高中化學專題2化學反應與能量轉化第二單元化學反應中的熱量課件蘇教版必修

第二單元化學反應中的熱量專題2化學反應與能量轉化[學習目標]1.理解化學反應中能量變化的主要原因——化學鍵的斷裂和形成。2.了解吸熱反應和放熱反應的概念，熟知常見的吸熱反應和放熱反應。3.初步學習熱化學方程式的書寫，并能進行一些簡單的能量變化計算。4.認識提高燃料的燃燒效率，開發(fā)高能清潔燃料的重要性。[核心素養(yǎng)]1.宏觀辨識：理解化學反應中能量的變化取決于反應物與生成物的總能量相對大小。2.微觀探析：從化學鍵的斷裂和形成，在本質(zhì)上認識化學能量與化學變化的本質(zhì)。3.模型認知：知道熱化學方程式與普通化學方程式的不同，能正確書寫熱化學方程式。新知導學達標檢測內(nèi)容索引新知導學1.化學反應過程中能量轉化形式化學反應中不僅是物質(zhì)的轉變，同時還伴隨著

變化?；瘜W反應中比較常見的是化學能與熱能、電能、光能等的互相轉化。一、化學反應中的熱量變化能量2.放熱反應和吸熱反應(1)實驗探究實驗操作實驗現(xiàn)象結論①看到有氣泡產(chǎn)生②用手觸摸反應后的試管，__________③用溫度計測得反應后溶液溫度______該反應

熱量手感到熱升高放出聞到刺激性氣味，燒杯壁

，玻璃片和燒杯

，混合物呈糊狀該反應

熱量混合后溶液溫度比原來的兩種溶液的溫度____該反應

熱量發(fā)涼黏在一起高吸收放出相關視頻(2)概念①放出熱量的化學反應為放熱反應。②吸收熱量的化學反應為吸熱反應。(3)常見的吸熱反應和放熱反應①常見的放熱反應有：燃燒反應、中和反應、金屬與水或酸的反應、大多數(shù)化合反應。放熱反應與吸熱反應比較歸納總結

類型比較放熱反應吸熱反應定義放出熱量的反應吸收熱量的反應形成原因反應物具有的總能量大于生成物具有的總能量反應物具有的總能量小于生成物具有的總能量與化學鍵的關系生成物分子成鍵時釋放的總能量大于反應物分子斷鍵時吸收的總能量生成物分子成鍵時釋放的總能量小于反應物分子斷鍵時吸收的總能量圖示例1硅是太陽能電池的重要材料。工業(yè)冶煉純硅的原理是：化學反應與能量變化如圖所示，回答下列問題：(1)①是______反應，②是______反應，③是______反應(填“吸熱”或“放熱”)。(2)反應②破壞反應物中的化學鍵所吸收的能量______(填“大于”或“小于”)形成生成物中化學鍵所放出的能量。吸熱放熱吸熱小于解析答案解析

因為反應②是放熱反應，所以破壞反應物中的化學鍵所吸收的能量小于形成生成物中化學鍵所放出的能量。易錯警示(1)“三個不一定”①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。②放熱反應常溫下不一定容易發(fā)生，如鋁熱反應。③吸熱反應也不一定需要加熱，如Ba(OH)2·8H2O晶體和NH4Cl晶體的反應。(2)吸熱反應和放熱反應都是化學變化，如NaOH固體溶于水是放熱過程，但不是放熱反應；如升華、蒸發(fā)等過程是吸熱過程，但不是吸熱反應。3.化學反應中能量變化的原因(1)化學反應中能量變化與化學鍵的關系①化學反應過程②化學反應中能量變化的原因(2)化學反應中能量變化與物質(zhì)內(nèi)部能量的關系圖示能量相對大小反應物的總能量

生成物的總能量反應物的總能量

生成物的總能量大于小于①化學反應的兩大基本特征：物質(zhì)種類發(fā)生變化和能量發(fā)生變化。②化學鍵的斷裂和形成是物質(zhì)在化學反應中發(fā)生能量變化的主要原因。例2

H2＋Cl2===2HCl的反應過程如下圖所示：(1)根據(jù)上圖填寫下表：化學鍵能量變化斷裂或形成1mol化學鍵時反應中能量變化Cl—Cl吸收243kJ共吸收______kJH—H吸收436kJH—Cl放出431kJ共放出______kJ(2)該反應______(填“放出”或“吸收”)______kJ熱量。679862放出183答案例3已知1g氫氣完全燃燒生成水蒸氣時放出能量121kJ，且氧氣中1molO==O鍵完全斷裂時需要吸收能量496kJ，水蒸氣中1molH—O鍵形成時放出能量463kJ，則氫氣中1molH—H鍵斷裂時吸收的能量為A.920kJ B.557kJC.436kJ D.188kJ答案解析√1.概念：能表示化學反應中

的熱量的化學方程式。2.書寫——“三字訣”二、熱化學方程式放出或吸收寫—正確“寫”出反應的化學方程式注—“注”明物質(zhì)的狀態(tài)，用

、

、

分別表示氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)gls|標|—用ΔH“標”明反應放出或吸收的熱量，負值表示反應

熱，正值

表示反應

熱。ΔH的單位為__________放吸kJ·mol－1例如，已知1molC與1molO2完全反應生成1molCO2放出393.6kJ熱量，則該反應的熱化學方程式為

。C(s)＋O2(g)===CO2(g)

ΔH＝－393.6kJ·mol－1熱化學方程式的書寫方法(1)遵循一般化學方程式的書寫規(guī)則(一般不寫反應條件)。(2)要注明反應物和生成物的狀態(tài)。(3)在右端注明ΔH的符號(正號常省略)、大小及單位。(4)化學計量數(shù)只表示物質(zhì)的量，因此可以是整數(shù)，也可以是分數(shù)?；瘜W計量數(shù)改變，ΔH的數(shù)值要相應改變。歸納總結例4下列對熱化學方程式H2(g)＋I2(g)===HI(g)

ΔH＝－9kJ·mol－1的敘述中，正確的是A.1mol氫氣和1mol碘蒸氣完全反應需要吸收9kJ熱量B.1個氫分子和1個碘分子完全反應需要放出9kJ的熱量C.1molH2(g)與1molI2(g)完全反應生成2mol的HI氣體放出18kJ的熱量D.1molH2(g)與1molI2(g)完全反應吸收18kJ的熱量答案解析√解析熱化學方程式的具體形式是表示一定物質(zhì)的量、一定聚集狀態(tài)的反應物完全反應生成一定聚集狀態(tài)的生成物時的放熱或吸熱情況。只要依據(jù)書寫熱化學方程式的注意事項，對于本題就不難作出判斷。例5已知：101kPa時，1mol辛烷完全燃燒生成CO2和液態(tài)水時放出的熱量為5518kJ，強酸與強堿在稀溶液中發(fā)生反應生成1molH2O時放出的熱量為57.3kJ，則下列熱化學方程式書寫正確的是A.C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(g)ΔH＝5518kJ·mol－1B.C8H18(l)＋O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)ΔH＝－5518kJ·mol－1C.H＋＋OH－===H2OΔH＝－57.3kJ·mol－1D.2NaOH(aq)＋H2SO4(aq)===Na2SO4(l)＋2H2O(l)ΔH＝57.3kJ·mol－1答案解析√解析A項，因該反應為放熱反應，ΔH應取“－”，同時水應為液態(tài)，故A錯；C項中應標明H＋、OH－狀態(tài)是稀溶液狀態(tài)(aq)；D項中Na2SO4應為稀溶液狀態(tài)(aq)，ΔH應取“－”且數(shù)值錯誤，故D錯。一查“四態(tài)”。即(g、l、s、aq)是否正確；二查“正負莫反”。即“＋”、“－”是否與吸熱和放熱一致；三查“單位書寫”。即反應熱的單位是否為kJ·mol－1；四查“數(shù)值對應”，即ΔH的數(shù)值與物質(zhì)化學計量數(shù)是否對應?！八牟椤睙峄瘜W方程式書寫正誤思維啟迪1.熱值已知下列幾種燃料的熱值：三、燃料燃燒釋放的熱量物質(zhì)天然氣焦炭氫氣乙醇熱值/kJ·g－1563314330其熱化學方程式分別為：①C(s)＋O2(g)===CO2(g)

ΔH＝－396kJ·mol－1②CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－896kJ·mol－1④C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－1380kJ·mol－1(1)完全燃燒相等物質(zhì)的量的上述物質(zhì)，放出熱量的大小順序是_____________。(2)完全燃燒等質(zhì)量的上述物質(zhì)，放出熱量的大小順序是

。④>②>①>③③>②>①>④(3)燃料燃燒放出熱量的大小常用熱值來衡量。燃料的熱值是指在一定條件下

的物質(zhì)完全燃燒所放出的

，單位是

。(4)我國實施的“西氣東輸”工程中的“氣”是指

，主要成分是

，與煤等燃料相比較其優(yōu)點是熱值高，使用起來更經(jīng)濟，對環(huán)境污染小。單位質(zhì)量熱量kJ·g－1天然氣甲烷2.以煤為例，探究提高燃料燃燒效率問題(1)煤燃燒時，將煤塊粉碎成煤粉的依據(jù)是與空氣中O2的

增大，煤粉燃燒更充分，反應速率加快。(2)通入適當過量空氣的依據(jù)是空氣充足，煤粉燃燒充分，生成CO2，放出熱量

；若空氣不足，煤燃燒不完全，生成CO，產(chǎn)生熱量

，且會造成污染。(3)選擇保溫隔熱且耐熱的爐(灶)膛材料的主要目的是

。(4)充分利用煤燃燒后的廢氣中的熱量可采取的措施是將燃燒后的廢氣通過交換裝置，供其他方面使用。接觸面積多減少防止熱量散失提高燃料燃燒效率的措施及意義(1)提高燃料的燃燒效率的措施①盡可能使燃料充分燃燒，提高能量的轉化率。關鍵是燃料與空氣或氧氣要盡可能充分接觸，且空氣要適當過量。②盡可能充分利用燃料燃燒所釋放出的熱能，提高熱能的利用率。(2)提高燃料的燃燒效率的意義在于節(jié)約能源、節(jié)約資源、減少污染。歸納總結例6下列措施可以提高燃料燃燒效率的是①提高燃料的著火點②降低燃料的著火點

③將固體燃料粉碎④將液體燃料霧化處理

⑤將煤進行氣化處理⑥通入適當過量的空氣A.①③④⑤ B.②③⑤⑥C.③④⑤⑥ D.①②③④答案解析√解析理論上，提高燃料燃燒效率的常用方法是增大燃料與空氣的接觸面積，并通入適當過量的空氣。對于①和②，由于燃料的著火點是其固有的性質(zhì)，不可改變，故這兩項措施不可行。③④⑤所采取的措施均是為了增大燃料與空氣的接觸面積。學習小結達標檢測1.下列說法正確的是①需要加熱才能發(fā)生的反應一定是吸熱反應②放熱反應在常溫下一定很容易發(fā)生③反應是放出能量還是吸收能量必須看反應物和生成物所具有的總能量的相對大小④有的放熱反應加熱到一定溫度引發(fā)后，停止加熱反應也能繼續(xù)進行A.③④ B.①②C.①②③④ D.②③④1234答案解析√56解析加熱才能發(fā)生的反應不一定是吸熱反應，如銅在氯氣中燃燒；放熱反應在常溫下不一定容易發(fā)生，如N2與H2合成NH3；反應是放熱還是吸熱取決于反應物、生成物所具有的總能量的相對大??；需要加熱才能發(fā)生的放熱反應，如果反應放出的熱量達到反應所需要的熱量，停止加熱反應也能繼續(xù)進行，如123456A.該圖表明催化劑可以改變反應的熱效應B.該圖表示某反應能量的變化與生成物狀態(tài)無關C.該圖表示某吸熱反應分別在有無催化劑的情況

下反應過程中的能量變化D.該圖表明化學反應不僅遵循質(zhì)量守恒定律，也

遵循能量守恒定律2.(2017·河北承德一中月考)關于下列圖示說法正確的是答案解析√123456解析A項，起始能量與最終能量不變，因此催化劑不能改變反應的熱效應，故錯誤；B項，圖中并沒有表現(xiàn)出物質(zhì)的狀態(tài)，因此不能得出該結論，且反應能量的變化與生成物狀態(tài)有關，故錯誤；C項，生成物的總能量低于反應物的總能量，因此該反應為放熱反應，故錯誤；D項，多余的能量以熱量的形式釋放，因此遵循能量守恒定律，故正確。1234563.將鐵粉和硫粉混合后加熱，待反應一發(fā)生即停止加熱，反應仍可持續(xù)進行，直至反應完全生成新物質(zhì)硫化亞鐵。這現(xiàn)象說明了A.該反應是吸熱反應B.該反應是放熱反應C.鐵粉和硫粉在常溫下可以發(fā)生反應D.硫化亞鐵的總能量高于鐵粉和硫粉的總能量答案解析√123456解析反應發(fā)生后停止加熱，反應仍可持續(xù)進行說明反應為放熱反應，A錯誤，B正確；反應需要加熱才能發(fā)生，常溫下不能進行，C錯誤；反應是放熱反應，所以反應物的總能量高于生成物的總能量，D錯誤。1234564.(2018·溫州十五校聯(lián)合體期中)1gH2完全燃燒生成液態(tài)水放出142.9kJ的熱量，下列表示該反應的熱化學方程式正確的是A.2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－142.9kJ·mol－1B.2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝571.6kJ·mol－1C.2H2＋O2===2H2O

ΔH＝－571.6kJ·mol－1D.H2(g)＋O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.8kJ·mol－1√答案解析123456解析1g氫氣完全燃燒生成液態(tài)水，放出142.9kJ熱量，所以2mol氫氣完全燃燒生成液態(tài)水，放出的熱量為142.9kJ×4＝571.6kJ，所以ΔH＝－571.6kJ·mol－1，故A、B錯誤；物質(zhì)的狀態(tài)影響反應熱，未注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)，故C錯誤；2gH2燃燒生成液態(tài)水時放出285.8kJ的熱量，ΔH<0，熱化學方程式為H2(g)＋O2(g)===H2O(l)

ΔH＝－285.8kJ·mol－1，故D正確。1234565.將煤塊粉碎、經(jīng)脫硫處理、在適當過量的空氣中燃燒，這樣處理的目的是①使煤充分燃燒，提高煤的利用率②減少SO2的產(chǎn)生，避免造成“酸雨”

③減少有毒的CO產(chǎn)生，避免污染空氣

④減少CO2的產(chǎn)生，避免“溫室效應”A.①②③ B.②③④C.①③④ D.①②③④答案解析√解析煤塊粉碎是為了提高煤的利用率；脫硫是為了減少SO2的產(chǎn)生；過量空氣是為了減少CO的產(chǎn)生。1234566