量为436kj 151kj 587kj 生成2molh i键放出的能量为299kj 2 598kj 因为598kj 587kj 所以 该反应的正反应是放出能量的反应 即该反应是放出能量的反应 根据反应式可知该反应是可逆反应 也是氧化还原反应 1 2 3 4 5 b 解析答案 3 下列反应既属于氧化还原反应 又是吸热反应的是 a 灼热的碳与co2的反应b ba oh 2 8h2o与nh4cl的反应c 铝片与稀盐酸的反应d 甲烷在氧气中的燃烧反应解析灼热的碳与co2的反应生成co 属于氧化还原反应 也是吸热反应 a正确 ba oh 2 8h2o与nh4cl的反应生成bacl2 nh3和h2o 属于非氧化还原反应 b错误 铝片与稀盐酸的反应放热 c错误 甲烷在氧气中的燃烧反应放热 d错误 解析答案 1 2 3 4 5 a 4 飞机用铝粉与高氯酸铵 nh4clo4 的混合物作固体燃料 点燃时铝粉氧化放热引发高氯酸铵反应 其方程式可表示为2nh4clo4n2 4h2o cl2 2o2 h q q 0 下列对此反应的叙述中错误的是 a 上述反应属于分解反应b 上述反应瞬间产生大量高温气体推动航天飞机飞行c 从能量变化上说 此反应主要是化学能转变为热能和动能d 在反应中高氯酸铵只起氧化剂作用 解析答案 1 2 3 4 5 解析由一种反应物发生化学反应后生成两种或两种以上的物质的反应为分解反应 反应物高氯酸铵为一种物质 产物为n2 h2o cl2 o2四种物质 符合定义 a正确 该反应为放热反应 反应瞬间产生大量高温气体推动航天飞机飞行 b正确 航天飞机用的铝粉与高氯酸铵 nh4clo4 的混合物为固体燃料 燃料反应为放热反应 反应从能量变化上说 主要是化学能转变为热能和动能 c正确 2nh4clo4n2 4h2o cl2 2o2 2molnh4clo4参加反应 2mol的 7价cl原子变成0价的1molcl2转移14mol电子 nh4clo4中氮 氧元素被氧化 氯元素被还原 高氯酸铵既是氧化剂 又是还原剂 d错误 答案d 1 2 3 4 5 5 如图所示 把试管放入盛有25 饱和石灰水的烧杯中 试管中开始放入几小块镁片 再滴入5ml稀盐酸 1 2 3 4 5 回答下列问题 1 实验中观察到的现象是 解析镁与盐酸剧烈反应 可观察到产生大量气体 反应放出热量使饱和溶液温度升高 析出固体溶质 观察到溶液变浑浊 解析答案 镁片上有大量气泡产生 镁片逐渐溶解 烧杯中溶液变混浊 2 产生上述现象的原因是 1 2 3 4 5 解析答案 镁与盐酸反应放热 ca oh 2的溶解度随温度升高而减小 故有固体析出 3 写出有关反应的离子方程式 解析镁与盐酸发生置换反应 生成氯化镁和氢气 反应的离子方程式为mg 2h mg2 h2 析出固体的离子方程式为ca2 2oh ca oh 2 mg 2h mg2 h2 ca2 2oh ca oh 2 4 由实验推知 mgcl2溶液和h2的总能量 填 大于 小于 或 等于 镁片和盐酸的总能量 1 2 3 4 5 解析答案 解析当反应物的总能量高于生成物的总能量时 反应是放热反应 则mgcl2溶液和h2的总能量小于镁片和盐酸的总能量 小于 返回 基础过关 分层训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析答案 题组1化学变化的判断1 下列对化学反应的认识错误的是 a 会引起化学键的变化b 会产生新的物质c 必然引起物质状态的变化d 必然伴随着能量的变化解析化学反应的本质是化学键的断裂和形成 表现为有新物质生成 并伴随着能量的变化 而化学变化中的反应物和生成物的状态在反应前后可能相同 也可能不相同 c正确 c 解析答案 2 从宏观来看化学变化的本质是有新物质生成 从微观角度来看 下列变化不能说明发生了化学变化的是 a 变化时有电子的得失或共用电子对的形成b 变化过程中有化学键的断裂和形成c 变化时释放出能量d 变化前后原子的种类和数目没有改变 分子种类增加了解析某些物理变化也能释放能量 如浓h2so4 naoh等溶于水放出热量 白炽灯工作时发光 发热等 c 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析答案 题组2放热反应 吸热反应的判断3 下列变化中属于吸热反应的是 液态水汽化 将胆矾加热变成白色粉末 浓硫酸稀释 氯酸钾分解制氧气 生石灰跟水反应生成熟石灰a b c d 解析放热反应和吸热反应都是化学反应 放热反应为 吸热反应为 液态水汽化是吸热过程 浓h2so4稀释是放热过程 二者均为物理变化 d 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 4 下列说法正确的是 a 任何化学反应都伴随着能量的变化b h2o g h2o l 该过程放出大量的热 所以该过程是化学变化c 化学反应中能量的变化都表现为热量的变化d 对于如图所示的过程 是吸收能量的过程 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析答案 解析任何化学反应都有能量的变化 但有能量变化的过程不一定是化学变化 如物质的三态变化 虽然存在能量变化 但不存在旧化学键的断裂与新化学键的形成 故不是化学变化 a正确 b错误 化学反应中能量变化的形式有多种 除热能外 还有光能 电能等 c错误 由图像知 该过程中反应物的总能量大于生成物的总能量 故该过程中放出了能量 d错误 答案a 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析答案 5 下列反应一定属于放热反应的是 a 氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应b 能量变化如图所示的反应c 化学键断裂吸收的能量比化学键形成放出的能量少的反应d 不需要加热就能发生的反应 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应属于吸热反应 生成物的总能量比反应物的总能量多的反应为吸热反应 化学键断裂吸收的能量比化学键形成放出的能量少的反应为放热反应 不需要加热就能发生的反应可能为吸热反应 也可能为放热反应 答案c 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析答案 题组3化学键 能量变化 物质的稳定性6 石墨和金刚石都是碳的单质 石墨在一定条件下可以转化为金刚石 已知12g石墨完全转化为金刚石时 要吸收akj的能量 下列说法中正确的是 石墨不如金刚石稳定 金刚石不如石墨稳定 等质量的石墨和金刚石完全燃烧 金刚石放出的能量多 等质量的石墨和金刚石完全燃烧 石墨放出的能量多a b c d 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析由石墨完全转化为金刚石时吸热 说明石墨的能量比金刚石低 石墨比金刚石更稳定 同质量的石墨和金刚石完全燃烧时 消耗氧气的量相同 生成同样多的二氧化碳 由于金刚石的能量高 所以金刚石燃烧后放出的能量要多 答案b 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析答案 7 已知2mol氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量484kj 且氧气中1molo o键完全断裂时吸收能量496kj 水蒸气中1molh o键形成时放出能量463kj 则氢气中1molh h键断裂时吸收能量为 a 920kjb 557kjc 436kjd 188kj 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案c 解析答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 a 12gc所具有的能量一定高于28gco所具有的能量b 56gco和32go2所具有的总能量大于88gco2所具有的总能量c 12gc和32go2所具有的总能量大于44gco2所具有的总能量d 将一定质量的c燃烧 生成co2比生成co时放出的热量多 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案a 12gc并不代表反应物的全部 o2也是反应物 因此a项不正确 9 在25 101kpa的条件下 断裂1molh h键吸收436kj能量 断裂1molcl cl键吸收243kj能量 形成1molh cl键放出431kj能量 h2 cl2 2hcl的化学反应可用下图表示 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 请回答下列有关问题 1 反应物断键吸收的总能量为 解析答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析反应物断键吸收的总能量应该是断裂1molh h键与1molcl cl键吸收的能量之和 即436kj 243kj 679kj 679kj 2 生成物成键放出的总能量为 解析生成物成键放出的总能量为2 431kj 862kj 862kj 3 判断h2 cl2 2hcl反应是 填 吸收 或 放出 能量 4 反应物的总能量 填 或 生成物的总能量 解析答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析 3 4 由于吸收的总能量小于放出的总能量 所以反应放热即反应物的总能量大于生成物的总能量 放出 10 化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程 化学键的键能是形成 或拆开 1mol化学键时释放 或吸收 的能量 已知白磷和p4o6分子结构如图所示 现提供以下化学键的键能 kj mol 1 p p 198kj mol 1 p o 360kj mol 1 o o 498kj mol 1 则p4 白磷 3o2 p4o6的反应是 填 吸热 或 放热 反应 生成1molp4o6 的热量为 能力提升 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 解析答案 解析断开旧键吸收的能量为198 6kj 3 498kj 2682kj 形成新键放出的能量为12 360kj 4320kj 故该反应为放热反应 生成1molp4o6放出的热量为4320kj 2682kj 1638kj 答案放热放出1638kj 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 11 2012年发射的 神舟九号 宇宙飞船有两个重大使命 一是航天员在太空首次进行手动交会对接 二是实现航天员在 天宫一号 内进行实验操作 神舟 系列火箭用偏二甲肼 c2h8n2 作燃料 四氧化二氮作氧化剂 生成氮气和二氧化碳气体 1 写出反应的化学方程式 2 该反应是 填 放热 或 吸热 反应 反应物的总能量 填 大于 小于 或 等于 生成物的总能量 断开化学键 的总能量 键 的总能量 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 放热 大于 吸收 小于 放出 1 2 3 4