6.1.1 化學反應與熱能 課件 2023-2024學年高一下學期人教版化學

第一節(jié)

化學反應與能量變化

第六章

化學反應與能量化學反應與熱能實驗探究化學反應過程中存在熱量變化——鹽酸與鎂反應前后溶液的溫度變化實驗步驟在一支試管中加入2mL2mol/L鹽酸，并用溫度計測量其溫度。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。化學反應中的熱量變化實驗現(xiàn)象結論有

產(chǎn)生；用溫度計測量，溫度

。該反應產(chǎn)生

，該反應

熱量?；瘜W反應方程式：

升高氣泡Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑放出氣體化學反應中的熱量變化化學反應與熱能實驗探究化學反應過程中存在熱量變化——氫氧化鋇與氯化銨反應前后溶液的溫度變化實驗步驟將20gBa(OH)2·8H2O晶體研細后與10gNH4Cl晶體一起放入燒杯中，并將燒杯放在滴有幾滴水的木片上。用玻璃棒快速攪拌，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。化學反應中的熱量變化實驗現(xiàn)象結論聞到________氣味；燒杯壁_____；木片和燒杯___________；混合物呈_____。該反應產(chǎn)生NH3和H2O，該反應

_____熱量?；瘜W反應方程式：刺激性發(fā)涼黏結在一起糊狀吸收Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2＋2NH3↑＋10H2O化學反應中的熱量變化放熱反應與吸熱反應1.放熱反應把釋放熱量的化學反應稱為放熱反應。常見的放熱反應：所有的燃燒反應及緩慢氧化反應酸堿中和反應活潑金屬和酸或水的反應大多數(shù)化合反應鋁熱反應少數(shù)分解反應2H2O2=====2H2O+O2↑MnO2

2Al+Fe2O3=====2Fe+Al2O3高溫化學反應中的熱量變化2.吸熱反應把吸收熱量的化學反應稱為放熱反應。常見的吸熱反應：例如：C+H2O===CO+H2高溫大多數(shù)分解反應某些以C、CO、H2為還原劑還原氧化物的反應某些晶體間的反應，如：氫氧化鋇與氯化銨的反應鹽酸與碳酸氫鈉的反應化學反應中的熱量變化注意(1)所有化學反應都會伴隨有能量的變化(2)吸熱反應、放熱反應都指的是化學反應。有些過程也會有能量的變化，如NaOH潮解（放熱）、NaOH溶于水（放熱）、H2SO4溶于水（放熱）、NH4NO3溶于水（吸熱）等屬于吸/放熱過程，不屬于吸/放熱反應（3）化學反應中的熱量變化化學反應與熱能需加熱才能發(fā)生的反應不一定是吸熱反應，如碳和氧氣的反應，前期需加熱引發(fā)，但為放熱反應。放熱反應常溫下不一定容易發(fā)生。如鋁熱反應吸熱反應不一定需要加熱，如Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應在常溫下就能進行?；瘜W反應中的熱量變化化學反應過程中為什么會有能量變化？為什么有的化學反應釋放熱量，有的化學反應吸收熱量？化學反應中能量變化的原因微觀角度——分子和原子的角度化學反應過程——物質變化電解水水分子的變化化學變化的實質在化學變化中，分子破裂成原子，原子又重新組合成新的分子化學反應中能量變化的原因化學反應中能量變化的原因微觀角度——化學鍵化學反應過程——物質變化一個化學反應過程，本質上就是舊化學鍵的_____和新化學鍵的_____過程斷裂形成以氫氣在氯氣中燃燒為例，用化學鍵的觀點分析反應的本質過程化學變化的實質化學反應中能量變化的原因①斷鍵：斷開1molH2中的H—H鍵要______436kJ能量，斷開1molCl2中的Cl—Cl鍵要_______243kJ的能量。則斷鍵共需吸收______kJ的能量。1.從化學鍵的斷裂與形成角度看吸/放熱反應（微觀）H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)（25℃，101kPa）吸收吸收679

②成鍵：形成2molHCl中的H—Cl鍵要______862kJ的能量。③結論：斷鍵吸收的總能量______成鍵釋放的能量，所以發(fā)生了______反應。化學鍵的_____________是物質在化學反應中發(fā)生能量變化的主要原因。釋放小于放熱斷裂和形成化學反應中能量變化的原因用圖形表示化學反應中能量變化E吸＜E放

放熱反應E吸

>

E放

吸熱反應化學反應中能量變化的原因物質的組成、結構與

不同，所具有的能量不同。因此，一個化學反應的能量變化取決于

和

的相對大小。狀態(tài)反應物總能量

生成物總能量

釋放能量Q放①反應物的總能量>生成物的總能量（1）放熱反應2.從總能量高低理解能量變化的原因(宏觀辨識)②反應物的總能量=生成物的總能量+Q放③化學能轉化為熱能

化學反應中能量變化的原因①生成物的總能量>反應物的總能量（2）吸熱反應②反應物的總能量=生成物的總能量-Q放③熱能轉化為化學能被生成物“儲存”

化學反應中能量變化的原因1.穩(wěn)定物生成不穩(wěn)定物是

反應。2.需要持續(xù)加熱才能進行的一般是

反應。3.如果某反應為放熱，則逆反應為吸熱。吸熱吸熱能量越低越穩(wěn)定化學反應中能量變化的原因總結歸納1、判斷吸熱反應和放熱反應的兩種方法(1)根據(jù)反應物總能量和生成物總能量的相對大小判斷——反應物的總能量高于生成物的總能量的反應為放熱反應，反之為吸熱反應(宏觀角度)。(2)根據(jù)化學鍵斷裂和形成時能量變化大小關系判斷——斷裂反應物中化學鍵吸收的總能量大于形成生成物中化學鍵釋放的總能量的反應為吸熱反應，反之為放熱反應(微觀角度)?！就卣埂挎I能

在25℃，101KPa條件下，形成或斷裂1mol化學鍵所釋放或吸收的能量稱為化學鍵的鍵能。畫出放熱、吸熱反應的能量隨反應過程的變化圖。放熱反應吸熱反應知識提現(xiàn)反應物能量能量生成物能量中間物質能量反應物能量生成物能量中間物質能量能量反應物總鍵能>生成物總鍵能反應物總鍵能<生成物總鍵能化學反應中能量變化的原因化學能與熱能相互轉化的應用人類獲取熱能的主要途徑都是通過物質的燃燒以樹枝雜草為主以煤、石油和天然氣為主早期的主要能源現(xiàn)代的主要能源人類對能源的利用化石燃料利用過程面臨的問題儲量有限，短期內不可再生影響環(huán)境煤、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。人類對能源的利用太陽能、風能、地熱能、海洋能、氫能等提高燃料的燃燒效率提高能源利用率太陽能

風能

地熱能解決辦法節(jié)能尋找新能源人類對能源的利用我國目前電能主要來自火力發(fā)電，其次是水力發(fā)電2015年我國發(fā)電總量構成圖火力發(fā)電水力發(fā)電一、火力發(fā)電原理及過程一、火力發(fā)電原理及過程在化學反應中，物質中的化學能的變化通常表現(xiàn)為熱量的變化，即化學能轉變?yōu)闊崮堋Ｎ镔|中的化學能在什么條件下能轉化為電能？燃燒蒸汽發(fā)電機化學能

熱能

機械能

電能一、火力發(fā)電原理及過程？一、火力發(fā)電原理及過程電子定向移動氧化還原反應1.電流是怎樣產(chǎn)生的？2.什么反應中有電子的轉移？二、探究化學能直接轉變?yōu)殡娔艿难b置二、探究化學能直接轉變?yōu)殡娔艿难b置Zn+H2SO4ZnSO4+H2

Zn+2H＋Zn2＋+H2↑2e

化學能熱能鋅稀硫酸稀硫酸ZnCu將Zn片、Cu片同時插入稀硫酸中，有什么現(xiàn)象？【探究1】思考：鋅與稀硫酸反應時鋅失的電子直接給了H+，能否讓鋅失的電子間接轉移給H+呢？【探究1】實驗現(xiàn)象:Zn片:Cu片:鋅表面有氣泡產(chǎn)生銅表面無明顯現(xiàn)象Zn+2H+=Zn2++H2↑稀硫酸ZnCu【探究2】將Zn片、Cu片用導線連接插入稀硫酸中，有何現(xiàn)象？【探究2】思考：怎樣才能知道導線中有電子通過?實驗現(xiàn)象:Zn片:Cu片:鋅表面部分溶解銅片表面有氣泡產(chǎn)生Zn-2e-==Zn2+2H++2e-==H2↑產(chǎn)生H2的位置發(fā)生了改變稀硫酸ZnCu【探究3】用導線把Zn片Cu片之間串聯(lián)一個電流表稀硫酸ZnCu現(xiàn)象：指針偏轉有氣泡產(chǎn)生鋅片不斷溶解Zn片:Cu片:電流表：【探究3】裝置構成閉合回路，有電流通過稀硫酸ZnCuZn2+e-e-H+H+三、原電池把化學能轉化為電能的裝置稱原電池。本質：氧化還原反應氧化反應和還原反應分區(qū)域進行稀硫酸ZnCuZn2+e-e-H+H+－+Zn－2e-=Zn2+2H++2e-=H2↑氧化反應還原反應鋅片：逐漸溶解銅片：產(chǎn)生氣泡負極正極SO42-e－I外電路內電路陽離子陰離子總反應：Zn+2H+=Zn2++H2↑工作原理：負極：電子流出，失電子，發(fā)生氧化反應正極：電子流入，得電子，發(fā)生還原反應外電路電子：負極→沿導線→正極電流：正極→沿導線→負極內電路：陽離子→正極陰離子→負極小結：原電池的工作原理內電路電子不下水離子不上岸形成條件一：活潑性不同的兩個電極怎樣才能構成一個原電池呢？稀硫酸CuCu稀硫酸ZnC稀硫酸ZnZn四、探究原電池的形成條件√一般，負極：較活潑的金屬作；正極：較不活潑的金屬或非金屬導體（如石墨等）形成條件二：電解質溶液或熔融電解質√酒精ZnCu硫酸銅溶液ZnCu蔗糖ZnCu四、探究原電池的形成條件稀硫酸稀硫酸CuZn形成條件三：形成閉合回路稀硫酸ZnCu四、探究原電池的形成條件四、探究原電池的形成條件形成閉合回路的方式有多種，可以是導線連接兩個電極，也可以是兩電極接觸。稀硫酸ZnCu四、探究原電池的形成條件√稀硫酸CCu形成條件四：自發(fā)的氧化還原反應通常，放熱反應是自發(fā)的

兩極一液一回路小結：原電池正負極的判斷方法電極材料反應類型電子流向電極現(xiàn)象離子移向負極正極較活潑金屬較不活潑金屬或能導電的非金屬

氧化反應還原反應

電子流出電子流入e-不斷溶解質量減小電極增重或有氣體產(chǎn)生陰離子移向陽離子移向請你當醫(yī)生

你能為她開一個藥方嗎？1．如圖所示的裝置能夠組成原電池產(chǎn)生電流的是(

)B2.在下圖的8個裝