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第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量變化
第六章 化學(xué)反應(yīng)與能量
第1課時(shí)：化學(xué)反應(yīng)與熱能
課程學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.知道化學(xué)反應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)化學(xué)能與熱能的轉(zhuǎn)化，熟知常見的吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)。
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(gè)角度理解化學(xué)反應(yīng)中能量的變化，提升證據(jù)推理能力。
3.認(rèn)識(shí)提高燃料的燃燒效率、保護(hù)環(huán)境、開發(fā)清潔燃料的必要性和重要性，促進(jìn)“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”化學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展。
致老師和同學(xué)們：
①由于ppt含較多高質(zhì)量素材和視頻，故資源比較大。
②所用視頻均內(nèi)嵌在ppt中，不需要另外下載。本節(jié)共有2個(gè)視頻,根據(jù)需要選擇即時(shí)播放。
視頻清單
①鹽酸與鎂條反應(yīng)前后溫度變化
②氫氧化鋇與氯化銨反應(yīng)前后溫度變化
☆利用化學(xué)反應(yīng)放出的能量升溫
☆利用化學(xué)反應(yīng)吸收能量來降溫
你知道其中的奧秘嗎？
新課導(dǎo)入
化學(xué)反應(yīng)伴隨著放熱或者吸熱現(xiàn)象。
實(shí)驗(yàn)探究
【實(shí)驗(yàn)6-1】在一支試管中加入2mL 2mol/L鹽酸，并用溫度計(jì)測(cè)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(cè)量溶液溫度的變化。
【實(shí)驗(yàn)6-1】在一支試管中加入2mL 2mol/L鹽酸，并用溫度計(jì)測(cè)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(cè)量溶液溫度的變化。
實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)論
①看到有氣泡產(chǎn)生 ②用手觸摸反應(yīng)后的試管， _____ ③用溫度計(jì)測(cè)得反應(yīng)后溫度_____ 該反應(yīng)產(chǎn)生 ，
熱量
溫?zé)?br/>升高
氣體
放出
實(shí)驗(yàn)探究
Mg+2H+=Mg2++H2↑
一、化學(xué)反應(yīng)與熱能
實(shí)驗(yàn)探究
【實(shí)驗(yàn)6-2】將20gBa(OH)2 8H2O晶體研細(xì)后與10gNH4Cl在燒杯中混合，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，用手觸摸燒杯下部，試著用手拿起燒杯。觀察現(xiàn)象。
將20gBa(OH)2 8H2O晶體研細(xì)后與10gNH4Cl在燒杯中混合，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，用手觸摸燒杯下部，試著用手拿起燒杯。觀察現(xiàn)象。
現(xiàn)象：有刺激性氣味氣體產(chǎn)生；木片上的水結(jié)成冰，木片與燒杯底被冰粘在了一起；用手觸摸杯壁下部，有涼的感覺。
該反應(yīng)吸收熱量
【實(shí)驗(yàn)6-2】
Ba(OH)2.8H2O+2NH4Cl=BaCI2+10H2O+2NH3↑
實(shí)驗(yàn)探究
一、吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)
1.概念
(1)把 熱量的化學(xué)反應(yīng)稱為放熱反應(yīng)。
(2)把 熱量的化學(xué)反應(yīng)稱為吸熱反應(yīng)。
釋放
吸收
特別提醒：
吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)均是化學(xué)反應(yīng)。NaOH固體溶于水、濃H2SO4溶于水，屬于放熱過程，不屬于放熱反應(yīng)；NH4NO3固體溶于水，升華、蒸發(fā)屬于吸熱過程，不屬于吸熱反應(yīng)。
2.常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)
放熱反應(yīng) 吸熱反應(yīng)
①所有燃燒反應(yīng) ②酸堿中和反應(yīng) ③大多數(shù)化合反應(yīng) ④活潑金屬跟水或酸的反應(yīng) ⑤物質(zhì)的緩慢氧化 ①大多數(shù)分解反應(yīng)
②C＋CO2(或H2O)
③Ba(OH)2·8H2O＋NH4Cl(固態(tài)銨鹽與堿的反應(yīng))
④NaHCO3與鹽酸的反應(yīng)
注意：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，有些放熱反應(yīng)需要加熱的條件，有些吸熱反應(yīng)在常溫下就可反生。
化學(xué)反應(yīng)過程中為什么會(huì)有能量的變化？
從微觀角度看，物質(zhì)中的原子通過化學(xué)鍵相互結(jié)合的
本質(zhì)：化學(xué)反應(yīng)是一個(gè)
舊的化學(xué)鍵發(fā)生斷裂，新的化學(xué)鍵發(fā)生形成的過程
吸收能量
放出能量
H2 + Cl2 2HCl
問題思考
斷開 1 mol H—H 鍵需要吸收 436 kJ 的能量
從微觀角度分析化學(xué)反應(yīng)的能量變化的原因
例如：?jiǎn)?H2 + Cl2 2HCl 該反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)？
斷開 1 mol Cl—Cl 鍵需要吸收 243 kJ 的能量
形成 1 mol H—Cl 鍵需要放出 431 kJ 的能量
E吸收 = 436 + 243 = 679 kJ
E放出 = 431 × 2 = 862 kJ
E吸＜ E放
放熱反應(yīng)
思維啟迪
結(jié)論：化學(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因。
思考：化學(xué)鍵的“舊斷新生”為何會(huì)引起反應(yīng)體系的能量變化？
二、化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系
化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)
舊鍵斷裂
新鍵形成
（一）從微觀角度分析能量變化的原因（微觀解釋）
（二）從宏觀角度分析能量變化的原因（宏觀判斷）
物質(zhì)本身是具備能量的
反應(yīng)物的總能量高
生成物的總能量低
生成物的總能量高
反應(yīng)物的總能量低
放熱反應(yīng)
吸熱反應(yīng)
舊物質(zhì)反應(yīng)生成新物質(zhì)
反應(yīng)物和生成物總能量不同
吸熱反應(yīng)：
反應(yīng)物總能量 < 生成物總能量
放熱反應(yīng)：
反應(yīng)物總能量 > 生成物總能量
1.穩(wěn)定物生成不穩(wěn)定物是 反應(yīng)。
吸熱
2.需要持續(xù)加熱才能進(jìn)行的一般是 反應(yīng)。
吸熱
3.如果某反應(yīng)為放熱，則逆反應(yīng)為吸熱。
【例1】下列說法中正確的是(　　)
①需要加熱方能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)　②放熱反應(yīng)在常溫下一定很容易發(fā)生　③反應(yīng)是放熱還是吸熱必須看反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對(duì)大小　④放熱反應(yīng)加熱到一定溫度引發(fā)后，停止加熱反應(yīng)也能繼續(xù)進(jìn)行
A．只有③④ B．只有①②
C．①②③④ D．只有②③④
A
典例精講
【例2】將盛有NH4HCO3粉末的小燒杯放入盛有少量醋酸的大燒杯中。然后向小燒杯中加入鹽酸，反應(yīng)劇烈，醋酸逐漸凝固。由此可知(　　)
A．NH4HCO3和鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng)
B．該反應(yīng)中，熱能轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物內(nèi)部的能量
C．反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量
D．NH4HCO3的能量一定低于NH4Cl的能量
B
典例精講
【例3】化學(xué)反應(yīng)A2＋B2===2AB的能量變化如圖所示，則下列說法正確的是(　　)
A．該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
B．?dāng)嗔? mol A—A和1 mol B—B放出x kJ的能量
C．?dāng)嗔? mol A—B需要吸收y kJ的能量
D．2 mol AB的總能量高于1 mol A2和1 mol B2的總能量
C
典例精講
柴火
煤炭等化石燃料
新能源
主要能源
三、人類對(duì)能源的利用
柴草時(shí)期
化石能源時(shí)期
多能源結(jié)構(gòu)時(shí)期
1.化石燃料利用過程中面臨兩個(gè)問題：
一是其短期內(nèi)不可再生，儲(chǔ)量有限；
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。
三、人類對(duì)能源的利用
太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽堋淠艿?br/>2.解決辦法
節(jié)能
尋找新能源
提高燃料的燃燒效率
提高能源利用率
太陽能 風(fēng)能 地?zé)崮?br/>三、人類對(duì)能源的利用
能量變化
化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能
放熱 反應(yīng)
吸熱 反應(yīng)
類型
反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量
反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量
遵循能量守恒原 理
能量 利用
化石燃料
新能源的開發(fā)
燃料充分燃燒
減少污染
課堂小結(jié)
1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)
(1)化學(xué)鍵斷裂需要吸收能量，化學(xué)鍵形成會(huì)放出能量。(　)
(2)化學(xué)反應(yīng)必然伴隨能量變化。(　)
(3)相同條件下由原子形成1 mol H—Cl鍵所放出的能量與斷開1 mol H—Cl鍵吸收的能量相等。(　)
(4)放出能量越多的反應(yīng)通常生成物越不穩(wěn)定。(　)
(5)化學(xué)反應(yīng)過程不一定都有能量變化。(　)
(6)NaOH溶于水要釋放能量。(　)
(7)煤、石油和天然氣都是化石能源。(　)
效果檢測(cè)
答案　(1)√　(2)√　(3)√　(4)×　(5)×　(6)√　(7)√
2.一定條件下，石墨轉(zhuǎn)化為金剛石要吸收能量。在該條件下，下列結(jié)論正確的是(　　)
A．金剛石比石墨穩(wěn)定
B．等質(zhì)量的金剛石和石墨完全燃燒釋放的熱量相同
C．金剛石轉(zhuǎn)化為石墨是吸熱反應(yīng)
D．1 mol C(金剛石)比1 mol C(石墨)的總能量高
D
3.下列敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A．化石能源物質(zhì)內(nèi)部蘊(yùn)含著大量的能量
B．綠色植物進(jìn)行光合作用時(shí)，將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能“貯存”起來
C．物質(zhì)的化學(xué)能可以在一定條件下轉(zhuǎn)化為熱能、電能，為人類所利用
D．吸熱反應(yīng)沒有利用價(jià)值
D
4．下列說法正確的是(　　)
A．Fe與S在加熱條件下才能發(fā)生反應(yīng)，所以該反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)
B．HNO3、H2SO4分別與NaOH溶液反應(yīng)都放出熱量
C．分解反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)，化合反應(yīng)都是放熱反應(yīng)
D．合成氨的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以N2與其他物質(zhì)的反應(yīng)也是放熱反應(yīng)
B
5.“嫦娥”奔月、“神舟”飛天，長(zhǎng)征系列運(yùn)載火箭功不可沒，其火箭燃料有液氫、偏二甲肼、煤油等，下列有關(guān)說法正確的是(　　)
A．氫能來源廣、無污染
B．煤油是可再生能源
C．偏二甲肼燃燒過程中，熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
D．1 mol H2(g)的能量低于1 mol H2(l)的能量
A
6.在一定條件下A與B反應(yīng)可生成C和D，其能量變化如下圖：
(1)若E1>E2，反應(yīng)體系的總能量________(填“升高”或“降低”)，為________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。
(2)若E1答案：(1)降低　放熱　(2)升高　吸熱
謝謝觀賞

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