化學反應與能量ppt課件

1、內(nèi)容概述 本章內(nèi)容是在學習了“物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律”之后，應用物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論指導化學反應原理學習的開始，也是對在第一章中所學內(nèi)容的應用和深化。通過本章內(nèi)容的學習，能基本理解物質(zhì)的化學變化與能量變化的關(guān)系，認識通過物質(zhì)的化學反應獲取能源的原理和方法；能認識物質(zhì)化學反應快慢和限度變化的規(guī)律，掌握控制物質(zhì)化學反應快慢和限度的基本方法,本章在選材上盡量將化學原理與實驗實例相結(jié)合，對化學概念或術(shù)語，采用直接使用或敘述含義而不下定義的方式出現(xiàn)，以降低學習的難度。 本章中的許多內(nèi)容與人們的生產(chǎn)、生活之間的關(guān)系比較密切，對于推動人類社會的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義；這些知識及其應用也是高考的重點、熱點,初中化學從燃

2、料的角度初步學習了“化學與能源”的一些知識，在選修模塊化學反應原理中將從科學概念的層面和定量的角度比較系統(tǒng)深入地學習化學反應與能量、化學反應速率和化學平衡的原理。本章內(nèi)容既是對初中化學相關(guān)內(nèi)容的提升與拓展，又是為選修化學反應原理的學習奠定必要的基礎,重點難點 本章學習重點 1化學鍵與化學反應中能量變化的關(guān)系。 2放熱反應和吸熱反應。 3原電池。 4化學反應速率和限度。 本章學習難點 1化學反應中能量變化觀點的建立。 2原電池,學習目標 1知道化學鍵的斷裂和形成是化學反應中能量變化的主要原因。 2通過生產(chǎn)、生活中的實例了解化學能與熱能的相互轉(zhuǎn)化。 3舉例說明化學能與電能的轉(zhuǎn)化關(guān)系及其應用。 4通

3、過實驗認識化學反應的速率和化學反應的限度，了解控制反應條件在生產(chǎn)和科學研究中的作用,學法點撥 本章內(nèi)容可分為兩部分：一是化學反應與能量；二是化學反應速率和限度。它們都屬于化學反應原理范疇，是化學學科最重要的原理性知識之一，也是深入認識和理解化學反應特點和進程的入門性知識。本章知識的特點是概念多、理論性強，比較抽象，學習本章時應注意以下幾點： 1學習時應注意把化學反應與物質(zhì)結(jié)構(gòu)緊密結(jié)合。例如，化學反應中的能量變化，可利用物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論來揭示它們的實質(zhì)，總結(jié)規(guī)律，并加深認識和理解,2緊密聯(lián)系工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際，加強對實驗的觀察、思考、分析和歸納，把抽象的理論知識具體化、形象化，有利于對所學知識的理解和鞏

4、固。 3準確理解和把握相關(guān)概念。如原電池，化學反應速率、化學平衡等,本章內(nèi)容是中學化學中的重要基本理論之一，它既是對初中相關(guān)內(nèi)容的提升與拓展，又為選修“化學反應原理”奠定必要的基礎，所以在歷年高考中的重現(xiàn)率是100%。考查的熱點主要有： (1)化學能與熱能的相互轉(zhuǎn)化，吸熱反應、放熱反應的判斷及計算； (2)原電池的工作原理，能寫出電極反應和電池反應方程式,3)分析金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因，金屬腐蝕的危害，防止金屬腐蝕的措施； (4)化學反應速率的有關(guān)計算及判斷； (5)利用化學反應的可逆性進行判斷與有關(guān)計算,化學能與熱能,從前，古羅馬帝國的一支龐大船隊耀武揚威地出海遠征。船隊駛近紅海，突然，一

5、艘最大的給養(yǎng)船上冒出了滾滾濃煙，遮天蔽日。遠征的戰(zhàn)船只好收帆轉(zhuǎn)舵，返航回港。統(tǒng)帥并不甘心，費盡心機要查出給養(yǎng)船起火的原因?？刹閬聿槿?，從司令官一直查到伙夫，沒有任何人去點火、放火。這樁歷史奇案還是后來的科學家們研究出了起火的原因。原來是給養(yǎng)船的底艙里堆積得嚴嚴實實的柴草自發(fā)燃燒起來,柴草怎么會自燃呢？原來給養(yǎng)船底艙的柴草塞得密不透風，有的開始緩慢地氧化，這實際上是一種遲緩的“燃燒”，放出熱來，熱散不出去，熱量越聚越多，溫度升高，終于達到草的著火點，就自發(fā)地著火了,現(xiàn)代人大量利用化學反應的能量變化來服務于生產(chǎn)、生活甚至戰(zhàn)爭：利用植物的秸稈、樹木生火取暖；開采埋藏了數(shù)十萬年的煤炭、石油、天然氣作為

6、燃料，開動大型機器上天、入地、下海，改造利用大自然；發(fā)明炸藥利用炸藥爆炸產(chǎn)生的能量開山、筑路甚至戰(zhàn)爭化學反應釋放的能量，滲透在我們生活的方方面面。請思考： (1)為什么燃燒會放出巨大的能量？為什么不同的物質(zhì)燃燒放出的熱量差別會十分巨大？熱量產(chǎn)生的根本原因是什么？ (2)物質(zhì)是原子結(jié)合的，原子的重組過程為什么有的釋放熱量而有的卻需要吸收熱量,梳理導引 1化學反應過程化學鍵的_(吸收能量)化學鍵的_(放出熱量)，所以化學反應在發(fā)生物質(zhì)變化的同時必定伴隨著_變化,2對于繁多、復雜的化學反應，人們從不同的角度可以有不同分類： (1)從反應的形式上可以分為_四種基本反應類型。 (2)從反應進行的程度分為

7、_與_。 (3)從反應過程是否存在電子的得失或轉(zhuǎn)移分為_和_。 (4)從能量的變化來看有_與_,答案：1.破壞、形成、能量 2(1)化合、分解、置換、復分解 (2)可逆反應不可逆反應 (3)氧化還原反應非氧化還原反應 (4)吸熱反應放熱反應,問題探究 1怎樣理解化學反應中的物質(zhì)變化和能量變化？ 提示：化學反應過程破壞舊鍵(消耗能量)形成新鍵(釋放能量)。每一個化學反應都伴隨著能量的變化,2化學反應中為什么會有能量變化？ 提示：在化學反應中，從反應物分子轉(zhuǎn)變?yōu)樯晌锓肿?，各原子?nèi)部并沒有發(fā)生變化，但原子間的結(jié)合方式發(fā)生了改變。在這個過程中，反應物分子中的化學鍵部分或全部遭到破壞，生成物分子中的化

8、學鍵形成。實驗證明，在破壞舊化學鍵時，需要能量來克服原子間的相互作用；在形成新化學鍵時，由于原子間的相互作用而放出能量。化學反應的能量就來源于舊化學鍵的破壞和新化學鍵的形成所發(fā)生的能量變化,3物質(zhì)具有的能量與其穩(wěn)定性之間存在什么關(guān)系？ 提示：物質(zhì)具的能量越低越穩(wěn)定，參加反應時，化學鍵斷裂吸收的能量就越多；而如果是通過新鍵形成而生成該物質(zhì)，則放出的能量就越多。反之，物質(zhì)具有的能量高，則其不穩(wěn)定，參加反應時斷鍵所需能量低，該物質(zhì)性質(zhì)活潑，而形成該物質(zhì)時，放出的能量較少,細品教材 1感知化學變化與能量變化的關(guān)系 我們在生活中利用煤、液化石油氣、煤氣、天然氣等燃料燃燒放出的熱能燒水、做飯或取暖，實驗室

9、中加熱高錳酸鉀或氯酸鉀制取氧氣，工業(yè)上高溫鍛燒石灰石制取生石灰，這些實例足以說明物質(zhì)在發(fā)生化學變化的同時還伴隨著能量的變化,2化學鍵與化學反應中能量變化的關(guān)系 物質(zhì)發(fā)生化學變化的實質(zhì)是舊化學鍵斷裂和新化學鍵形成的過程，化學鍵是使離子或原子相互結(jié)合的作用力。 科學研究證明，化學鍵的變化與能量變化之間具有一定的定量關(guān)系，如下表,3.化學鍵變化與能量變化的關(guān)系(25、101 kPa,例如：在25、101 kPa的條件下，1 mol H2的共價鍵斷裂要吸收436 kJ能量，1 mol O2共價鍵的斷裂要吸收498 kJ能量，形成1 mol H2O的共價鍵釋放930 kJ能量。 從化學鍵的角度看，化學反

10、應的過程實際上是反應物分子中舊化學鍵的斷裂和生成物分子中新化學鍵的形成。據(jù)此分析，化學反應的過程中，必然伴隨著能量的變化。化學鍵的斷裂和形成是化學反應中能量變化的主要原因,典例精析 【例1】根據(jù)下面的信息，判斷下列敘述中正確的是 (,答案】A、D 【點撥】化學反應的熱效應的大小決定于斷鍵吸收的能量和成鍵放出的能量的相對大小,研究物質(zhì)變化時，人們可以從不同的角度、不同的層面來認識物質(zhì)變化時所引起的化學鍵及能量變化。據(jù)此判斷以下敘述中錯誤的是 () A金屬鈉與氯氣反應生成氯化鈉后，其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性增強，體系的能量降低 B物質(zhì)燃燒可看成“儲存”在物質(zhì)內(nèi)部的能量(化學能)轉(zhuǎn)化為熱能釋放出來,C氮分子內(nèi)部

11、存在著很強的共價鍵，故通常狀況下氮氣化學性質(zhì)很活潑 D需要加熱才能發(fā)生的反應不一定是吸收能量的反應,解析】鈉原子最外層只有一個電子，當它失去1個電子后可以形成8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，使體系的能量降低，所以A正確；物質(zhì)燃燒放熱，化學能轉(zhuǎn)化為熱能，B正確；氮分子內(nèi)部存在著很強的共價鍵，很難被破壞，所以在通常狀況下氮氣的化學性質(zhì)很穩(wěn)定，故C錯誤。任何化學反應都經(jīng)歷了舊鍵斷裂(吸收能量)和新鍵形成(放出能量)的過程，都伴隨著能量的變化，但釋放能量還是吸收能量，不是由反應條件確定的。如：合成氨需要在高溫下進行，但它卻是釋放能量的反應，D正確。 【答案】C,細品教材 如果反應物所具有的總能量大于生成物具有的總能量

12、，反應物轉(zhuǎn)化為生成物時化學反應放出能量，反之，化學反應吸收能量。 如下圖所示,1當反應物斷鍵所吸收的能量高于生成物成鍵所釋放的能量，反應吸收熱量，即E(總吸)E(總放)，則該反應過程吸收熱量，且吸收的熱量值為：E(總吸)E(總放)；當反應物斷鍵所吸收的能量低于生成物成鍵所釋放的能量，反應放出熱量，即E(總吸)E(總放)，則該反應過程放出熱量，且放出的熱量值為：E(總放)E(總吸,2物質(zhì)具有的能量越低，其分子越穩(wěn)定，化學鍵斷裂時，吸收的能量越多；化學鍵形成時，放出的能量越多。物質(zhì)具有的能量越高，其分子越不穩(wěn)定，化學鍵斷裂時，吸收的能量越少；化學鍵形成時，放出的能量越少。 3反應放熱或吸熱的實質(zhì)：

13、反應物的總能量與生成物的總能量的相對大小。 若E(反應物總)E(生成物總)時，則反應放熱； 若E(反應物總)E(生成物總)時，則反應吸熱,典例精析 【例2】下列有關(guān)化學反應中能量變化的理解，正確的是 () A凡是伴有能量的變化都是化學變化 B在化學反應過程中，總是伴隨著能量的變化 C在確定的化學反應中，反應物的總能量一定不等于生成物的總能量 D在確定的化學反應中，反應物的總能量總是高于生成物的總能量,解析】在化學變化中，既有物質(zhì)的變化，又有能量的變化；但有能量的變化不一定是化學變化，如NaOH固體溶于水中放出熱量，NH4NO3晶體溶于水吸收熱量，核反應的能量變化等。在確定的化學反應中，E(反應

14、物總)E(生成物總)，當E(反應物總)E(生成物總)時，反應放出熱量；當E(反應物總)E(生成物總)時，反應吸收熱量。B、C正確，A、D錯誤。 【答案】B、C,在化學反應中，反應前與反應后相比較，肯定不變的是 () 元素的種類原子的種類分子數(shù)目原子數(shù)目反應前物質(zhì)的質(zhì)量總和與反應后物質(zhì)的質(zhì)量總和如果在水溶液中反應，則反應前與反應后陽離子所帶的正電荷總數(shù)反應前反應物的總能量與反應后生成物的總能量 AB C D,解析】依據(jù)質(zhì)量守恒定律可知：正確，但化學變化中物質(zhì)的分子數(shù)會變化，且一定伴隨著能量的變化。 【答案】C,資料備選 化學鍵的鍵能與放熱反應或吸熱反應的關(guān)系 1化學鍵與化學反應中能量變化的關(guān)系 當E1E2，反應吸收能量； 當E1E2，反應釋放能量,特別提示：運用鍵能可以計算化學反應熱效應，也可以判斷是吸熱反應還是放熱反應。若E斷E成0，則為吸