6.1.1化学反应与热能 课件 高一下学期化学人教版必修第二册

第一节

化学反应与能量变化课时1化学反应与热能第六章化学反应与能量重难点1.重点：化学反应能量的变化形式；

化学反应吸放热与成断键的关系。2.难点：从图像中判断化学反应吸热放热情况。高频考点常见的吸放热反应，从图像中判断化学反应吸热、放热情况。不用火、不用电，自热火锅如何发热呢？自热包内含有生石灰、碳酸钠、焙烧硅藻土、铁粉、铝粉、焦炭粉、活性炭等。加热包中的生石灰和水反应，产生热量加热食品。

其他物质铁粉、铝粉与焦炭粉活性炭等物质混合作用下，铁粉、铝粉可以和氧气发生氧化还原应提供持续稳定能量。

化学能转化为热能CaO+H2O=Ca(OH)2【情境引入】——化学与生活☆利用化学反应放出的能量升温☆利用化学反应吸收能量来降温化学反应伴随着放热或者吸热现象。【情境引入】——化学与生活天然气燃烧放热航天工业化学电源许多能量的利用与化学反应中的能量变化密切相关【实验6-1】在一支试管中加入2mL2mol/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。如何通过实验说明反应中有热量变化？【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。NH4Cl晶体与Ca(OH)2的反应改装微型实验——感受化学反应中能量的变化思——结合教材P32-34内容自主思考，5-7分钟完成学习任务，并填写导学案思考1：【实验6-1】、【实验6-1】实验现象与结论。

思考2：什么是吸热反应与放热反应？思考3：NH4NO3溶解时吸热，是否为吸热反应？浓硫酸、NaOH溶解时放热，是否为放热反应？思考4：我们常见的化学反应哪些是放热反应？哪些是吸热反应？思考5：吸热反应一定要加热才能进行？放热反应不需要加热就能进行？思考6：化学反应的本质是什么（上册内容）？化学反应中能量变化的主要原因是什么？思考7：以教材P33，H2(g)+Cl2(g)

=2HCl(g)反应为例，如何通过定量计算知道反应是吸热还是放热？（难点）思考8：一个化学反应是放出热量或吸收热量，与反应物和生成物的能量有什么关系？思考9：如何用图像表征放热反应和吸热反应？（难点）议——

小组合作讨论并整理融合小组成员学习成果

，填写以下内容10分钟完成展——

小组合作讨论并整理融合小组成员学习成果

，（15分钟）3个教学重点

实验方案实验现象实验结论【实验6-1】

有

气泡

产生；用温度计测量，温度

。该反应

_____热量。(填“放出”或“吸收”)化学反应方程式：

【实验6-2】

闻到________气味；用手触摸烧杯壁有_____的感觉；木片(或玻璃片)和烧杯_______；烧杯内反应物呈_______状。该反应产生NH3和H2O，该反应_____热量。填“放出”或“吸收”)化学反应方程式：

实验方案实验现象实验结论【实验6-1】

有

气泡

产生；用温度计测量，温度

。该反应

_____热量。(填“放出”或“吸收”)化学反应方程式：

【实验6-2】

闻到________气味；用手触摸烧杯壁有_____的感觉；木片(或玻璃片)和烧杯_______；烧杯内反应物呈_______状。该反应产生NH3和H2O，该反应_____热量。填“放出”或“吸收”)化学反应方程式：

升高放出Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑刺激性冰凉和烧杯粘到一起糊吸收Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O一、放热反应、吸热反应1.概念(1)放热反应：释放热量的化学反应(2)吸热反应：吸收热量的化学反应【注意】(1)所有化学反应都会伴随有能量的变化(2)吸热反应、放热反应都指的是化学反应【思考3】NH4NO3溶解时吸热，是否为吸热反应？【思考3】浓硫酸、NaOH溶解时放热，是否为放热反应？(3)物质三态间变化属于物理变化，伴随吸/放热过程，

不是吸/放热反应放热反应吸热反应一、放热反应、吸热反应2.常见的放热反应和吸热反应放热反应（“两he两氧两置换”）吸热反应（“三还两解一特殊”）①酸碱中和反应②大多数化合反应(特例：C+CO2)③氧化类反应④活泼金属跟水或酸的反应（置换）⑤铝热反应①

C、H2、CO等高温下作还原剂（除燃烧）

例：C+CO2、H2+CuO、C+H2O(g)②大多数分解反应（特例：H2O2的分解是放热）③水解反应④固态铵盐与碱的反应

(Ba(OH)2·8H2O＋NH4Cl)⑤NaHCO3与盐酸（特殊）剧烈（燃烧）缓慢（腐烂、生锈）一、放热反应、吸热反应2.常见的放热反应和吸热反应一、放热反应、吸热反应【思考5】吸热反应一定要加热才能进行？【思考5】放热反应不需要加热就能进行？有些吸热反应在常温下就可发生如碳酸钠与盐酸反应、Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl有些放热反应需要加热才能反应如合成氨、氨的催化氧化【注意】吸热反应、放热反应的判断与是否需要加热等条件没有直接联系①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；②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③放热反应常温下不一定容易发生，如铝热反应；学习评价判断下列反应是放热反应还是吸热反应？1.镁条的燃烧。2.高温下木炭与二氧化碳反应生成一氧化碳。3.氧化钙与水的反应。4.高温煅烧石灰石(主要成分是CaCO3)制生石灰(CaO)。5.炸药爆炸6.Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应7.盐酸与氢氧化钠溶液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二、化学反应中能量变化的原因(一)微观探析1.化学反应的本质：H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)旧化学键断裂和新化学键形成断裂H−H共价键断裂Cl−Cl共价键H2Cl2形成H−Cl共价键HCl断裂化学键吸收能量形成化学键释放能量【思考7】如何通过定量计算知道反应是吸热还是放热？①该反应过程中共吸收

kJ能量，共放出

kJ能量。②该反应

(填“放出”或“吸收”)

kJ热量，为

反应。679862183放出放热二、化学反应中能量变化的原因(一)微观探析H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)Q断键吸收

=436+243=679kJ

Q成键释放

=431×2=862kJ<二、化学反应中能量变化的原因(一)微观探析2.键能：相同状况下（P、T），断裂1mol化学键所吸收的能量与形成1mol相同化学键所放出的能量是相同的；该能量称为化学键的键能(单位kJ/mol)键键能键键能H－H436C－H415.0Cl－Cl243O－H462.8Br－Br193.7N－H390.8I－I152.7H－Cl431C－C347.7H－I298.7键能越大破坏该化学键需要更多能量物质本身具有的能量越低物质越稳定该化学键越牢固二、化学反应中能量变化的原因3.用键能计算反应前后的热量变化：(一)微观探析以H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)为例反应物键能总和

=1mol×436kJ/mol+1mol×243kJ/mol=679kJ

生成物键能总和

=2mol×431kJ/mol=862kJ<该反应是放热反应反应结果放出能量=679kJ-862kJ=-183kJ微观：化学反应能量＝反应物总键能之和－生成物总键能之和键键能(kJ/mol)键键能(kJ/mol)H－H436C－H415.0Cl－Cl243H－Cl431二、化学反应中能量变化的原因(一)微观探析化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因放热反应：Q断键吸收

<Q成键释放

吸热反应：Q断键吸收

>Q成键释放

或：反应物总键能<生成物总键能或：反应物总键能>生成物总键能二、化学反应中能量变化的原因以反应历程为横坐标，能量为纵坐标，将上述过程表示在图像中4.图像表征反应前后的热量变化：(一)微观探析以H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)为例反应过程能量/kJH2+Cl2断1molH-H键吸收436kJ断1molCl-Cl键吸收242kJ2HCl2H+2Cl形成2molH-Cl键释放2×431kJ即862kJ能量放出能量183kJ二、化学反应中能量变化的原因(一)微观探析化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因放热反应：Q断键吸收

<Q成键释放

吸热反应：Q断键吸收

>Q成键释放

或：Q反应物总键能<Q生成物总键能或：Q反应物总键能>Q生成物总键能画出放热、吸热反应的能量随反应过程的变化图。二、化学反应中能量变化的原因(一)微观探析放热反应：

吸热反应：

画出放热、吸热反应的能量随反应过程的变化图。二、化学反应中能量变化的原因(二)宏观辨识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物质能量高，其化学性质越活泼；物质具有的能量低，该物质则较稳定放热反应可以看成是反应物所具有的化学能转化为热能释放出来在一个化学反应中，反应物的总能量与生成物的总能量也是不同的吸热反应可以看成是热能转化为化学能被生成物所“储存”二、化学反应中能量变化的原因1、一个反应是吸热或放热，取决于反应物

与生成物

的相对大小(二)宏观辨识若反应物总能量

>生成物总能量该反应为放热反应若反应物总能量

<生成物总能量该反应为吸热反应宏观：化学反应能量＝生成物总能量－反应物总能量总能量总能量反应物生成物能量/kJ反应历程释放的能量反应物生成物能量/kJ反应历程吸收的能量取决于：反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。放热反应：

吸热反应：

用图形表征化学反应中能量变化放热反应吸热反应△H表现行式键能变化（微观）物质总能量变化（宏观）

联系△H﹤0或△H为“-”△H﹥0或△H为“+”生成物的总能量

反应物的总能量生成物的总能量

反应物的总能量生成物总键能

反应物总键能生成物总键能

反应物总键能键能越大，物质能量越低，越稳定，反之键能越小，物质能量越高，越不稳定。放热和吸热反应对比二、化学反应中能量变化的原因放热反应吸热反应△H表现行式键能变化（微观）物质总能量变化（宏观）

联系△H﹤0或△H为“-”△H﹥0或△H为“+”生成物的总能量

<

反应物的总能量生成物的总能量>反应物的总能量生成物总键能

>

反应物总键能生成物总键能<

反应物总键能键能越大，物质能量越低，越稳定，反之键能越小，物质能量越高，越不稳定。放热和吸热反应对比二、化学反应中能量变化的原因二、化学反应中能量变化的原因【总结】Q成键放>Q断键吸Q成键放<Q断键吸放热反应吸热反应微观：宏观：化学反应本质：旧键断裂、新键形成与能量的关系：断键吸热、成键放热不同的物质具有的能量不同E（反应物）>E（生成物）E（反应物）<E（生成物）吸热反应放热反应例1、下列变化中属于吸热反应的是(

)①液态水汽化②将胆矾加热变成白色粉末③浓硫酸稀释④氯酸钾分解制氧气⑤生石灰跟水反应生成熟石灰

A．只有①④

B．②③C．①④⑤ D．②④解析

[放热反应和吸热反应都是化学反应。放热反应为⑤，吸热反应为②④，液态水汽化是吸热过程，浓硫酸稀释是放热过程，二者均为物理变化。]D随堂练习例2、下列反应中能量变化趋势与如图一致的是(

)A．氢氧化钡晶体与氯化铵晶体混合

B．中和反应C．木炭在氧气中发生不完全燃烧

D．生石灰和水的反应解析：[生成物的总能量大于反应物的总能量，说明此反应为吸热反应。Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应为吸热反应，A项正确；中和反应、2C＋O2点燃(=====)2CO、CaO＋H2O===Ca(OH)2均为放热反应，B、C、D项错误。]A随堂练习1．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。(

)(5)化学反应过程不一定都有能量变化。(

)√√√××效果检测2．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。]A效果检测3．(1)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。①若E1＞E2，则该反应为________(填“放热”或“吸热”)反应。该反应可用图________(填“A”或“B”)表示。②若E1＜E2，则该反应为________(填“放热”或“吸热”)反应。该反应可用图________(填“A”或“B”)表示。放热A吸热B效果检测(2)由天然气与水反应制备氢气的化学方程式为CH4(g)＋2H2O(g)=CO2(g)＋4H2(g)，该反应过程中能量变化如下图所示，则该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。已知，破坏1mol化学键需要吸收的热量如下表所示：该反应吸收或放出的热量为____________________kJ(用含a、b、c、d字母的代数式表示)。吸热化学键C-HH-OC=OH-H吸收热量（kJ·mol-1）abcd(4a+4b-2c-4d)课后提升品古诗之美，寻化学之迹柴火煤炭等化石燃料新能源主要能源柴草时期化石能源时期多能源结构时期三、人类对能源的利用1.化石燃料利用过程中面临两个问题：一是其短期内不可再生，储量有限；二是煤和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。三、人类对能源的利用太阳能、风能、地热能、海洋能、氢能等2.解决办法节能寻找新能源提高燃料的燃烧效率提高能源利用率太阳能

风能

地热能三、人