（通用）高中化學(xué) 第二章 化學(xué)反應(yīng)與能量 第一節(jié) 化學(xué)能與熱能課件 新人教必修2

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1、第一節(jié)化學(xué)能與熱能第二章化學(xué)反應(yīng)與能量學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因化學(xué)鍵的斷裂和形成。2.了解吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的概念，熟知常見的吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)。核心素養(yǎng)1.宏觀辨識(shí)：理解化學(xué)反應(yīng)中能量的變化取決于反應(yīng)物與生成物的總能量相對(duì)大小。2.微觀探析：從化學(xué)鍵的斷裂和形成，在本質(zhì)上認(rèn)識(shí)化學(xué)能量與化學(xué)變化的本質(zhì)。新知導(dǎo)學(xué)達(dá)標(biāo)檢測(cè)內(nèi)容索引新知導(dǎo)學(xué)1.化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因微觀角度微觀角度(1)化學(xué)反應(yīng)過程(2)化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因一、化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系圖示能量相對(duì)大小反應(yīng)物的總能量 生成物的總能量反應(yīng)物的總能量 生成物的總能量2.化學(xué)反應(yīng)中能

2、量的決定因素化學(xué)反應(yīng)中能量的決定因素宏觀角度宏觀角度大于小于(1)化學(xué)反應(yīng)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(xué)鍵的斷裂和形成是物質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中發(fā)生能量變化的主要原因。歸納總結(jié)歸納總結(jié)例例1H2Cl2=2HCl的反應(yīng)過程如下圖所示：答案(1)根據(jù)右圖填寫下表：化學(xué)鍵斷裂或形成1 mol化學(xué)鍵時(shí)能量變化反應(yīng)中能量變化ClCl吸收243 kJ 共吸收_ kJHH吸收436 kJHCl放出431 kJ共放出_ kJ(2)該反應(yīng)_(填“放出”或“吸收”)_ kJ熱量。679862放出183解析例例2已知1 g氫氣完全燃燒生成水蒸氣時(shí)放出能量121 kJ，且氧氣中1 mol O=O鍵

3、完全斷裂時(shí)需要吸收能量496 kJ，水蒸氣中1 mol HO鍵形成時(shí)放出能量463 kJ，則氫氣中1 mol HH鍵斷裂時(shí)吸收的能量為A.920 kJ B.557 kJC.436 kJ D.188 kJ答案1.兩條基本的自然定律兩條基本的自然定律(1)質(zhì)量守恒定律：自然界的物質(zhì)發(fā)生轉(zhuǎn)化時(shí)，不變。(即反應(yīng)前后原子個(gè)數(shù)、元素種類、原子質(zhì)量不變)。(2)能量守恒定律：一種形式的能量可以轉(zhuǎn)化為另一種形式的能量，但是體系包含的 不變?？傎|(zhì)量二、化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化總能量實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論看到有氣泡產(chǎn)生、用手觸摸反應(yīng)后的試管，_用溫度計(jì)測(cè)得反應(yīng)后溫度_該反應(yīng) 熱量2.放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)和吸熱反

4、應(yīng)(1)實(shí)驗(yàn)探究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(yīng) 熱量混合后溶液溫度比原來的兩種溶液的溫度_該反應(yīng) 熱量發(fā)涼黏在一起吸收高放出相關(guān)視頻(2)概念放出熱量的化學(xué)反應(yīng)為放熱反應(yīng)。吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。(3)常見的吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)常見的放熱反應(yīng)有：燃燒反應(yīng)、中和反應(yīng)、金屬與水或酸的反應(yīng)、大多數(shù)化合反應(yīng)。常見的吸熱反應(yīng)有：大多數(shù)分解反應(yīng)、氫氧化鋇晶體與氯化銨的反應(yīng)、CCO2 2CO、CH2O(g)COH2等。歸納總結(jié)歸納總結(jié)放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)比較放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)比較 類型比較放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)定義放出熱量的反應(yīng)吸收熱量的反應(yīng)形成原因反應(yīng)物具有的總能

5、量大于生成物具有的總能量反應(yīng)物具有的總能量小于生成物具有的總能量與化學(xué)鍵的關(guān)系生成物分子成鍵時(shí)釋放的總能量大于反應(yīng)物分子斷鍵時(shí)吸收的總能量生成物分子成鍵時(shí)釋放的總能量小于反應(yīng)物分子斷鍵時(shí)吸收的總能量圖示例例3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(xué)反應(yīng)與能量變化如圖所示，回答下列問題：(1)是_反應(yīng)，是_反應(yīng)，是_反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”)。(2)反應(yīng)破壞反應(yīng)物中的化學(xué)鍵所吸收的能量_(填“大于”或“小于”)形成生成物中化學(xué)鍵所放出的能量。解析解析因?yàn)榉磻?yīng)是放熱反應(yīng)，所以破壞反應(yīng)物中的化學(xué)鍵所吸收的能量小于形成生成物中化學(xué)鍵所放出的能量。答案解析吸熱放熱吸熱小于例例4下列說法正確

6、的是需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)在常溫下一定很容易發(fā)生反應(yīng)是放出能量還是吸收能量必須看反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對(duì)大小有的放熱反應(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 B.只有C.D.答案解析解析解析加熱才能發(fā)生的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)，如銅在氯氣中燃燒；放熱反應(yīng)在常溫下不一定容易發(fā)生，如N2與H2合成NH3；反應(yīng)是放熱還是吸熱取決于反應(yīng)物、生成物所具有的總能量的相對(duì)大??；需要加熱才能發(fā)生的放熱反應(yīng)，如果反應(yīng)放出的熱量達(dá)到反應(yīng)所需要的熱量，停止加熱反應(yīng)也能繼續(xù)進(jìn)行，如FeS FeS。特別提示(1)“三個(gè)不一定”需加熱才能發(fā)生的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)，如碳和氧

7、氣的反應(yīng)；放熱反應(yīng)常溫下不一定容易發(fā)生，如鋁熱反應(yīng)；吸熱反應(yīng)也不一定需要加熱，如Ba(OH)28H2O晶體和NH4Cl晶體的反應(yīng)。(2)吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)都是化學(xué)變化，如NaOH固體溶于水是放熱過程，但不是放熱反應(yīng)；如升華、蒸發(fā)等過程是吸熱過程，但不是吸熱反應(yīng)。1.化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化在生活、生產(chǎn)中的應(yīng)用化學(xué)物質(zhì)中的化學(xué)能通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化成熱能，提供了人類生存和發(fā)展所需要的能量和動(dòng)力，如化石燃料的燃燒、炸藥開山、發(fā)射火箭等；而熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能是人們進(jìn)行化工生產(chǎn)、研制新物質(zhì)不可或缺的條件和途徑，如高溫冶煉金屬、分解化合物等。三、化學(xué)能與熱能相互轉(zhuǎn)化的應(yīng)

8、用2.生物體中的能量轉(zhuǎn)化及利用生物體中的能量轉(zhuǎn)化及利用能源物質(zhì)在人體中氧化分解生成CO2和H2O，產(chǎn)生的能量一部分以熱量的形式散失；另一部分作為可轉(zhuǎn)移能量在人體內(nèi)利用(如合成代謝)。3.人類對(duì)能源的利用人類對(duì)能源的利用(1)人類利用能源的三個(gè)階段柴草時(shí)期、化石能源時(shí)期和多能源結(jié)構(gòu)時(shí)期。(2)可再生能源和清潔能源是兩類重要的新能源，主要有太陽能、氫能、核能、生物質(zhì)能等。解析解析A項(xiàng)，煤炭、石油不是新能源，也不是可再生能源；B項(xiàng)，天然氣不是新能源，也不是可再生能源；D項(xiàng)，地?zé)崮苁莵碜缘厍騼?nèi)部的能源，核能不是可再生能源，也不是來自太陽的能源。例例5“能源分類相關(guān)圖”如下圖所示，四組能源選項(xiàng)中全部符合

9、圖中陰影部分的能源是A.煤炭、石油、潮汐能 B.水能、生物能、天然氣C.太陽能、風(fēng)能、沼氣 D.地?zé)崮?、海洋能、核能答案解析學(xué)習(xí)小結(jié)達(dá)標(biāo)檢測(cè)1.判斷正誤(正確的打“”，錯(cuò)誤的打“”)(1)化學(xué)反應(yīng)過程中不一定都有能量變化()(2)鎂帶燃燒時(shí)，化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為熱能()(3)有能量放出的變化都是放熱反應(yīng)，吸收能量的變化都是吸熱反應(yīng)()(4)對(duì)于放熱反應(yīng)2H2O2 2H2O來說，斷裂1個(gè)HH鍵和1個(gè)O=O鍵所吸收的能量小于形成1個(gè)HO鍵所放出的能量()(5)由OOO2(放出能量493 kJ)和NNN2(放出能量946 kJ)可得在常溫下氮?dú)獗妊鯕夥€(wěn)定()答案1234562.化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生必然伴隨能量

10、的轉(zhuǎn)化，其最根本的原因是A.化學(xué)反應(yīng)中一定有新物質(zhì)生成B.化學(xué)反應(yīng)中舊的化學(xué)鍵的斷裂需要吸收能量，新的化學(xué)鍵的形成需要放 出能量C.化學(xué)反應(yīng)通常需要加熱等條件才能發(fā)生D.能量變化是化學(xué)反應(yīng)的基本特征之一答案解析123456解析解析斷裂舊鍵時(shí)，需要吸收一定的能量來克服原子(或離子)間的作用力，形成新鍵時(shí)，又要釋放一定的能量，并且吸收和釋放的能量不相等，所以化學(xué)反應(yīng)必然伴隨能量的變化。3.(2017河北承德一中月考)下列關(guān)于圖示說法正確的是A.該圖表明催化劑可以改變反應(yīng)的熱效應(yīng)B.該圖表示某反應(yīng)能量的變化與生成物狀態(tài)無關(guān)C.該圖表示某吸熱反應(yīng)分別在有無催化劑的情況下反應(yīng)過程中的能量變化D.該圖表明

11、化學(xué)反應(yīng)不僅遵循質(zhì)量守恒定律，也遵循能量守恒定律答案解析123456解析解析A項(xiàng)，起始能量與最終能量不變，因此催化劑不能改變反應(yīng)的熱效應(yīng)，故錯(cuò)誤；B項(xiàng)，圖中并沒有表現(xiàn)出物質(zhì)的狀態(tài)，因此不能得出該結(jié)論，且反應(yīng)能量的變化與生成物狀態(tài)有關(guān)，故錯(cuò)誤；C項(xiàng)，生成物的總能量低于反應(yīng)物的總能量，因此該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故錯(cuò)誤；D項(xiàng)，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。1234564.將鐵粉和硫粉混合后加熱，待反應(yīng)一發(fā)生即停止加熱，反應(yīng)仍可持續(xù)進(jìn)行，直至反應(yīng)完全生成新物質(zhì)硫化亞鐵。這現(xiàn)象說明了A.該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B.該反應(yīng)是放熱反應(yīng)C.鐵粉和硫粉在常溫下可以發(fā)生反應(yīng)D.硫化亞鐵的總能量高于

12、鐵粉和硫粉的總能量答案解析123456解析解析反應(yīng)發(fā)生后停止加熱，反應(yīng)仍可持續(xù)進(jìn)行說明反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A錯(cuò)誤，B正確；反應(yīng)需要加熱才能發(fā)生，常溫下不能進(jìn)行，C錯(cuò)誤；反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，D錯(cuò)誤。5.為消除目前燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的環(huán)境污染，同時(shí)緩解能源危機(jī)，有關(guān)專家提出了利用太陽能制取氫能的構(gòu)想。下列說法正確的是A.H2O的分解反應(yīng)是放熱反應(yīng)B.氫能源已被普遍使用C.氫氣不易貯存和運(yùn)輸，無開發(fā)利用價(jià)值D.2 mol H2O具有的總能量低于2 mol H2和1 mol O2具有的總能量123456答案解析123456解析解析水的分解是吸熱反應(yīng)，A錯(cuò)誤；氫能源由于受貯存和

13、運(yùn)輸?shù)纫蛩氐南拗?，還未普遍使用，但有巨大的開發(fā)利用價(jià)值，B、C錯(cuò)誤；2 mol H2在1 mol O2中完全燃燒生成2 mol H2O，并放出大量的熱，D正確。6.下表中的數(shù)據(jù)是破壞1 mol物質(zhì)中的化學(xué)鍵所消耗的能量：123456物質(zhì)Cl2Br2I2HClHBrHIH2能量/kJ243193151432366298436根據(jù)上述數(shù)據(jù)回答下列問題：(1)下列物質(zhì)本身具有的能量最低的是_(填字母)。A.H2 B.Cl2 C.Br2 D.I2(2)下列氫化物中最穩(wěn)定的是_(填字母)。A.HCl B.HBr C.HI 答案解析解析解析(1)、(2)破壞1 mol物質(zhì)中的化學(xué)鍵所消耗的能量越高,則物質(zhì)

14、越穩(wěn)定,所具有的能量越低。(3)X2H2=2HX(X代表Cl、Br、I)的反應(yīng)是_(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。(4)相同條件下，X2(X代表Cl、Br、I)分別與氫氣反應(yīng)，當(dāng)消耗等物質(zhì)的量的氫氣時(shí)，放出或吸收的熱量最多的是_。答案解析放熱Cl2解析解析(3)、(4)以氯元素為例計(jì)算斷開1 mol ClCl鍵和1 mol HH鍵需吸收能量：243 kJ436 kJ679 kJ，而形成2 mol HCl 鍵放出的能量為2432 kJ864 kJ，所以在Cl2H2=2HCl反應(yīng)中放出864 kJ679 kJ185 kJ的熱量，同理可計(jì)算在Br2H2=2HBr、I2H2=2HI反應(yīng)中分別放出103 kJ、9 kJ的熱量。123456