【Syx】化學(xué)反應(yīng)與熱能課件 2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修第二冊

第六章

化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié)

化學(xué)反應(yīng)與能量變化第一課時學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.通過實(shí)驗(yàn)和已有知識、經(jīng)驗(yàn)感受化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，知道常見的吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)，樹立物質(zhì)變化中伴隨能量變化的觀念2.能從反應(yīng)物與生成物所具有的能量、化學(xué)鍵的斷裂與形成兩個角度理解化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因，提升證據(jù)推理能力。3.了解人類對化學(xué)反應(yīng)中能量的利用情況，了解節(jié)能的意義和方法，感受化學(xué)學(xué)科的社會價值，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任。思考你知道哪些利用化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量的例子？請舉例說明，并指出能量是如何轉(zhuǎn)化的?；瘜W(xué)反應(yīng)與熱能現(xiàn)在社會中，人類的一切活動（從衣食住行到文化娛樂，從社會生產(chǎn)到科學(xué)研究等）都離不開能量，而許多能量的利用與化學(xué)反應(yīng)中的能量變化密切相關(guān)?；瘜W(xué)反應(yīng)的能量變化，可以是熱能，電能、機(jī)械能、光、聲等多種不同的形式?；瘜W(xué)反應(yīng)遵循的兩條基本規(guī)律：1.質(zhì)量守恒定律，2.能量守恒定律故我們利用化學(xué)反應(yīng)可以：一是制取新物質(zhì)；二是利用反應(yīng)中的能量。化石燃料燃燒會釋放大量的熱。除了燃燒，其他化學(xué)反應(yīng)也伴隨著放熱或吸熱現(xiàn)象。化學(xué)反應(yīng)與熱能實(shí)驗(yàn)探究6-1在一支試管中加入2mL2mol/L鹽酸，并用溫度計(jì)測量其溫度。再向試管中放入用砂紙打磨光亮的鎂條，觀察現(xiàn)象，并測量溶液溫度的變化。請輸入標(biāo)題內(nèi)容化學(xué)反應(yīng)與熱能實(shí)驗(yàn)探究6-1實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：鎂條逐漸溶解并有氣泡產(chǎn)生，用手觸摸試管，試管發(fā)熱，溫度計(jì)顯示溫度升高。實(shí)驗(yàn)原理：Mg＋2HCl==MgCl2＋H2↑實(shí)驗(yàn)結(jié)論：該反應(yīng)放出了熱量，此反應(yīng)稱為放熱反應(yīng)請輸入標(biāo)題內(nèi)容化學(xué)反應(yīng)與熱能實(shí)驗(yàn)探究6-2實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，該氣體能使?jié)駶櫟淖仙镌嚰堊兯{(lán)、感覺燒杯變涼、燒杯下面的帶有幾滴水的木片因結(jié)冰粘到了燒杯底部、混合物成糊狀。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：該反應(yīng)吸收了熱量，此反應(yīng)稱為吸熱反應(yīng)將20gBa(OH)2·8H2O晶體研細(xì)后與10gNH4Cl晶體一起放入燒杯中，聞到氣味后迅速用玻璃片蓋上燒杯，用手觸摸杯壁下部，試著用手拿起燒杯。觀察現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)原理：Ba（OH）2·8H2O+2NH4Cl==BaCl2+2NH3↑+10H2O化學(xué)反應(yīng)與熱能以上兩個實(shí)驗(yàn)中，化學(xué)反應(yīng)前后的溫度變化說明化學(xué)反應(yīng)過程中伴有熱量的釋放或吸收。有的化學(xué)反應(yīng)放熱，使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能；有的化學(xué)反應(yīng)吸熱，將熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。故根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中能量的變化可將化學(xué)反應(yīng)分為放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)。放熱反應(yīng)定義：釋放熱量的化學(xué)反應(yīng)。常見的放熱反應(yīng)：

（1）活潑金屬與酸反應(yīng)；

（2）燃燒反應(yīng)；

（3）酸堿中和反應(yīng)；

（4）大多數(shù)化合反應(yīng)。化學(xué)反應(yīng)與熱能吸熱反應(yīng)定義：吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)。常見的吸熱反應(yīng)：

（1）氫氧化鋇與氯化銨的反應(yīng)；

（2）鹽酸與碳酸氫鈉的反應(yīng)；

（3）大多數(shù)分解反應(yīng)；

（4）用C、H2、CO作為還原劑的氧化還原反應(yīng)（C、H2、CO燃燒

除外）?；瘜W(xué)反應(yīng)放熱反應(yīng)：放出熱量的化學(xué)反應(yīng)吸熱反應(yīng)：吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)與熱能需要注意的是：①放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)必須是化學(xué)變化，一些物質(zhì)溶于水，也會有吸熱和放熱現(xiàn)象：如濃H2SO4、NaOH(s)等溶于水要放熱；NH4NO3(s)、NH4Cl(s)等溶于水要吸熱，但不能說是放熱反應(yīng)或吸熱反應(yīng)。放熱反應(yīng)是一個放熱過程，但放熱過程不一定是放熱反應(yīng)。②反應(yīng)條件與熱量變化沒有必然的關(guān)系，既需要點(diǎn)燃或加熱的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)。故需要加熱的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)，不需要加熱的反應(yīng)不一定是放熱反應(yīng)?；瘜W(xué)反應(yīng)與熱能判斷放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)的兩大誤區(qū)①條件誤區(qū):誤認(rèn)為能量變化與反應(yīng)條件有關(guān)。吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)與反應(yīng)是否需要加熱等條件沒有直接聯(lián)系，需要持續(xù)加熱才進(jìn)行的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，不需加熱或加熱停止后仍能進(jìn)行的反應(yīng)為放熱反應(yīng)。②表象誤區(qū):誤認(rèn)為吸熱的過程就是吸熱反應(yīng),放熱過程就是放熱反應(yīng)。忽視了放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)都是化學(xué)反應(yīng)這一前提。一些物理變化也會有吸熱和放熱現(xiàn)象：濃H2SO4、NaOH(s)等溶于水要放熱；干冰升華、冰融化、硝酸銨等銨鹽溶于水會吸熱從微觀角度認(rèn)識化學(xué)中的能量變化化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)舊鍵斷裂吸收能量（E吸）新鍵形成釋放能量（E放）吸收能量E吸>E放釋放能量E吸<E放從微觀角度認(rèn)識化學(xué)中的能量變化請根據(jù)下列信息判斷氫氣與氯氣發(fā)生化合反應(yīng)生成氯化氫時是吸收能量還是釋放能量。1molH2共價鍵斷裂吸收436KJ能量2molHCl1molCl2共價鍵斷裂吸收243KJ能量2molCl共價鍵形成釋放862KJ能量2molH分析：斷開1molH2和1molCl2中的化學(xué)鍵需吸收能量679kJ，

形成2molHCl中的化學(xué)鍵需釋放能量862kJ，

斷舊鍵吸收能量小于成新鍵釋放的能量，該反應(yīng)釋放能量。上述分析表明，化學(xué)鍵斷裂和形成時的能量變化是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因。從微觀角度認(rèn)識化學(xué)中的能量變化讓我們從化學(xué)鍵的觀點(diǎn)來分析能量的變化一個化學(xué)反應(yīng)的的過程，本質(zhì)上就是舊化學(xué)鍵斷裂和新化學(xué)鍵形成的過程。H—HCl—ClHHClClH—ClH—Cl吸收能量吸收能量放出能量放出能量所以一個化學(xué)反應(yīng)是放熱還是吸熱取決于所有斷鍵吸收的總能量與所有形成新鍵放出的總能量的相對大小從宏觀角度認(rèn)識化學(xué)中的能量變化①各種物質(zhì)都儲存化學(xué)能，物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)與狀態(tài)不同，所包含的化學(xué)能也不同。在化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物總能量與生成物總能量不同，所以，由反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為生成物必然伴隨著能量變化。放熱反應(yīng)可以看成是反應(yīng)物所具有的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能釋放出來，吸熱反應(yīng)可以看成是熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能被生成物所“儲存”?；瘜W(xué)反應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)化遵循能量守恒定律。②物質(zhì)的穩(wěn)定性與能量的關(guān)系結(jié)論：能量越低物質(zhì)越穩(wěn)定從宏觀角度認(rèn)識化學(xué)中的能量變化③化學(xué)反應(yīng)與能量變化關(guān)系示意圖

反應(yīng)物總能量>生成物總能量釋放能量從宏觀角度認(rèn)識化學(xué)中的能量變化③化學(xué)反應(yīng)與能量變化關(guān)系示意圖

反應(yīng)物總能量<生成物總能量吸收能量人類對能源的利用人類利用能源的三個階段：

時期、

時期和

時期。

柴草化石能源多能源結(jié)構(gòu)消費(fèi)量（折合成標(biāo)準(zhǔn)煤）/萬噸消費(fèi)總量分類消費(fèi)總量煤炭石油天然氣水電、風(fēng)電、核電429905273849786732536452019占比/%10064186122015年我國能源消費(fèi)總量和構(gòu)成人類對能源的利用

面臨的問題：一是其短期內(nèi)不可再生，儲量有限，隨著能源消費(fèi)需求的不斷增加，能源消費(fèi)量與儲量之間的矛盾日益突顯；二是煤和石油產(chǎn)品燃燒排放的粉塵、SO2、NOx、CO等是大氣污染物的主要來源。解決的方法：解決辦法節(jié)約能源尋找新能源人類對能源的利用節(jié)能燃料燃燒階段——改進(jìn)鍋爐的爐型和燃料空氣比、清