2022版新教材高中化學(xué)2.2.1化學(xué)反應(yīng)中能量變化的本質(zhì)及轉(zhuǎn)化形式課件魯教版必修2

1、第2節(jié)化學(xué)反響與能量轉(zhuǎn)化第1課時(shí)化學(xué)反響中能量變化的本質(zhì)及轉(zhuǎn)化形式 一、實(shí)驗(yàn)探究化學(xué)變化中的能量變化一、實(shí)驗(yàn)探究化學(xué)變化中的能量變化1.1.【活動(dòng)探究活動(dòng)探究】實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有關(guān)化學(xué)方程式或有關(guān)化學(xué)方程式或結(jié)論結(jié)論 鎂粉逐漸鎂粉逐漸_,_,生成生成_,_,反應(yīng)反應(yīng)后溶液溫度后溶液溫度_;_;反應(yīng)是反應(yīng)是_反應(yīng)反應(yīng)溶解溶解氣泡氣泡升高升高M(jìn)g+2HCl=Mg+2HCl=MgClMgCl2 2+H+H2 2放熱放熱實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有關(guān)化學(xué)方程式有關(guān)化學(xué)方程式或結(jié)論或結(jié)論 反應(yīng)生成反應(yīng)生成_,_,反應(yīng)后溶液溫度反應(yīng)后溶液溫度_反應(yīng)是反應(yīng)是_反應(yīng)反應(yīng)氣泡氣泡降低降低吸

2、熱吸熱2.2.結(jié)論結(jié)論: :每一個(gè)化學(xué)反響都伴隨著能量的變化每一個(gè)化學(xué)反響都伴隨著能量的變化, ,有的反響有的反響_能量能量( (放熱反響放熱反響),),有的反響有的反響_能量能量( (吸熱反響吸熱反響) )。釋放釋放吸收吸收【情境【情境思考】思考】古詩古詩? ?石灰吟石灰吟?:?:千錘萬鑿出深山千錘萬鑿出深山, ,烈火燃燒假設(shè)等閑。烈火燃燒假設(shè)等閑。粉骨碎身渾不怕粉骨碎身渾不怕, ,要留清白在人間。要留清白在人間。是一首托物言志詩。作者以石灰作比喻是一首托物言志詩。作者以石灰作比喻, ,表達(dá)自己為國表達(dá)自己為國盡忠盡忠, ,不怕犧牲的意愿和堅(jiān)守高潔的決心。通過古詩的不怕犧牲的意愿和堅(jiān)守高潔的

3、決心。通過古詩的描述描述, ,制取石灰的反響是放熱反響還是吸熱反響制取石灰的反響是放熱反響還是吸熱反響? ?石灰石灰遇水的反響呢遇水的反響呢? ?提示提示: :碳酸鈣變?yōu)檠趸}的反響為吸熱反響碳酸鈣變?yōu)檠趸}的反響為吸熱反響, ,氧化鈣變氧化鈣變?yōu)闅溲趸}的反響為放熱反響。為氫氧化鈣的反響為放熱反響。二、化學(xué)反響中能量變化的實(shí)質(zhì)和原因分析二、化學(xué)反響中能量變化的實(shí)質(zhì)和原因分析1.1.化學(xué)反響的實(shí)質(zhì)化學(xué)反響的實(shí)質(zhì)2.2.化學(xué)反響中能量變化的原因化學(xué)反響中能量變化的原因(1)(1)能量變化的原因能量變化的原因: :舊化學(xué)鍵破壞時(shí)要舊化學(xué)鍵破壞時(shí)要_能量能量(E1),(E1),新化學(xué)鍵形成時(shí)要新化學(xué)

4、鍵形成時(shí)要_能量能量(E2)(E2)。吸收吸收釋放釋放(2)(2)反響吸收能量和放出能量的原因反響吸收能量和放出能量的原因: :從化學(xué)鍵角度分析從化學(xué)鍵角度分析: :假設(shè)假設(shè)E1E2,E1E2,那么反響那么反響_能量能量; ;假設(shè)假設(shè)E1E1E2,E2,那么反響那么反響_能量。能量。從物質(zhì)能量角度分析從物質(zhì)能量角度分析: :假設(shè)假設(shè) , ,那么反那么反應(yīng)應(yīng)_能量能量; ;假設(shè)假設(shè) , ,那么反響那么反響_能量。能量。吸收吸收釋放釋放EE反應(yīng)物總能量生成物總能量放出放出EE2:E1E2:反響吸收能量反響吸收能量( (吸熱反響吸熱反響) )。E1E2:E1QQ吸吸, ,所以反響放熱。放出的熱量為所

5、以反響放熱。放出的熱量為Q=QQ=Q放放-Q-Q吸吸=3 456 kJ-2 656 kJ=800 kJ=3 456 kJ-2 656 kJ=800 kJ?！灸割}追問】【母題追問】(1)(1)因?yàn)榧淄樯啥趸嫉姆错懯欠艧嵋驗(yàn)榧淄樯啥趸嫉姆错懯欠艧岱错懛错? ,能不能說甲烷具有的能量大于二氧化碳能不能說甲烷具有的能量大于二氧化碳? ?提示提示: :不可以。放熱反響是指反響物總能量大于生成物不可以。放熱反響是指反響物總能量大于生成物總能量?？偰芰?。(2)(2)當(dāng)反響生成液態(tài)水時(shí)當(dāng)反響生成液態(tài)水時(shí), ,反響放出的熱量是變多還是反響放出的熱量是變多還是變少變少? ?提示提示: :變多。氣態(tài)水變

6、為液態(tài)水時(shí)放熱。變多。氣態(tài)水變?yōu)橐簯B(tài)水時(shí)放熱?！菊`區(qū)警示】【誤區(qū)警示】(1)(1)斷裂化學(xué)鍵需要吸收的能量越多斷裂化學(xué)鍵需要吸收的能量越多, ,物物質(zhì)內(nèi)部的能量越低質(zhì)內(nèi)部的能量越低, ,物質(zhì)越穩(wěn)定物質(zhì)越穩(wěn)定, ,即能量越低越穩(wěn)定。即能量越低越穩(wěn)定。(2)(2)通過化學(xué)鍵的斷裂、形成來計(jì)算化學(xué)反響中能量變通過化學(xué)鍵的斷裂、形成來計(jì)算化學(xué)反響中能量變化時(shí)化時(shí), ,要注意物質(zhì)內(nèi)部化學(xué)鍵的數(shù)量。要注意物質(zhì)內(nèi)部化學(xué)鍵的數(shù)量?！具w移【遷移應(yīng)用】應(yīng)用】1.(20211.(2021威海高一檢測威海高一檢測)1 g)1 g氫氣完全燃燒生成水蒸氣氫氣完全燃燒生成水蒸氣時(shí)放出能量時(shí)放出能量121 kJ,121 kJ

7、,且氧氣中且氧氣中1 mol O1 mol OO O鍵完全斷裂時(shí)鍵完全斷裂時(shí)需要吸收能量需要吸收能量496 kJ,496 kJ,水蒸氣中水蒸氣中1 mol HO1 mol HO鍵形成時(shí)放鍵形成時(shí)放出能量出能量463 kJ,463 kJ,那么氫氣中那么氫氣中1 mol HH1 mol HH鍵斷裂時(shí)吸收的鍵斷裂時(shí)吸收的能量為能量為( () )世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)A.920 kJA.920 kJB.557 kJB.557 kJC.436 kJC.436 kJD.188 kJD.188 kJ【解析】選【解析】選C C。由。由1 g H21 g H2完全燃燒生成水蒸氣時(shí)放出能完全燃燒生成水蒸氣時(shí)

8、放出能量量121 kJ121 kJ可知可知:2 g H2(:2 g H2(即含即含1 mol HH1 mol HH鍵鍵) )完全燃燒生完全燃燒生成水蒸氣時(shí)放出的能量為成水蒸氣時(shí)放出的能量為121 kJ121 kJ2=242 kJ2=242 kJ。由化學(xué)。由化學(xué)方程式方程式:H2(g)+ O2(g) H2O(g),:H2(g)+ O2(g) H2O(g),可設(shè)可設(shè)1 mol HH1 mol HH鍵鍵斷裂吸收的能量為斷裂吸收的能量為Q,Q,那么那么:Q+ :Q+ 496 kJ-2496 kJ-2463 kJ=463 kJ=-242 kJ,Q=436 kJ-242 kJ,Q=436 kJ。12122

9、.2.以下關(guān)于反響能量的說法中正確的選項(xiàng)是以下關(guān)于反響能量的說法中正確的選項(xiàng)是( () )A.A.化學(xué)反響中的能量變化化學(xué)反響中的能量變化, ,都表現(xiàn)為熱量的變化都表現(xiàn)為熱量的變化B.B.化學(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反響中能量變化的主要化學(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反響中能量變化的主要原因原因C.C.反響反響:Zn(s)+CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)+Cu(s):Zn(s)+CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)+Cu(s)為放熱為放熱反響反響, ,那么反響物總能量那么反響物總能量 E2,D,2E1E2,D項(xiàng)錯(cuò)誤。項(xiàng)錯(cuò)誤?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】【補(bǔ)償訓(xùn)練】(2021(2021南京高一檢測南京高一檢測)

10、)化學(xué)反響的發(fā)生必然伴隨有能化學(xué)反響的發(fā)生必然伴隨有能量的轉(zhuǎn)化量的轉(zhuǎn)化, ,其最根本的原因是其最根本的原因是 ( () )A.A.化學(xué)反響中一定有新物質(zhì)生成化學(xué)反響中一定有新物質(zhì)生成B.B.化學(xué)反響中舊的化學(xué)鍵斷裂需要吸收能量化學(xué)反響中舊的化學(xué)鍵斷裂需要吸收能量, ,新的化學(xué)新的化學(xué)鍵生成需要放出能量鍵生成需要放出能量C.C.化學(xué)反響通常需要加熱等條件才能發(fā)生化學(xué)反響通常需要加熱等條件才能發(fā)生D.D.能量變化是化學(xué)反響的根本特征之一能量變化是化學(xué)反響的根本特征之一【解析】選【解析】選B B?；瘜W(xué)反響是吸熱還是放熱。化學(xué)反響是吸熱還是放熱, ,取決于反響取決于反響過程中舊化學(xué)鍵斷裂吸收的總能量與

11、新化學(xué)鍵形成放過程中舊化學(xué)鍵斷裂吸收的總能量與新化學(xué)鍵形成放出的總能量的相對多少出的總能量的相對多少, ,或生成物具有的總能量與反響或生成物具有的總能量與反響物具有的總能量的相對大小。任何化學(xué)反響物具有的總能量的相對大小。任何化學(xué)反響, ,反響物中反響物中化學(xué)鍵與生成物中化學(xué)鍵均不可能一樣化學(xué)鍵與生成物中化學(xué)鍵均不可能一樣, ,或者說反響物或者說反響物與生成物不可能一樣與生成物不可能一樣, ,故舊鍵斷裂吸收的能量與新鍵形故舊鍵斷裂吸收的能量與新鍵形成放出的能量不可能相等成放出的能量不可能相等, ,反響物具有的能量與生成物反響物具有的能量與生成物具有的能量不可能相等。具有的能量不可能相等?！舅仞B(yǎng)

12、提升】【素養(yǎng)提升】合成氨指由氮和氫在高溫高壓和催化劑條件下直接合合成氨指由氮和氫在高溫高壓和催化劑條件下直接合成的氨成的氨, ,為一種根本無機(jī)化工流程。合成氨工業(yè)在為一種根本無機(jī)化工流程。合成氨工業(yè)在2020世世紀(jì)初期形成紀(jì)初期形成, ,開場用氨作火炸藥工業(yè)的原料開場用氨作火炸藥工業(yè)的原料, ,為戰(zhàn)爭服為戰(zhàn)爭服務(wù)務(wù), ,第一次世界大戰(zhàn)完畢后第一次世界大戰(zhàn)完畢后, ,轉(zhuǎn)向?yàn)檗r(nóng)業(yè)、工業(yè)效勞。轉(zhuǎn)向?yàn)檗r(nóng)業(yè)、工業(yè)效勞。隨著科學(xué)技術(shù)的開展隨著科學(xué)技術(shù)的開展, ,對氨的需求量日益增長。德國化對氨的需求量日益增長。德國化學(xué)家哈伯從學(xué)家哈伯從19021902年開場研究由氮?dú)夂蜌錃庵苯雍铣砂蹦觊_場研究由氮?dú)夂蜌錃?/p>

13、直接合成氨, ,于于19081908年申請專利年申請專利, ,即即“循環(huán)法。循環(huán)法。氨的合成反響為氨的合成反響為N2+3H2 2NH3,1 mol N2N2+3H2 2NH3,1 mol N2完全完全反響時(shí)放出的能量為反響時(shí)放出的能量為92.4 kJ92.4 kJ。假設(shè)斷開。假設(shè)斷開1 mol HH1 mol HH鍵吸鍵吸收的能量為收的能量為436 kJ,436 kJ,形成形成1 mol HN1 mol HN鍵放出的能量為鍵放出的能量為391 kJ,391 kJ,請判斷斷開請判斷斷開1 mol NN1 mol NN鍵需吸收的能量是多少鍵需吸收的能量是多少? ?提示提示:945.6 kJ:945

14、.6 kJ。設(shè)斷開。設(shè)斷開1 mol NN1 mol NN鍵需吸收的能量為鍵需吸收的能量為x,x,根據(jù)反響放出的能量根據(jù)反響放出的能量= =形成新鍵放出的能量形成新鍵放出的能量- -斷開舊斷開舊鍵吸收的能量鍵吸收的能量, ,代入數(shù)據(jù)代入數(shù)據(jù):92.4 kJ=6:92.4 kJ=6391 kJ-3391 kJ-3436 kJ-x,x=945.6 kJ436 kJ-x,x=945.6 kJ。知識(shí)點(diǎn)二放熱反響和吸熱反響的比較知識(shí)點(diǎn)二放熱反響和吸熱反響的比較【重點(diǎn)釋疑】【重點(diǎn)釋疑】放熱反響和吸熱反響的比較放熱反響和吸熱反響的比較類型類型比較比較放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)定義定義釋放熱量的化學(xué)釋放

15、熱量的化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)吸收熱量的化學(xué)吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)類型比較類型比較放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)形成形成原因原因反應(yīng)物具有的總反應(yīng)物具有的總能量大于生成物能量大于生成物具有的總能量具有的總能量反應(yīng)物具有的總反應(yīng)物具有的總能量小于生成物能量小于生成物具有的總能量具有的總能量圖示圖示 類型比較類型比較放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)常見常見類型類型(1)(1)大多數(shù)化合反應(yīng)大多數(shù)化合反應(yīng); ;(2)(2)酸堿中和反應(yīng)酸堿中和反應(yīng); ;(3)(3)燃燒反應(yīng)燃燒反應(yīng), ,如木炭、如木炭、CHCH4 4、H H2 2、COCO等在空氣中的燃燒等在空氣中的燃燒, ,H H2 2在在ClCl2 2中的

16、燃燒等中的燃燒等; ;(4)(4)金屬與酸的反應(yīng)金屬與酸的反應(yīng); ;(5)(5)鋁熱反應(yīng)鋁熱反應(yīng); ;(6)(6)活潑金屬氧化物與水反應(yīng)活潑金屬氧化物與水反應(yīng)(1)(1)大多數(shù)分解反大多數(shù)分解反應(yīng)應(yīng), ,如如CaCOCaCO3 3 CaO+COCaO+CO2 2等等; ;(2)Ba(OH)(2)Ba(OH)2 28H8H2 2O O與與NHNH4 4ClCl固體反應(yīng)固體反應(yīng); ;(3)C(3)C與水蒸氣反與水蒸氣反應(yīng)、應(yīng)、C C與與COCO2 2反應(yīng)等反應(yīng)等【易錯(cuò)提醒】化學(xué)反響中能量變化的【易錯(cuò)提醒】化學(xué)反響中能量變化的“不一定不一定(1)(1)需加熱才能發(fā)生的反響不一定是吸熱反響需加熱才能發(fā)

17、生的反響不一定是吸熱反響, ,如碳和如碳和氧氣的反響。氧氣的反響。(2)(2)放熱反響常溫下不一定容易發(fā)生放熱反響常溫下不一定容易發(fā)生, ,如鋁熱反響。如鋁熱反響。(3)(3)吸熱反響也不一定需要加熱吸熱反響也不一定需要加熱, ,如如Ba(OH)28H2OBa(OH)28H2O晶體晶體和和NH4ClNH4Cl晶體的反響。晶體的反響。(4)(4)放熱放熱( (或吸熱或吸熱) )過程不一定是放熱過程不一定是放熱( (或吸熱或吸熱) )反響反響, ,如如冰融化是吸熱過程而不是吸熱反響。冰融化是吸熱過程而不是吸熱反響?！舅伎妓伎加懻撚懻摗咳鐖D是一個(gè)一次性加熱杯的示意圖。當(dāng)水袋破裂時(shí)如圖是一個(gè)一次性加熱

18、杯的示意圖。當(dāng)水袋破裂時(shí), ,水與固體碎塊混合水與固體碎塊混合, ,杯內(nèi)食物溫度逐漸上升。制造此加杯內(nèi)食物溫度逐漸上升。制造此加熱杯可選用的固體碎塊是什么熱杯可選用的固體碎塊是什么? ?提示提示: :遇到水放熱的物質(zhì)一般用生石灰。遇到水放熱的物質(zhì)一般用生石灰?！景咐痉丁俊景咐痉丁?【典例】結(jié)合信息判斷以下反響是吸熱反響還是放熱【典例】結(jié)合信息判斷以下反響是吸熱反響還是放熱反響反響: :(1)(1)通過反響物、產(chǎn)物能量的變化判斷以下反響是吸熱通過反響物、產(chǎn)物能量的變化判斷以下反響是吸熱反響還是放熱反響反響還是放熱反響: :(2)(2)通過計(jì)算判斷反響通過計(jì)算判斷反響H2+Cl2 2HClH2

19、+Cl2 2HCl是放熱反響還是是放熱反響還是吸熱反響。吸熱反響。(3)(3)如圖通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷反響是吸熱反響還是放熱反如圖通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷反響是吸熱反響還是放熱反響。現(xiàn)象響?，F(xiàn)象: : 反響后發(fā)現(xiàn)沾有水的玻璃片和燒杯凍在一反響后發(fā)現(xiàn)沾有水的玻璃片和燒杯凍在一起。起。(4)(4)根據(jù)常見的放熱反響和吸熱反響判斷以下反響哪些根據(jù)常見的放熱反響和吸熱反響判斷以下反響哪些屬于放熱反響屬于放熱反響: :AlAl與與Fe2O3Fe2O3的反響的反響MgMg與與CH3COOHCH3COOH溶溶液的反響燃燒反響中和反響復(fù)分解反響液的反響燃燒反響中和反響復(fù)分解反響【解析】【解析】(1)(1)反響反響A A中

20、反響物能量小于生成物能量中反響物能量小于生成物能量, ,是吸是吸熱反響熱反響, ,反響反響B(tài) B中反響物能量大于生成物能量是放熱反中反響物能量大于生成物能量是放熱反響。響。(2)(2)斷裂舊化學(xué)鍵吸收的總能量應(yīng)該是斷裂斷裂舊化學(xué)鍵吸收的總能量應(yīng)該是斷裂1 mol HH1 mol HH鍵與鍵與1 mol ClCl1 mol ClCl鍵所吸收的能量之和鍵所吸收的能量之和, ,即即436 kJ+436 kJ+243 kJ=679 kJ243 kJ=679 kJ。形成新化學(xué)鍵放出的總能量應(yīng)該是。形成新化學(xué)鍵放出的總能量應(yīng)該是形成形成2 mol HCl2 mol HCl鍵所放出的能量鍵所放出的能量, ,

21、即即2 2431 kJ=431 kJ=862 kJ862 kJ。放出的能量大于吸收的能量。放出的能量大于吸收的能量, ,所以反響是放熱所以反響是放熱反響。反響。(3)(3)反響后水結(jié)冰反響后水結(jié)冰, ,說明反響吸熱說明反響吸熱, ,是吸熱反響。是吸熱反響。(4)(4)常見的放熱反響有常見的放熱反響有: :燃燒反響、酸堿中和反響、鋁燃燒反響、酸堿中和反響、鋁熱反響、活潑金屬與酸或熱反響、活潑金屬與酸或H2OH2O的反響的反響答案答案:(1)A:(1)A吸熱反響、吸熱反響、B B放熱反響放熱反響(2)(2)放熱反響放熱反響(3)(3)吸熱反響吸熱反響(4)(4)【遷移【遷移應(yīng)用】應(yīng)用】(2021(

22、2021天津合格考天津合格考) )以下反響過程中的能量變化符以下反響過程中的能量變化符合如下圖的是合如下圖的是( () )4 4的燃燒的燃燒3 3的分解的分解和稀硫酸的反響和稀硫酸的反響D.D.酸和堿的中和反響酸和堿的中和反響【解析】選【解析】選B B。由圖可知。由圖可知, ,反響物能量小于生成物能量反響物能量小于生成物能量, ,是吸熱反響是吸熱反響, ,碳酸鈣分解是吸熱反響。碳酸鈣分解是吸熱反響?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.1.以下反響符合圖示的是以下反響符合圖示的是( () )A.A.鋁片與鹽酸的反響鋁片與鹽酸的反響B(tài).Ba(OH)28H2OB.Ba(OH)28H2O與與NH4ClNH4C

23、l晶體的反響晶體的反響C.C.酸堿中和反響酸堿中和反響D.D.甲烷在氧氣中的燃燒反響甲烷在氧氣中的燃燒反響【解析】選【解析】選B B。據(jù)圖可知。據(jù)圖可知, ,該反響屬于吸熱反響。給出該反響屬于吸熱反響。給出的四個(gè)反響中的四個(gè)反響中, ,活潑金屬與酸反響、中和反響及燃燒反活潑金屬與酸反響、中和反響及燃燒反響均是放熱反響響均是放熱反響,Ba(OH)28H2O,Ba(OH)28H2O與與NH4ClNH4Cl晶體的反響是晶體的反響是吸熱反響。吸熱反響。2.2.以下說法正確的選項(xiàng)是以下說法正確的選項(xiàng)是( () )A.A.化學(xué)反響都伴隨著能量的變化化學(xué)反響都伴隨著能量的變化, ,通常表現(xiàn)為熱量的變通常表現(xiàn)為熱量的變化化B.B.需要加熱的反響一定是吸收熱量的反響需要加熱的反響一定是吸