《化学反应与热能》课件

《化学反应与热能》1.了解化学反应中存在的能量变化及实质。2.知道常见的吸热反应与放热反应。学习目标实验一NaOH与盐酸反应

依次取NaOH溶液与盐酸各2mL于试管中，振荡试管，立即用手感受温度的变化。感受化学反应中的能量变化实验二锌粉与盐酸反应

取2-3颗锌粒放入试管中，再量取约3mL盐酸倒入试管，感受温度的变化。实验三NaOH溶液与NH4Cl固体的反应

取一匙的氯化铵固体于试管中，再加约2mL的NaOH溶液，振荡，感受温度的变化。实验Ba(OH)2晶体与NH4Cl晶体的反应在玻璃片上加少量的水，将一个小烧杯放在玻璃片上。称取Ba(OH)2晶体18g、NH4Cl晶体6g都倒入烧杯中。用玻璃棒将Ba(OH)2晶体与NH4Cl晶体搅拌使之混合均匀。约3min~5min后，用手小心地提起烧杯，看烧杯与玻璃片是否黏在一起。

实验总结实验内容实验现象

实验结论NaOH与盐酸反应锌与HCl反应

NaOH溶液与NH4Cl固体反应

混合液的温度升高该反应是放热的混合液的温度升高该反应是放热的试管温度降低该反应是吸热的Ba(OH)2与NH4Cl的反应烧杯和玻璃片黏在一起反应吸热一、化学反应的又一种分类方法分类依据：能量变化放热反应：吸热反应：释放能量的化学反应吸收能量的化学反应E吸

>E放反应吸收能量E吸

<E放反应释放能量化学键是原子之间的强烈的相互作用，形成时会放出一定的能量，破坏时需要吸收一定的能量。二、能量变化的原因反应物生成物

旧化学键断裂

新化学键形成吸收能量释放能量反应物生成物旧化学键断裂吸收能量E1新化学键形成放出能量E2E1＞E2时，反应

能量E1＜E2时，反应

能量吸收放出

注意：任何化学反应均伴随能量变化，要么吸收能量要么放出能量。吸热反应放热反应从能量储存角度：E总（反）＞E总（生）时，

能量E总（反）＜E总（生）时，

能量放出吸收EE反应物反应物生成物生成物常见的放热反应：常见的吸热反应：反应吸热还是放热与反应条件无关！大多数化合反应燃烧反应

金属与酸的反应中和反应铝热反应大多数分解反应；C和CO2，C和H2O的反应；铵盐和碱的反应吸、放热反应热量的计算：断裂1molH2的共价键需要吸收436kJ能量，断裂1molO2的共价键需吸收498kJ能量，形成1molH2O时释放930kJ能量，问该反应为吸热反应还是放热反应？有多少热量放出或吸收？吸收能量：放出能量：反应放出能量：436KJ+249KJ=685KJ930KJ245KJ任务一放热反应和吸热反应的理解与判断【问题探究】在一只小烧杯里,加入20g已研细的Ba(OH)2·8H2O与10gNH4Cl晶体,将小烧杯放在滴有几滴水的木片上,根据实验步骤,填写下表,并回答问题。实验步骤实验现象及结论将晶体混合,立即快速搅拌有具有刺激性气味并能使湿润的紫色石蕊试纸变蓝的

NH3产生用手摸烧杯下部感觉烧杯变凉说明此反应是吸热反应用手拿起烧杯烧杯下面带有几滴水的木片黏到了烧杯底部将黏有木片的烧杯放在盛有热水的烧杯上一段时间后提起烧杯木片与烧杯的底部脱离反应后移走多孔塑料片,观察反应物混合物呈糊状,证明有水生成(1)写出实验过程中发生反应的化学方程式:Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl

===BaCl2+2NH3↑+10H2O。(2)实验中要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是使反应物迅速混合而充分反应,使温度迅速下降。(3)放热反应一定容易发生,吸热反应一定难发生吗?提示

不一定。反应放热或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。【深化拓展】1.常见的放热反应和吸热反应2.列表比较吸热反应和放热反应

项目放热反应吸热反应定义释放热量的化学反应吸收热量的化学反应项目放热反应吸热反应宏观角度

↓

能量变化图示反应物具有的总能量高于生成物具有的总能量反应物具有的总能量低于生成物具有的总能量

项目放热反应吸热反应微观角度生成物成键时释放的总能量大于反应物断键时吸收的总能量生成物成键时释放的总能量小于反应物断键时吸收的总能量【素能应用】典例1(2021湖南怀化高一期中)某学生用如图所示装置进行化学反应X+2Y===2Z的能量变化情况的研究。当往试管中滴加试剂Y时,看到U形管中液面甲处下降、乙处升高。关于该反应的下列叙述正确的是(

)①该反应为放热反应②该反应为吸热反应③生成物的总能量比反应物的总能量高④反应物的总能量比生成物的总能量高⑤该反应过程可以看成是贮存在X、Y内部的部分能量转化为热能而释放出来A.①④⑤ B.①④ C.①③ D.②③⑤答案

A解析

U形管中液面甲处下降、乙处升高,说明集气瓶中密封的空气压强增大,推测X和Y反应生成Z是放热反应,使空气受热膨胀,压强增大。放热反应中反应物具有的总能量高于生成物具有的总能量。【变式设问】若将试剂X、Y分别换成NH4Cl固体和蒸馏水,当Y和X接触时U形管中甲、乙两处液面又将发生怎样的变化?为什么?提示

甲处液面上升,乙处液面下降;NH4Cl固体溶解时吸热,集气瓶中密封的空气温度降低,压强减小。规律方法放热反应和吸热反应判断“四”方法(1)依据反应条件判断。通常需要持续加热的反应为吸热反应。(2)依据能量变化图像判断。反应物的总能量大于生成物的总能量,则反应为放热反应;反之,则为吸热反应。(3)依据断键和成键所吸收和释放的能量数据判断。如果旧键断裂吸收的能量大于新键形成释放的能量,则为吸热反应;反之,为放热反应。(4)经验判断法:根据常见的放热反应、吸热反应的类型判断。变式训练1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的能量答案

B解析

醋酸逐渐凝固,说明NH4HCO3与盐酸反应使周围温度降低,因此该反应为吸热反应,A错误;该反应为吸热反应,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。任务二反应能量变化与化学键断裂、形成间的关系【问题探究】1.反应物的总能量大于生成物的总能量,该反应发生时是吸收能量还是放出能量?提示

放出能量。2.断裂1molH—H键需要吸收akJ能量,则2molH原子形成1molH—H键的能量如何变化?提示

放出a

kJ能量。3.已知形成1mol化学键放出的能量见下表:计算反应A2+B2===2AB发生时,生成2molAB的能量变化。提示

放出70

kJ能量。化学键A—AB—BA—B能量/(kJ·mol-1)4703804604.如图是1mol氢气燃烧的能量变化图,试分析a、b(均大于0)表示的含义。

提示

a表示破坏1

mol

H2(g)中H—H键、

mol

O2(g)中O=O键所吸收的总能量,b表示1

mol

H2(g)在

mol

O2(g)中燃烧生成1

mol

H2O(g)所放出的能量。【深化拓展】化学反应中的能量变化1.化学反应中能量变化的原因易错点归纳(1)化学反应在物质变化的过程中一定伴随着能量变化,且遵循能量守恒定律。(2)根据图示只能比较反应物的总能量和生成物的总能量高低,不能比较某种反应物与某种生成物的能量高低。(3)一般情况下,物质具有的能量越低,物质的稳定性越强,物质具有的能量越高,物质的稳定性越弱。2.键能是指断裂1mol共价键时所吸收的能量,既可以利用化学键的键能计算具体反应中的能量变化,也可以根据化学反应中的能量变化计算某一种化学键的键能。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,意味着该反应为吸热反应;计算出的数值如果是负值,意味着该反应为放热反应。【素能应用】典例2根据下面的信息,判断下列叙述正确的是(

)A.氢气跟氧气反应生成气态水的同时释放能量B.氢气跟氧气反应生成气态水的同时吸收能量C.1molH2跟

molO2反应生成1molH2O一定释放能量245kJD.2molH2(g)跟1molO2(g)反应生成2molH2O(g)吸收能量490kJ答案

A解析

由题中信息可知,1

mol

H2(g)所含的共价键断裂吸收能量436

kJ,

mol

O2(g)所含的共价键断裂吸收能量249

kJ,两者共吸收能量685

kJ;形成2

mol

H—O键时共释放能量930

kJ。在1

mol

H2(g)跟

mol

O2(g)反应生成1

mol

H2O(g)的过程中,成键放出的能量比断键吸收的能量多245

kJ,故A项正确,B、D项错误;C项中未说明物质的状态,所以释放的能量不一定是245

kJ,C项错误。【变式设问】相同条件下,H2(g)与O2(g)反应生成1molH2O(l)和1molH2O(g)放出的热量是否相等?为什么?提示

不相等;H2(g)与O2(g)反应生成1

mol

H2O(l)释放的能量多,生成1

mol

H2O(g)释放的能量少。变式训练2(2021山东潍坊高一期中)关于下图中物质能量变化的说法不正确的是(

)A.1mol固态碘与1molH2化合生成2molHI气体时,需要吸收5kJ的能量B.2molHI气体分解生成1mol碘蒸气与1molH2时需要吸收12kJ的能量C.1mol固态碘变为1mol碘蒸气时需要吸收17kJ的能量D.碘蒸气与H2生成HI气体的反应是吸热反应答案

D解析

由图可知,1

mol

I2(s)+1

mol

H2(g)吸收5

kJ热量生成2

mol

HI(g),A正确;由图可知,1

mol

I2(g)和1

mol

H2(g)放出12

kJ热量生成2

mol