6.1化学能与能量变化 课件 2023-2024学年高一下学期化学人教版

课题：第一节化学反应与能量变化第六章化学反应与能量实验操作实验现象结论有

产生；用温度计测量，温度

。该反应产生_____，该反应_____热量。化学反应方程式：

1.实验探究：化学反应中的能量变化任务一认识吸热反应和放热反应实验6-1实验操作实验现象结论有

产生；用温度计测量，温度

。该反应产生_____，该反应_____热量。化学反应方程式：

升高气泡Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑放出气体1.实验探究：化学反应中的能量变化实验6-1实验操作实验现象结论闻到________气味；烧杯壁_____；玻璃片和烧杯___________；混合物呈_____。该反应产生NH3和H2O，该反应

_____热量。化学反应方程式：

1.实验探究：化学反应中的能量变化实验6-2的玻璃片实验操作实验现象结论闻到________气味；烧杯壁_____；玻璃片和烧杯_________；混合物呈_____。该反应产生NH3和H2O，该反应_____热量。化学反应方程式：

刺激性发凉黏结在一起糊状吸收Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2＋2NH3↑＋10H2O结论：化学反应有新物质生成，同时反应过程中伴有热量的释放或吸收。1.实验探究：化学反应中的能量变化实验6-2的玻璃片2.放热反应和吸热反应(1)概念①放热反应：

热量的化学反应。②吸热反应：

热量的化学反应。释放吸收(2)常见的放热反应和吸热反应放热反应吸热反应①所有的燃烧反应②酸碱中和反应③大多数化合反应④活泼金属与水或酸的反应⑤物质的缓慢氧化⑥铝热反应(见第八章)①大多数分解反应②铵盐与碱的反应，如Ba(OH)2·8H2O晶体或Ca(OH)2与NH4Cl晶体反应③以C、H2、CO与H2O(g)反应，灼热的C与CO2反应④NaHCO3与盐酸的反应1.举例说明：放出(吸收)热量的变化一定是放热(吸热)反应吗？小试牛刀1：

不一定。吸、放热反应都属于化学反应，像浓H2SO4、NaOH固体等溶于水放热，NH4NO3、KNO3、NH4Cl等固体溶于水吸热，冰融化成水吸热，以上变化过程均为物理变化，不是放（吸）热反应。2.放热反应不用加热、吸热反应一定需要加热才能发生吗？

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，而H2和O2反应需要点燃的条件反应。3.化学反应中能量变化的原因(1)从化学键变化的角度理解能量变化的原因(微观探析)①原因吸收吸热释放放热②举例说明：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)的反应过程如图所示：吸收释放吸收根据上图计算1molH2和1molCl2断键吸收的总能量为

kJ，形成2molHCl共释放

kJ能量，断键吸收的总能量

成键释放的总能量，因此该反应为

反应。679862放热<能量反应进程HClCl-H-H-ClH-Cl断1molH-H键吸收436kJ断1molCl-Cl键吸收243kJHClClH形成2molH-Cl键放出2×431kJ即862kJ能量放出能量183kJH2(g)＋Cl2(g)==2HCl(g)的反应过程图示：从化学键变化导致能量变化角度放热、吸热反应的能量随反应过程的变化图。放热反应吸热反应(2)从总能量高低理解能量变化的原因(宏观辨识)物质的组成、结构与

不同，所具有的能量不同。因此，一个化学反应的能量变化取决于

和

的相对大小。放热反应吸热反应

化学能转化为

。热能转化为

被生成物“储存”释放吸收状态反应物总能量

生成物总能量

热能化学能一般能量越低物质越稳定。放热、吸热反应反应物与生成物的总能量随反应过程的变化图。放热反应：反应物能量>生成物能量吸热反应：反应物能量<生成物能量1.正误判断(1)镁条在空气中燃烧是放热反应，反应过程中所释放的能量全部转化为热能(

)(2)相同条件下形成1molH—Cl放出的能量与断开1molH—Cl吸收的能量相等(

)(3)对于一个化学反应来说，当化学键断裂时吸收的能量大于化学键形成时放出的能量，则反应放热(

)(4)已知Fe与稀盐酸的反应为放热反应，即Fe的能量大于H2的能量(

)(5)石墨转化为金刚石需要吸收热量，所以金刚石更稳定(

)小试牛刀2：×√×××√2.已知2H→H2的能量变化如图所示。下列说法不正确的是（）A.2H→H2过程中形成的化学键是共价键B.相同质量的氢气分子的能量比氢原子的能量低C.2H→H2过程中形成1mol新化学键放出437.6kJ的能量D.1molH2离解成2molH要放出437.6kJ能量1.人类利用能源的三个阶段任务二化学反应中热能的利用柴草时期——树枝杂草↓化石能源时期——煤、石油、天然气↓多能源结构时期——太阳能、氢能、核能、风能、地热能等2.现阶段人类获取热能的主要途径煤的燃烧石油的燃烧天然气的燃烧主要形式储量有限，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。3.化石燃料利用过程中亟待解决的两方面问题4.能源可持续发展的措施提高燃料的燃烧效率：改进锅炉的炉型和燃料空气比、清理积灰等提高能源的利用率：使用节能灯、改进电动机的材料和结构、发电厂和钢铁厂余热与城市供热联产等开发使用新能源：太阳能、风能、地热能、海洋能、氢能等5.新能源（1）特点：资源丰富、

、

等。（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小试牛刀3：1.人类将在未来几十年内逐渐由“碳素燃料文明时代”过渡至“太阳能文明时代”（包括风能、生物质能等太阳能的转换形态），人们将适应“低碳经济”和“低碳生活”。下列说法不正确的是（）A.研究菠菜蛋白质“发电”属于“太阳能文明”B.发展太阳能经济不会减缓温室效应C.植物进行光合作用是将太阳能转化为化学能D.石油和天然气都属于碳素燃料√2.在人类生产、生活对能量的需求日益增长的今天，研究化学反应及其能量变化，对合理利用常规能源和开发新能源具有十分重要的意义。能源是人类赖以生存和发展不可缺少的因素。请完成下列问题：(1)矿物能源是现代人类社会赖以生存的重要物质基础。目前，全球仍主要处于化石能源时期。下列不属于化石能源的是________(填字母，下同)。A.石油 B.煤C.天然气 D.生物质能D(2)下列对能源的看法合理的是________。A.化石能源属于不可再生能源，只会越用越少B.生物质能是一种可再生能源，有广阔的应用前景C.太阳能、氢能、风能、地热能都属于新能源D.我国人口众多、资源相对匮乏、环境承载能力较弱，因此要建设节约型

社会ABCD2Al+6H2O+2OH-===2[Al(OH)4]-+3H2↑反应放热

氧化还原反应CaO+H2O===Ca(OH)2化合反应反应放热

0102此外，发热包中也常见铝粉，铝通过和碱溶液发生氧化还原反应释放热量，以此实现持续发热。自热包有不同配方，但大体上包括四类成分。最主要的是生石灰，学名氧化钙，它和水接触之后可以产生熟石灰，学名氢氧化钙。在这个过程中会释放大量热量，是发热包主要的热量来源。2001年2015年2018年近几年中国发电总量构成对比火电仍然是中国发电的主要组成；其它形式的发电占比逐年在增加。燃料燃烧蒸汽轮机发电机化学能热能机械能电能氧化还原反应旧键断裂和新键形成、伴随体系能量变化氧化剂与还原剂之间发生电子的转移火电站工作原理火力发电有的弊端蒸汽化学能(燃料)燃烧发电机热能机械能(涡轮机)电能弊端化石燃料属于不可再生资源，用化石燃料发电会造成资源的浪费火力发电的过程中，能量经过多次转化，利用率低，能量损失大化石燃料燃烧会产生大量的有害物质(如SO2、CO、NO2、粉尘等)，污染环境直接实验探究实验一：将锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象实验二：用导线连接锌片和铜片，观察、比较导线连接前后的现象ZnCu稀H2SO4ZnCu稀H2SO4实验三：用导线在锌片和铜片之间串联一个电流表，观察电流表的指针任务一：基于宏观视角认识Zn-Cu原电池的形成过程实验现象结论实验一实验二实验三有电流形成铜片表面有H2生成铜片表面无气泡Zn+2H+

===

Zn2++H2↑电流计指针偏转锌片不断溶解铜片上有气泡产生锌片表面有气泡铜片表面有气泡Cu不与稀H2SO4反应任务2：基于微观视角了解Zn-Cu原电池的基本原理由元素守恒，H2来自于H+Cu上H2是如何产生的？由化合价，H+得电子变成H2反应式为：2H++2e-==H2↑哪个物质失电子？由化合价，Zn失电子生成Zn2+

反应式为：

Zn-2e－==Zn2+

电子经导线，从负极到正极

电流计指针偏转了H+如何变成H2的

正极：2H++2e-==H2↑

负极：Zn-2e-==Zn2+

负极失电子发生氧化反应正极得电子发生还原反应电子流出的一极是负极，电子流入的一极是正极如何确定正负极？阳离子移向正极，阴离子移向负极正正负负

把化学能转化为电能的装置1.原电池：原电池2.原电池的构成条件：两极一液一线一反应④必须存在自发的氧化还原反应①两个活泼性不同的电极②两极之间填充电解质溶液③必须形成闭合回路Zn＋2H+

===Zn2++H2↑H2SO4溶液稀硫酸ZnCuZn2+e-e-H+H+－+Zn－2e-=Zn2+2H++2e-=H2↑氧化反应还原反应锌片：逐渐溶解铜片：产生气泡负极正极SO42-e－I外电路内电路阳离子阴离子3.工作原理：电子不下水离子不上岸电子定向移动导电离子定向移动导电4.原电池正、负极的判断方法①从电极材料：②从电极反应现象：③从外电路电子流动方向：④从电极反应本质：一般

相对较活泼金属——负极

相对较不活泼金属——正极

一般

溶解的一极——负极

有气泡产生或质量增加的一极——正极电子流出的一极——负极电子流入的一极——正极

被氧化的一极——负极被还原的一极——正极5.原电池原理的应用（1）比较金属活动性

两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比正极的金属活泼。例如：有两种金属a和b，用导线连接后插入稀硫酸中，观察到a极溶解，b极上有气泡产生。则：金属_____是负极，金属_____是正极；金属活动性：________。aba＞b（2）增大氧化还原反应的速率

一个氧化还原反应，构成原电池时的反应速率比直接接触的反应速率快。例如：锌和稀H2SO4反应时，若加入少量CuSO4溶液，Zn与CuSO4反应生成Cu，形成Zn|稀硫酸|Cu原电池，加快产生H2的速率。ZnCuSO42－H+H+H+e－

负极：Zn－2e－=Zn2+正极：2H++2e－=H2将反应2Fe3+＋Cu==2Fe2+＋Cu2+设计成原电池。负极：Cu－2e－=Cu2+正极：2Fe3++2e－=2Fe2+