高中化学第六章化学反应与能量第一节第1课时化学反应与热能课件新人教版必修第二册 33页

第 1 课时 　 化学反应与热能 知识铺垫 新知预习 自主测试 1 . 化学变化的本质是反应物中 旧化学键的断裂 和生成物中 新化学键的形成 。 2 . 在自然界中 , 物质的转化要遵守 质量守恒定律 , 能量的转化要遵循 能量守恒定律 。 3 . 浓硫酸溶于水时 释放 能量 , 硝酸铵溶于水时 吸收 能量。 知识铺垫 新知预习 自主测试 一、放热反应与吸热反应 1 . 实验探究 (1) 镁条和稀盐酸的反应 知识铺垫 新知预习 自主测试 (2)Ba(OH) 2 ·8H 2 O 和氯化铵的反应 知识铺垫 新知预习 自主测试 2 . 定义及实例 (1) 放热反应 : 释放 热量的化学反应。如 : 镁条、铝片与盐酸的反应 , 木炭、氢气、甲烷等在空气中的燃烧 , 氢气与氯气的化合反应等。 (2) 吸热反应 : 吸收热量的化学反应。如 Ba(OH) 2 ·8H 2 O 与氯化铵晶体的反应 , 盐酸与碳酸氢钠的反应 , 灼热的炭与二氧化碳的反应等。 【微思考 1 】 不需要加热就可进行的反应是否一定是放热反应 ? 提示 不一定。如 Ba(OH) 2 ·8H 2 O 与氯化铵晶体的反应虽不需要加热即可进行 , 但该反应为吸热反应。 知识铺垫 新知预习 自主测试 二、化学反应中能量变化的原因 1 . 化学反应中能量变化的原因 —— 微观角度 (1) 原因 (2) 实例 [ 以 H 2 (g)+Cl 2 (g) === 2HCl(g) 为例 ] ① 断键 —— 断开 1 mol H 2 中的 H—H 键要 吸收 436 kJ 能量 , 断开 1 mol Cl 2 中的 Cl—Cl 键要 吸收 243 kJ 的能量。则断键共需吸收 679 kJ 的能量。 ② 成键 —— 形成 2 mol HCl 中的 H—Cl 键要 释放 862 kJ 的能量。 ③ 断键吸收的总能量 小于 成键释放的能量 —— 反应放热。 知识铺垫 新知预习 自主测试 (3) 结论 化学键的 断裂和形成 是物质在化学反应中发生能量变化的主要原因。 【微思考 2 】 有化学键断裂或形成的变化是否一定是化学变化 ? 提示 不一定。如 HCl 溶于水发生电离有化学键断裂 , 或从浓盐酸中挥发出氯化氢气体有化学键形成 , 但这些变化都是物理变化。 知识铺垫 新知预习 自主测试 2 . 化学反应中能量变化的决定因素 —— 宏观角度 结论 : 化学反应中的能量变化决定于 反应物的总能量与生成物的总能量 的相对大小。 知识铺垫 新知预习 自主测试 三、化学反应中能量变化的应用 1 . 人类利用能源的三个阶段 2 . 化石能源的利用过程中亟待解决的问题 (1) 化石能源短期内 不可再生 ;(2) 污染环境 。 知识铺垫 新知预习 自主测试 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 1 mol H—Cl 键所放出的能量与断开 1 mol H—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) 需要加热才能进行的反应不一定是吸热反应 , 不需要加热就能进行的反应也不一定是放热反应。 ( 　　 ) 答案 : (1) √ 　 (2) √ 　 (3) √ 　 (4)× 　 (5) √ 知识铺垫 新知预习 自主测试 2 . 下图是两个反应的反应前后反应物总能量和生成物总能量的比较图 , 对于 Ⅰ 、 Ⅱ 两个反应的说法正确的是 ( 　　 ) A. 反应 Ⅰ 是放热反应 , 反应 Ⅱ 也是放热反应 B. 反应 Ⅰ 是放热反应 , 反应 Ⅱ 是吸热反应 C. 反应 Ⅰ 是吸热反应 , 反应 Ⅱ 也是吸热反应 D. 反应 Ⅰ 不需要加热 , 反应 Ⅱ 必须加热 答案 : B 解析 : 若反应物总能量高于生成物总能量 , 则反应为放热反应 ; 反之 , 为吸热反应。无论是吸热反应还是放热反应 , 都与反应是否需要加热无关。 知识铺垫 新知预习 自主测试 3 . 下列反应既是氧化还原反应 , 又是吸热反应的是 ( 　　 ) A. 铝片与稀硫酸的反应 B.Ba(OH) 2 ·8H 2 O 与 NH 4 Cl 的反应 C. 灼热的木炭与 CO 2 的反应 D. 甲烷在 O 2 中的燃烧反应 答案 : C 解析 : A 、 D 两项中的反应均是放热反应 ,B 项中的反应不是氧化还原反应。 任务一 任务二 素养脉络 放热反应和吸热反应理解与判断 问题探究 在一只小烧杯里 , 加入 20 g 已研细的 Ba(OH) 2 ·8H 2 O 与 10 g NH 4 Cl 晶体 , 将小烧杯放在滴有几滴水的木片上 , 根据实验步骤 , 填写下表 , 并回答问题。 随堂检测 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 任务一 任务二 素养脉络 (1) 写出实验过程中发生反应的化学方程式 : Ba(OH) 2 ·8H 2 O+2NH 4 Cl === BaCl 2 +2NH 3 ↑+10H 2 O 。 (2) 实验中要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是 使反应物迅速混合而充分反应 , 使温度迅速下降 。 (3) 放热反应一定容易发生 , 吸热反应一定难发生吗 ? 提示 不一定。反应放热和吸热与反应的条件无关 , 有些放热反应必须加热才能发生 , 如木炭的燃烧 ; 而有些吸热反应在常温下就能发生 , 如 Ba(OH) 2 ·8H 2 O 与 NH 4 Cl 的反应。 随堂检测 任务一 任务二 素养脉络 知识拓展 1 . 关于吸热反应和放热反应的易错点 (1)“ 三个不一定 ” 。 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 放热反应常温下不一定容易发生 , 如铝热反应 ; ③ 吸热反应也不一定需要加热 , 如 Ba(OH) 2 ·8H 2 O 晶体和 NH 4 Cl 晶体的反应。 (2) 吸热反应和放热反应都是化学变化。 NaOH 固体溶于水是放热过程 , 但不是放热反应 ; 升华、蒸发等过程是吸热过程 , 但不是吸热反应。 随堂检测 任务一 任务二 素养脉络 2 . 常见的放热反应和吸热反应 随堂检测 任务一 任务二 素养脉络 素能应用 典例 1 下列说法正确的是 ( 　　 ) ① 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应　 ② 放热反应在常温下一定很容易发生　 ③ 反应是放出能量还是吸收能量可以通过反应物和生成物所具有的总能量的相对大小来判断　 ④ 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 ③④ B. 只有 ①② C. 只有 ①②③④ D. 只有 ②③④ 答案 : A 解析 : 需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应 , 如铜在氯气中燃烧 ; 放热反应在常温下不一定容易发生 , 如 N 2 与 H 2 合成 NH 3 ; 反应是放热还是吸热取决于反应物、生成物所具有的总能量的相对大小 ; 需要加热才能发生的放热反应 , 如果反应放出的热量达到反应所需要的热量 , 停止加热后反应也能继续进行 , 如 Fe+S FeS 。 随堂检测 任务一 任务二 素养脉络 变式训练 ( 双选 ) 将盛有 NH 4 HCO 3 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。由此可知 ( 　　 ) A.NH 4 HCO 3 和盐酸的反应是吸热反应 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.NH 4 HCO 3 的能量一定低于 NH 4 Cl 的能量 随堂检测 任务一 任务二 素养脉络 答案 : AB 解析 : 醋酸逐渐凝固 , 说明 NH 4 HCO 3 与盐酸反应使醋酸的温度降低 , 因此该反应为吸热反应 ,A 正确 ; 吸热反应中反应物吸收能量 , 吸收的能量转化为产物内部的能量储存在产物中 ,B 正确 ; 由于 NH 4 HCO 3 和盐酸的反应是吸热反应 , 故反应物的总能量低于生成物的总能量 ,C 错误 ;NH 4 HCO 3 粉末与盐酸的反应是吸热反应 , 是各反应物的总能量低于各生成物的总能量 , 而 NH 4 HCO 3 仅是两种反应物之一、 NH 4 Cl 仅是三种生成物之一 , 故无法得出 NH 4 HCO 3 的能量一定低于 NH 4 Cl 的能量的结论 ,D 错误。 随堂检测 任务一 任务二 素养脉络 反应能量变化与化学键断裂、形成间的关系 问题探究 1 . 反应物的总能量大于生成物的总能量 , 该反应发生时是吸收能量还是放出能量 ? 提示 放出能量。 2 . 断裂 1 mol H—H 键需要吸收 a kJ 能量 , 则 2 mol H 原子形成 1 mol H—H 键的能量如何变化 ? 提示 放出 a kJ 能量。 3 . 已知形成 1 mol 化学键放出的能量见下表 : 计算反应 A 2 +B 2 === 2AB 发生时 , 生成 2 mol AB 的能量变化。 提示 放出 70 kJ 能量。 随堂检测 任务一 任务二 素养脉络 知识拓展 化学反应中的能量变化 1 . 如果反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量 , 反应物转化为生成物时化学反应放出能量 , 反之 , 化学反应吸收能量。 如图所示 : 随堂检测 任务一 任务二 素养脉络 2 . 既可以利用化学键的键能计算具体反应中的能量变化 , 也可以根据化学反应中的能量变化计算某一种化学键的键能。计算公式 : 化学反应中的能量变化值 = 反应物的总键能 - 生成物的总键能。计算出的数值如果为正值 , 意味着该反应为吸热反应 ; 计算出的数值如果是负值 , 意味着该反应为放热反应。 随堂检测 任务一 任务二 素养脉络 素能应用 典例 2 根据下面的信息 , 判断下列叙述正确的是 ( 　　 ) A. 氢气跟氧气反应生成水的同时释放能量 B. 氢气跟氧气反应生成水的同时吸收能量 C.1 mol H 2 跟 mol O 2 反应生成 1 mol H 2 O 一定释放能量 245 kJ D.2 mol H 2 (g) 跟 1 mol O 2 (g) 反应生成 2 mol H 2 O(g) 吸收能量 490 kJ 随堂检测 任务一 任务二 素养脉络 答案 : A 解析 : 由题中信息可知 ,1 mol H 2 (g) 所含的共价键断裂吸收能量 436 kJ, mol O 2 (g) 所含的共价键断裂吸收能量 249 kJ, 两者共吸收能量 685 kJ; 形成 2 mol H—O 键时共释放能量 930 kJ 。在 1 mol H 2 (g) 跟 mol O 2 (g) 反应生成 1 mol H 2 O(g) 的过程中 , 放出的能量比吸收的能量多 245 kJ,C 项中未说明物质的状态 , 所以释放的能量不一定是 245 kJ 。 随堂检测 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 1 . 化学反应的发生必然伴有能量的转化 , 其最根本原因是 ( 　　 ) A. 化学反应中一定有新物质生成 B. 化学反应中旧化学键的断裂需要吸收能量 , 新化学键的形成需要放出能量 C. 化学反应通常需要加热等条件才能发生 D. 能量变化是化学反应的基本特征之一 答案 : B 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 2 . 下列过程一定释放出能量的是 ( 　　 ) A. 化合反应 B. 分解反应 C. 分子拆成原子 D. 原子组成分子 答案 : D 解析 : 化合反应不一定放出能量 , 如 CO 2 +C 2CO 就是吸收能量的反应 ,A 项错误 ; 分解反应多数是吸收能量的反应 ,B 项错误 ; 由分子拆成原子是破坏化学键的过程 , 是吸收能量的 , 原子组成分子则是放出能量的 ,C 项错误 ,D 项正确。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 3 . 由图分析 , 下列叙述正确的是 ( 　　 ) A.A(g) === B(g)+C(g) 和 B(g)+C(g) === A(g) 两个反应吸收或放出的能量不相等 B.A(g) === B(g)+C(g) 是放热反应 C.A(g) 具有的能量高于 B(g) 和 C(g) 具有的总能量 D.B(g)+C(g) === A(g) 是放热反应 答案 : D 解析 : 根据能量守恒定律可知 A 项错误 ;A(g) 具有的能量低于 B(g) 和 C(g) 具有的总能量 , 故 A(g) === B(g)+C(g) 为吸热反应 ,B(g)+C(g) === A(g) 为放热反应 ,B 、 C 两项错误 ,D 项正确。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 4 . 下列属于吸热反应的是 ( 　　 ) 答案 : B 解析 : A 项 , 酸碱中和反应都是放热反应 , 氢氧化钠与盐酸的反应属于放热反应 , 故错误 ;B 项 , 氢氧化钡晶体与氯化铵的反应属于吸热反应 , 故正确 ;C 项 , 金属与酸的反应是放热反应 , 盐酸与铝的反应属于放热反应 , 故错误 ;D 项 , 燃烧反应都是放热反应 , 蜡烛燃烧属于放热反应 , 故错误。 任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 5 . 如图所示 , 把试管小心地放入盛有 (20 ℃ ) 碳酸饮料的烧杯中 , 试管中开始放入几小块铝片 , 再用滴管滴加 5 mL 浓 NaOH 溶液于试管中。试回答下列问题 : (1) 实验中观察到的现象是   　 。   (2) 产生上述现象的原因是 　 。   (3) 写出有关反应的离子方程式 : 　 。   (4) 由实验推知 , 反应所得溶液和氢气的总能量 　　　 ( 填 “ 大于 ”“ 小于 ” 或 “ 等于 ”) 铝片和 NaOH 溶液的总能量。   任务一 任务二 素养脉络 随堂检测 答案 : (1) 铝片上有大量气泡产生 , 铝片逐渐溶解 ; 烧杯内液体放出气泡变快 (2) 铝与 NaOH 溶液反应生成氢气 , 且反应放热 , 碳酸饮料中 CO 2 在水中的溶解度随温度升高而减小 ,CO 2 从饮料中逸出变快 (4) 小于 解析 : 金属与酸或碱溶液的反应是放热反应 , 铝与碱溶液的反应放热尤为显著 , 放出的热量使烧杯中饮料的温度升高 , 使 CO 2 的溶解度减小。根据反应的热效应与反应物、生成物总能量的关系可知 , 放热反应中生成物的总能量小于反应物的总能量。