1、人教版必修第二册人教版必修第二册第六章 化学反应与能量第一节化学反应与能量变化第1课时化学反应与热能 【引入】现代社会中，人类的一切活动（从衣食住行到文化娱乐，从社火生产到学科研究等）都离不开能量，而许多能量的利用与化学反应中能量变化密切相关。从煤、石油、天然气等提供的热能，到各种化学电池提供的电能，都是通过化学反应获得的。化石燃料燃烧会释放大量的热。除了燃烧，其他化学反应也伴随这放热或吸热现象。化学变化的特征化学变化的特征:化学变化中除有新物质生成外，常伴随着化学变化中除有新物质生成外，常伴随着放热、发放热、发光、光、变色、放出气体、生成沉淀变色、放出气体、生成沉淀等现象发生。等现象发生。一
2、是制取一是制取新物质新物质；二是利用反应中的二是利用反应中的能量能量。我们利用化学反应可以：我们利用化学反应可以：【实验6-1】在一只试管中加入2 mL 2 mol/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。现象：镁条逐渐溶解，有气泡产生，温度计温度上升。【实验探究】该反应是放出热量【实验探究】【实验6-2】将20gBa(OH)28H2O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。现象：有刺激性气味气体产生；木片
3、上的水结成冰，木片与烧杯底被冰粘在了一起；用手触摸杯壁下部，有凉的感觉。该反应是吸收热量1.由实验6-1中温度计的示数变化可知Mg与盐酸反应是_反应(填“放热”或“吸热”)，反应方程式为_。用砂纸打磨光铝条的目的是_。由实验的现象可知该反应为_(填“放热”或“吸热”)反应。放热Mg2HCl=MgCl2H2除去镁条表面的氧化膜2.实验6-2中能产生有气味的物质，该物质是_(填化学式)，反应方程式为_。由实验的现象可知该反应为_(填“放热”或“吸热”)反应。NH3吸热放热Ba(OH)2 8H2O+2NH4ClBaCl2+2NH3 +10H2O人教版高中化学必修第二册6.1.1 化学反应与热能 课件
4、(共43张PPT)人教版高中化学必修第二册6.1.1 化学反应与热能 课件(共43张PPT)根据上述两个反应、以及学过的其他化学反应和生活根据上述两个反应、以及学过的其他化学反应和生活经验，说明经验，说明化学反应发生的过程中伴随有能量的变化化学反应发生的过程中伴随有能量的变化:有的化学反应放热，化学能转化为热能；有的化学反应放热，化学能转化为热能；有的化学反应吸热，热能转化为化学能。有的化学反应吸热，热能转化为化学能。释放热量的化学反应，叫放热反应吸收热量的化学反应，叫吸热反应人教版高中化学必修第二册6.1.1 化学反应与热能 课件(共43张PPT)人教版高中化学必修第二册6.1.1 化学反应
5、与热能 课件(共43张PPT)【思考思考】冬季生活中常常采用下列方法获得热量冬季生活中常常采用下列方法获得热量:烧炭取暖烧炭取暖;用电暖器取暖用电暖器取暖;天然气壁挂炉取暖天然气壁挂炉取暖;空空调取暖调取暖;地下水循环取暖等地下水循环取暖等,都属于放热反应吗都属于放热反应吗?提示提示:属于。发生化学反应时释放热量才是放热反属于。发生化学反应时释放热量才是放热反应应,分别属于煤炭和甲烷的燃烧反应。是电能转分别属于煤炭和甲烷的燃烧反应。是电能转化为热能化为热能;只是热量的交换。只是热量的交换。人教版高中化学必修第二册6.1.1 化学反应与热能 课件(共43张PPT)人教版高中化学必修第二册6.1.
6、1 化学反应与热能 课件(共43张PPT)一、吸热反应与放热反应放热反应：吸热反应：把释放热量的化学反应称为放热反应。把吸收热量的化学反应称为吸热反应。金属和水或酸的反应；木炭、氢气、甲烷等的燃烧反应；氢气和氯气等的大多数化合反应；中和反应常见的放热反应常见的吸热反应1放热反应和吸热反应大多数分解反应、氢氧化钡晶体与氯化铵大多数分解反应、氢氧化钡晶体与氯化铵的反应、盐酸和碳酸氢钠反应的反应、盐酸和碳酸氢钠反应C CCOCO2 2=2CO=2CO、C CH H2 2O(g)=COO(g)=COH H2 2等。等。高温高温高温高温氢氧化钠固体溶于水，放热属于的是放热过程，不是放热反应硝酸钾等多数硝
7、酸盐溶于水，是吸热过程人教版高中化学必修第二册6.1.1 化学反应与热能 课件(共43张PPT)人教版高中化学必修第二册6.1.1 化学反应与热能 课件(共43张PPT)【思考与交流】化学反应过程中为什么会有能量的变化？为什么有的化学反应释放热量，有的化学反应吸收热量？物质中的原子之间是通过化学键相结合的人教版高中化学必修第二册6.1.1 化学反应与热能 课件(共43张PPT)人教版高中化学必修第二册6.1.1 化学反应与热能 课件(共43张PPT)H Cl ：Cl H H2 +Cl2 =2HClHH Cl ClHCl断开断开断开断开点燃点燃 一个化学反应的的过程，本质上就是旧化学键一个化学反
8、应的的过程，本质上就是旧化学键断裂断裂和和新化学键新化学键形成形成的过程。的过程。形成形成人教版高中化学必修第二册6.1.1 化学反应与热能 课件(共43张PPT)人教版高中化学必修第二册6.1.1 化学反应与热能 课件(共43张PPT)化学反应中能量变化的主要原因化学反应中能量变化的主要原因H Cl ：Cl H H2 +Cl2 =2HClHH Cl ClHCl吸收能量吸收能量断开断开断开断开吸收能量吸收能量形成形成放出能量放出能量点燃点燃化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。人教版高中化学必修第二册6.1.1 化学反应与热能 课件
9、(共43张PPT)人教版高中化学必修第二册6.1.1 化学反应与热能 课件(共43张PPT)从化学键的观点来分析能量的变化从化学键的观点来分析能量的变化 一个化学反应的的过程，本质上就是旧化学键一个化学反应的的过程，本质上就是旧化学键断裂断裂和新化学键和新化学键形成形成的过程。的过程。吸收能量吸收能量放出能量放出能量所以：一个化学反应所以：一个化学反应是否是否为为放热放热还是还是吸热吸热取决于什么呢？取决于什么呢？取决于所有取决于所有断键吸收的总能量断键吸收的总能量与所有与所有形成新键放出的总形成新键放出的总能量能量的相对大小的相对大小人教版高中化学必修第二册6.1.1 化学反应与热能 课件(
10、共43张PPT)人教版高中化学必修第二册6.1.1 化学反应与热能 课件(共43张PPT)结论：在相同条件下，由原子形成1 mol化学键时所 ，与断开1 mol相同化学键所 是相等的。放出的能量吸收的能量一、吸热反应与放热反应2化学反应的能量变化的本质断开断开1 mol H-H 键要吸收键要吸收 436 kJ 的能量的能量断开断开1 mol Cl-Cl 键要吸收键要吸收 243 kJ 的能量的能量生成生成1 mol H-Cl 键要释放键要释放 431 kJ 的能量的能量H2 +Cl2 =2HCl(1)E吸收吸收=436+243=679 kJ E放出放出=4312=862 kJ (2)E1 E2
11、 放热反应放热反应E（kJ）反应历程H2+Cl22H+2Cl2HCl183 kJ436 kJ(H2)+243 kJ(Cl2)2(431 kJ)=862 kJ(3)反应中放出的热量的计算：反应中放出的热量的计算：862 kJ-679 kJ=183kJ人教版高中化学必修第二册6.1.1 化学反应与热能 课件(共43张PPT)人教版高中化学必修第二册6.1.1 化学反应与热能 课件(共43张PPT)化学反应的化学反应的实质实质旧键断裂旧键断裂新键形成新键形成吸热吸热放热放热吸收能量吸收能量E1释放能量释放能量E2 该反应为吸热反应该反应为吸热反应吸收能量吸收能量E1释放能量释放能量E2 该反应为放热
12、反应该反应为放热反应化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。一、吸热反应与放热反应2化学反应的能量变化的本质微观分析人教版高中化学必修第二册6.1.1 化学反应与热能 课件(共43张PPT)人教版高中化学必修第二册6.1.1 化学反应与热能 课件(共43张PPT)一、吸热反应与放热反应3化学反应的能量变化的宏观分析 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。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，吸热反应可以看成是热能转化为化学能被生成物所“储存”。反应物的总能量反应物的总能量生成物的总能量
13、生成物的总能量化学反应放出能量化学反应放出能量反应物的总能量生成物的总能量能量的释放能量的释放宏观分析金刚石的能量石墨的能量气体的能量液体的能量固体的的能量人教版高中化学必修第二册6.1.1 化学反应与热能 课件(共43张PPT)人教版高中化学必修第二册6.1.1 化学反应与热能 课件(共43张PPT)一、吸热反应与放热反应3化学反应的能量变化的宏观分析 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。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，吸热反应可以看成是热能转化为化学能被生成物所“储存”。反应物的总能量反应物的总能量石墨的能量气体的能量液体的能量固体
14、的的能量放热反应：反应物能量 生成物能量吸热反应：反应物能量 生成物能量放热反应放热反应吸热反应吸热反应能能量量能能量量反应物反应物反应物反应物生成物生成物生成物生成物反应过程（反应过程（I）反应过程（反应过程（II）一、吸热反应与放热反应3化学反应的能量变化的宏观分析【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)依据能量变化图象判断。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
15、)经验判断法:根据常见的放热反应、吸热反应的类型判断。易错提醒易错提醒 1化学反应中的能量化学反应中的能量变化决定于反应物总能量和生成物总能量变化决定于反应物总能量和生成物总能量的相对大小的相对大小，不取决于部分反应物和部分生成物能量的相对大小。，不取决于部分反应物和部分生成物能量的相对大小。2需要加热的化学反应不一定是吸热反应，常温下能够进行的化学需要加热的化学反应不一定是吸热反应，常温下能够进行的化学反应，也不一定是放热反应。反应，也不一定是放热反应。3任何化学反应，不是吸热反应，就是放热反应，即任何化学反任何化学反应，不是吸热反应，就是放热反应，即任何化学反应过程中都会有能量的变化。应过
16、程中都会有能量的变化。4切勿把吸热的物理过程或放热的物理过程判断为吸热反应或放热反应。课堂练习1反应 C(石墨)C(金刚石)是吸收能量的反应，由此可知()。AA石墨比金刚石稳定B金刚石和石墨可以相互转化C石墨转化为金刚石是物理变化D金刚石和石墨不能相互转化解析：由已知石墨转化为金刚石需要吸收能量，说明金刚石的总能量比石墨高，能量越低越稳定，说明石墨比金刚石稳定；由题意可知，石墨在一定条件下可转化为金刚石，但不能知道金刚石是否可转化为石墨，B、D 错。BCA化学反应中既有物质变化又有能量变化B化学键的断裂和形成与反应放热和吸热无关C反应物的总能量与生成物的总能量一定相等DH2SO4 与 NaOH
17、 的反应是放热反应2(双选)下列关于化学反应与能量变化的说法不正确的是（）解析：化学键的断裂和形成是反应放热和吸热的根本原因，B 错；一个化学反应，可能涉及化学能、热能、光能等能量之间的转化，故反应物与生成物之间的总能量不一定相等，但反应体系的总能量一定相等，C 错。3下列反应中，既属于氧化还原反应同时又是吸热反应的是()CABa(OH)28H2O 与 NH4Cl 反应B铝与稀盐酸反应C灼热的炭与 CO2 反应D甲烷与 O2 的燃烧反应解析：A 项虽然也是吸热反应，但不是氧化还原反应。4.下图中，能表示灼热的炭与二氧化碳反应的能量变化的是（）CC5下列说法正确的是()A若氢气和氧气化合是放热反
18、应，则水电解生成氢气和氧气是吸热反应B需要加热才能进行的反应是吸热反应C反应放出热量的多少与反应物的质量和状态无关D对放热反应 ABCD ，A、B 的能量总和大于 C、D 的能量总和AD解析：大多数燃烧反应都需要加热或点燃才能进行，但都是放热反应，B 错；反应物的状态不同，其自身具有的能量也不同，且相同状态，质量不同，总能量也不相同。人教版高中化学必修第二册6.1.1 化学反应与热能 课件(共43张PPT)人教版高中化学必修第二册6.1.1 化学反应与热能 课件(共43张PPT)化学能与热能的相互转化化学反应放热反应：放出热的化学反应吸热反应：吸收热的化学反应误区警示：反应条件和该反应的能量变
19、化之间没有必然联系1.放热反应往往也需要加热2.吸热反应也可以自发进行人教版高中化学必修第二册6.1.1 化学反应与热能 课件(共43张PPT)人教版高中化学必修第二册6.1.1 化学反应与热能 课件(共43张PPT)二、人类对能源的利用人类利用能源的三个阶段：时期、时期和 时期。柴草化石能源多能源结构人教版高中化学必修第二册6.1.1 化学反应与热能 课件(共43张PPT)人教版高中化学必修第二册6.1.1 化学反应与热能 课件(共43张PPT)二、人类对能源的利用人类利用能源的三个阶段：时期、时期和 时期。柴草化石能源多能源结构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，随着能源
20、消费需求的不断增加，能源消费量与储量之间的矛盾日益突显；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。人教版高中化学必修第二册6.1.1 化学反应与热能 课件(共43张PPT)人教版高中化学必修第二册6.1.1 化学反应与热能 课件(共43张PPT)二、人类对能源的利用人类利用能源的三个阶段：时期、时期和 时期。柴草化石能源多能源结构解决办法节能寻找新能源一个是燃料燃烧阶段，可通过改进锅炉的炉型和燃料空气比、清理积灰等方法提高燃料的燃烧效率；另一个环节是能量利用阶段，可通过使用节能灯，改进电动机的材料和结构，以及发电厂、钢铁厂余热与城市供热联产等措施促进能源循环
21、利用，有效提高能源利用率。太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等人教版高中化学必修第二册6.1.1 化学反应与热能 课件(共43张PPT)人教版高中化学必修第二册6.1.1 化学反应与热能 课件(共43张PPT)【思考与讨论】煤、汽油和柴油等作为燃料大量使用会造成空气污染，但不使用它们又会严重影响现代社会的生产和生活。对此，请从社会不同人群的角度，提出你的想法或建议，并与同学讨论。人教版高中化学必修第二册6.1.1 化学反应与热能 课件(共43张PPT)人教版高中化学必修第二册6.1.1 化学反应与热能 课件(共43张PPT)能量变化化学能转化为热能放热 反应吸热 反应类型反应物的总能量大于生成
22、物的总能量反应物的总能量小于生成物的总能量遵 循能 量守 恒原 理能量 利用燃料充分燃烧新能源的开发减少污染【小结】人教版高中化学必修第二册6.1.1 化学反应与热能 课件(共43张PPT)人教版高中化学必修第二册6.1.1 化学反应与热能 课件(共43张PPT)【课堂练习】1.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.A A人教版高中化学必修第二册6.1.1 化学反应与热能 课件(共43张PPT)
23、人教版高中化学必修第二册6.1.1 化学反应与热能 课件(共43张PPT)【课堂练习】2.已知反应A2B2=2AB，破坏1 mol A2中的化学键消耗的能量为Q1 kJ，破坏1 mol B2中的化学键消耗的能量为 Q2 kJ，形成1 mol AB中的化学键释放的能量为Q3 kJ，则下列说法正确的是（）A.若A2和B2的总能量之和大于生成的AB的总能量，则反应放热B.若A2和B2的总能量之和小于生成的AB的总能量，则反应放热C.若该反应放出能量，则Q1Q2Q3D.若该反应吸收能量，则Q1Q2Q3A A人教版高中化学必修第二册6.1.1 化学反应与热能 课件(共43张PPT)人教版高中化学必修第二
24、册6.1.1 化学反应与热能 课件(共43张PPT)3.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。下列说法正确的是（）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【课堂练习】B B人教版高中化学必修第二册6.1.1 化学反应与热能 课件(共43张PPT)人教版高中化学必修第二册6.1.1 化学反应与热能 课件(共43张PPT)【课堂练习】4.断开1 mol HH键、1 mol NH键、1 mol NN键分别需要吸
25、收的能量为436 kJ、391 kJ、946 kJ。求：(1)1 mol N2完全反应生成NH3需 (填“吸收”或“放出”)能量 kJ。放出92(2)1 mol H2完全反应生成NH3需 (填“吸收”或“放出”)能量 kJ(不考虑可逆反应)。放出30.67人教版高中化学必修第二册6.1.1 化学反应与热能 课件(共43张PPT)人教版高中化学必修第二册6.1.1 化学反应与热能 课件(共43张PPT)5.下列说法不正确的是（）A.当今社会人们所需的能量绝大部分是由化学反应产生的B.目前，全球仍处于化石能源时代C.人体生命活动所需要的能量，是由氧化还原反应提供的D.凡是放出热量的化学反应均可用来
26、造福人类【课堂练习】D D人教版高中化学必修第二册6.1.1 化学反应与热能 课件(共43张PPT)人教版高中化学必修第二册6.1.1 化学反应与热能 课件(共43张PPT)6.“能源分类相关图”如下图所示，四组能源选项中全部符合图中阴影部分的能源是（）A.煤炭、石油、潮汐能 B.水能、生物能、天然气C.太阳能、风能、沼气 D.地热能、海洋能、核能 CC【课堂练习】1.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A2.已知2SO2+O2
27、 2SO3为放热反应,对该反应的下列说法正确的是()A.O2的能量一定高于SO2的能量B.2 mol SO2和1 mol O2的总能量一定高于2 mol SO3的总能量C.SO2的能量一定高于SO3的能量D.因该反应为放热反应,故不必加热就可发生 B【解析】因反应2SO2+O2 2SO3为放热反应,所以2 mol SO2和1 mol O2的能量和一定高于2 mol SO3的能量,A错误,B正确,C错误;化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成,而断键过程需要吸收能量,故放热反应有些也需要一定条件,该反应是放热的,但需要加热才能发生,D错误。随着人们生活节奏的加快,市场上出现了多种类型的“即食饭盒
28、”等快速给食物加热的产品。下面让我们探究它们的工作原理。(1)有一“自热米饭”的广告播得很火,它介绍在食用时,将一无色液体加入一白色固体中,放上装米饭的盒子,过几分钟米饭马上就热气腾腾,可以食用了,非常方便。请你推测其白色固体和无色液体可能是如下哪个组合?()A.硝酸铵和水B.浓硫酸和水C.氧化钙和水 D.固体酒精和水提示:硝酸铵溶于水吸热,A选项错误;浓硫酸具有腐蚀性,且操作不方便,B选项错误;氧化钙与水反应放出大量的热,C选项正确;酒精溶于水时热效应不明显,D选项错误。C(2)目前市面上有一种新型饭盒“即热饭盒”,其原理是在饭盒底部有两层,一层存放水,另一层存放镁和铁的混合物。使用时打开隔离层,即发生反应:Mg+2H2O=X+H2。请根据以上信息回答下列各题:该饭盒底部“即热”存在什么能量之间的转化?提示:化学能转化为热能。化学能转化为热能。已知X是一种碱,则X的化学式是什么?你推断X的化学式的依据是什么?提示:根据质量守恒根据质量守恒(原子守恒原子守恒)定律可知定律可知X X的化学式为的化学式为Mg(OH)Mg(OH)2 2。上述化学反应属于哪种基本反应类型?由该反应可知化学反应发生时都伴随什么变化?提示:置换反应。化学反应发生时都伴随着物质的变化和能量的置换反应。化学反应发生时都伴随着物质的变化和能量的变化。变化。人教版必修第二册人教版必修第二册
