人教版必修2第2章第1节　化学能与热能课件（张）.pptx

第一节化学能与热能 知识与技能 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 了解放热反应和吸热反应 知道一个化学反应是吸收能量还是放出能量的决定因素 2 通过实例和实验 了解化学能与热能的相互转化 了解化学能转化为热能的应用及其对人类文明发展的贡献 过程与方法 1 通过实验 理解化学反应中能量变化主要表现为热量的形式 形成吸热和放热的概念 2 通过科学探究和学生活动 让学生在实验探究中认识和感受化学能和热能之间的 三维目标 相互转化 体会定性和定量的研究化学反应中热量变化的实验方法 思维方法 情感 态度与价值观 1 感知生物体内生命活动过程中的能量转化 能源与人类的密切关系 深刻体会到化学知识与生活的密切联系 建立正确的能量观 2 通过实验培养学生的探究意识 提高学生的观察 思考能力 体现合作学习 让学生自主地获取知识 感受到学习的乐趣 三维目标 重点 化学能与热能之间的内在联系以及化学能与热能的相互转化 难点 从本质上 微观结构角度 理解化学反应中能量的变化 从而建立起科学的能量变化观 重点难点 本节教学过程中要注意以下几个方面 1 及时回顾旧知识 本节教学内容之一是从微观化学键的角度揭示了化学反应中能量变化的主要原因 化学键的断裂和形成 因此在进行新授课要回顾化学键的内容 例如可以通过几个相关习题进行联系 2 做好演示实验 本节教学内容之二是从实验的角度说明化学反应中能量变化主要表现为热量的形式 吸热反应和放热反应 因此在教学过程中要通过实验探究让学生亲身感受 3 把握教学内容深浅度 严格按照课程标准进行教学 例如进行化学键与化学反应能量变化的关系时 不要涉及反应热的概念及计算 进行化学能与热能的相互转化时 对中和热不要涉及中和热实验的测定 教学建议 导入一 央视国际消息 中国能源消费总量已经位居世界第二 约占世界能源消费总量的11 2003年 中国能源消费总量为16 8亿吨标准煤 其中煤炭占67 1 原油占22 7 天然气占2 8 可再生能源占7 3 目前中国面临着常规能源资源约束 过分依赖煤炭污染严重 能源利用效率低等问题 中国每吨标准煤的产出效率仅相当于日本的10 3 欧盟的16 8 中国石油 天然气资源短缺 需要充分利用国内外两种资源 两个市场 在做好石油节约与替代的同时 走出国门 积极参与世界油气市场的开发与资源分享 扩大能源对外贸易和投资 能源问题已成为制约一个国家发展的瓶颈 今天我们以化学的眼光来研究能源 新课导入 导入二 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 我们的日常生活中离不开能源 如液化气 它在燃烧时放出热能 那这些热能从何而来呢 本节课 我们将围绕这些问题 先从微观和宏观的角度来揭示这些秘密 新课导入 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 理解化学反应中发生能量变化取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小 3 吸热反应和放热反应的概念 了解吸热反应和放热反应的常见类型 学习目标 2 物质在化学反应中发生能量变化的主要原因是 3 根据化学键断裂和形成时吸收和放出的能量计算化学反应热的推导分析 以h2 cl2 2hcl为例 图示分析 见图2 1 1 1 化学反应中能量变化的原因 微观角度 1 断裂反应物中的化学键要 能量 形成生成物中的化学键要 能量 化学键与化学反应中能量变化的关系 新课探究 知识点一 吸收 放出 化学键的断裂和形成 图2 1 1 计算分析 新课探究 679 862 放出 183 2 化学反应中能量的决定因素 宏观角度 新课探究 大于 小于 吸热 放热 思维拓展 有同学认为 物质具有的化学能等于化学键断裂时吸收的能量或化学键形成时放出的能量 这个观点是否正确 试分析理由 新课探究 答案 不正确 物质的化学能和物质中的化学键键能不是一回事 化学能是物质本身所具有的能量 不同的物质由于组成 结构不同 所具有的化学能也不相同 化学键键能指1 01 105pa和25 下 常温常压下 将1mol理想气体分子ab拆开为中性气态原子a和b所需要的能量 二者是两个不同的概念 例1键能是指在25 1 01 105pa 将1mol理想气体分子ab拆开为中性气态原子a和b时所需要的能量 显然键能越大 化学键越牢固 含有该键的分子越稳定 如h h键的键能是436kj mol 1 是指使1molh2分子变成2molh原子需要吸收436kj的能量 1 已知h cl键的键能为431kj mol 1 下列叙述正确的是 a 每生成1molh cl键放出431kj能量b 每生成1molh cl键吸收431kj能量c 每拆开1molh cl键放出431kj能量d 每拆开1molh cl键吸收431kj能量 新课探究 2 已知键能 h h为436kj mol 1 h f为565kj mol 1 h cl为431kj mol 1 h br为366kj mol 1 则下列分子受热时最稳定的是 a hfb hclc hbrd h2 3 能用键能大小解释的是 a 氮气的化学性质比氧气稳定b 常温常压下溴呈液态 碘呈固态c 稀有气体一般很难发生化学反应d 硝酸易挥发而硫酸难挥发 新课探究 答案 1 ad 2 a 3 a 新课探究 解析 由题目所给信息可知 键能是指将1mol理想气体分子拆开为中性气态原子时所需要的能量 键能越大 分子的稳定性越强 键能影响物质的化学性质 而一些物理性质如熔 沸点 挥发性 的高低等取决于分子间作用力的大小 新课探究 规律小结 化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成 化学反应中的能量变化是由断裂旧化学键吸收的能量和形成新化学键释放的能量的相对大小所决定的 1 两条基本的自然定律 1 质量守恒定律 自然界的物质发生转化时 不变 2 能量守恒定律 一种形式的能量可以转化为另一种形式的能量 但是体系包含的 不变 2 放热反应和吸热反应 1 定义 放热反应 热量的化学反应 吸热反应 热量的化学反应 化学能与热能的相互转化 新课探究 知识点二 总质量 总能量 放出 吸收 2 实验探究 新课探究 气泡产生 手感到热 升高 2al 6h 2al3 3h2 放热反应 刺激性 发凉 黏在一起 ba oh 2 8h2o 2nh4cl bacl2 10h2o 2nh3 吸热反应 新课探究 高 oh h h2o 放热反应 3 常见的吸热反应和放热反应常见的放热反应有 燃烧反应 中和反应 金属与水或酸的反应 大多数化合反应 常见的吸热反应有 大多数分解反应 氢氧化钡晶体与氯化铵的反应 c co22co c h2o g co h2等 新课探究 思维拓展 有的化学反应需要加热 该反应是否一定是吸热反应 有的化学反应在常温下就能够进行 该反应是否一定是放热反应 新课探究 答案 都不一定 如木炭燃烧需要加热才能反应 但该反应是放热反应 ba oh 2 8h2o与nh4cl固体混合 常温下能够进行反应 但该反应是吸热反应 例2硅是太阳能电池的重要材料 工业冶炼纯硅的原理是 粗硅冶炼 sio2 2csi 2co 精炼硅 si 3hclsihcl3 h2 sihcl3 h2si 3hcl 化学反应与能量变化如图2 1 2所示 回答下列问题 1 是 反应 是 反应 是 反应 填 吸热 或 放热 2 反应 破坏反应物中的化学键所吸收的能量 填 大于 或 小于 形成生成物中化学键所放出的能量 新课探究 图2 1 2 新课探究 答案 1 吸热放热吸热 2 小于 解析 2 因为反应 是放热反应 所以破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量 新课探究 规律小结 吸热反应和放热反应的比较e 物质的总能量 q 吸 反应物分子断键时吸收的总能量 q 放 生成物分子成键时放出的总能量 1 判断正误 正确的打 错误的打 1 化学反应过程中不一定都有能量变化 2 镁带燃烧时 化学能全部转化为热能 3 有能量放出的变化都是放热反应 吸收能量的变化都是吸热反应 4 对于放热反应2h2 o22h2o来说 断裂1个h h键和1个o o键所吸收的能量小于形成1个h o键所放出的能量 5 由o o o2 放出能量493kj 和n n n2 放出能量946kj 可得在常温下氮气比氧气稳定 当堂自测 当堂自测 答案 1 2 3 4 5 解析 1 化学反应均有能量变化 2 还有部分化学能转化为光能等其他形式的能 3 如物质由气态变为液态和由液态变为固态 都有能量放出 物质由固态变为液态 由液态变为气态 都吸收能量 但这些变化都属于物理变化 而放热反应和吸热反应指的是化学变化 4 在放热反应2h2 o22h2o中 断裂2个h h键和1个o o键所吸收的能量小于形成4个h o键所放出的能量 5 原子形成分子时 释放能量越多 说明破坏分子中的化学键时 吸收的能量也越多 分子越稳定 2 已知反应a b c d的能量变化如图2 1 3所示 下列叙述正确的是 a 该反应为放热反应b 该反应为吸热反应c 反应物的总能量高于生成物的总能量d 该反应只有在加热条件下才能进行 答案 b 当堂自测 解析 由图示可知 反应物的总能量小于生成物的总能量 所以该反应为吸热反应 有的吸热反应在常温条件下就能发生 图2 1 3 3 下列反应既属于非氧化还原反应 又属于吸热反应的是 a 高温下炭与co2的反应b ba oh 2 8h2o与nh4cl固体的反应c 生石灰溶于水的反应d 盐酸与烧碱溶液的中和反应 答案 b 当堂自测 解析 高温下反应c co22co为吸热反应 碳元素的化合价变化 0 2 4 2 为氧化还原反应 a项错误 ba oh 2 8h2o晶体与nh4cl固体的反应为吸热反应 反应中各元素的化合价不变 所以不是氧化还原反应 b项正确 生石灰溶于水的反应为放热反应 没有元素的化合价变化 为非氧化还原反应 c项错误 盐酸与烧碱溶液的中和反应为放热反应 没有元素的化合价变化 为非氧化还原反应 d项错误 4 下列反应属于放热反应的是 a 氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应b 能量变化如图2 1 4所示的反应c 化学键断裂吸收的热量比化学键形成放出的热量多的反应d 燃烧反应和酸碱中和反应 答案 d 当堂自测 解析 氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应属于吸热反应 如图所示 生成物的总能量比反应物的总能量大的反应为吸热反应 化学键断裂吸收的热量比化学键形成放出的热量多的反应为吸热反应 图2 1 4 5 下列有关说法正确的是 a naoh是只含离子键的离子化合物b hcl溶于水没有破坏共价键c 碳在o2中燃烧时 破坏碳和o2中化学键吸收的总能量大于形成co2中化学键释放的总能量d 在cl2 2nabr 2nacl br2反应过程中有离子键和共价键的断裂 也有离子键和共价键形成 答案 d 当堂自测 解析 naoh的oh 内存在共价键 a项错误 hcl溶于水完全电离 共价键被破坏 b项错误 碳燃烧为放热反应 c项错误 nabr nacl是离子化合物 cl2和br2是共价单质 d项正确 6 已知形成1molh h键 需放出436kj的能量 断开1molh n键 需吸收391kj的能量 1moln2和3molh2完全反应生成2molnh3时 放出92kj的能量 则要断开1moln n键 所需要的能量是 a 431kjb 946kjc 649kjd 869kj 答案 b 当堂自测 解析 设所需要的能量为x 在生成2molnh3时 要断开1moln n键 3molh h键 需吸收x 3 436kj的能量 同时形成6molh n键 能放出6 391kj的热量 则有 q q 吸 q 放 x 3 436kj 6 391kj 92kj 求得x 946kj 1 下列变化过程中 放出能量的是 a 硝酸铵溶于水b h cl hcl c 2h2o 2h2 o2d s s s g 备用习题 解析 ba中硝酸铵溶于水吸收能量 b表示生成化学键 放出能量 c表示水的分解 吸收能量 d表示硫黄升华 吸收热量 2 已知反应x y m n为放热过程 对该反应的下列说法中正确的是 a x的能量一定高于m b y的能量一定高于n c x和y的总能量一定高于m和n的总能量 d 因该反应为放热过程 故不必加热就可发生 备用习题 答案 c 3 已知h oh h2o生成1molh2o放出热量57 3kj 下列反应中能放出57 3kj热量的是 a 1mol稀硫酸与足量naoh溶液反应 b 稀盐酸与氨水反应生成1molh2oc 稀盐酸与稀ba oh 2溶液反应生成1molh2od 稀naoh溶液与98 浓硫酸反应生成1molh2o 备用习题 解析 ca项中生成2molh2o 反应放出热量为114 6kj b项中氨水电离吸收能量 因此反应放出热量小于57 3kj d项中浓硫酸溶解放出能量 因此反应放出热量大于57 3kj 4 某化学反应中 设反应物的总能量为e1 生成物的总能量为e2 图2 1 5 1 若e1 e1 则该反应 填 放出 或 吸收 能量 该反应可用图 填 a填或 b 表示 2 若e1 e2 则该反应 填 放出 或 吸收 能量 该反应可用图 填 a填或 b 表示 备用习题 备用习题 答案 1 放出a 2 吸收b 解析 图a中反应物总能量大于生成物总能量 反应过程放出能量 图b中反应物总能量