【課件】化學(xué)反應(yīng)與熱能課件高一化學(xué)人教版（2019）必修第二冊

第六章化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量變化化學(xué)反應(yīng)與熱能情景導(dǎo)學(xué)自熱包內(nèi)含有生石灰、碳酸鈉、焙燒硅藻土、鐵粉、鋁粉、焦炭粉、活性炭。無火無電，自熱飯盒為什么能將生米煮成熟飯呢？自熱飯盒

原始人獲得能量“神州”11號火箭發(fā)射精彩瞬間

現(xiàn)代社會中，人類的一切活動（從衣食住行到文化娛樂，從社會生產(chǎn)到學(xué)科研究等）都離不開能量，而許多能量的利用與化學(xué)反應(yīng)中能量變化密切相關(guān)。從煤、石油、天然氣等提供的熱能，到各種化學(xué)電池提供的電能，都是通過化學(xué)反應(yīng)獲得的?；剂先紵龝尫糯罅康臒?。除了燃燒，其他化學(xué)反應(yīng)也伴隨這放熱或吸熱現(xiàn)象。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、知道化學(xué)反應(yīng)中的能量變化和物質(zhì)具有的能量之間的關(guān)系。3、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：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的相對大小。2、微觀探析：從化學(xué)鍵的斷裂和形成上認識化學(xué)能量與化學(xué)變化的本質(zhì)?！緦嶒?-1】課本P31在一只試管中加入2mL2mol/L鹽酸，并用溫度計測量其溫度。再向試管中放入用砂紙打磨光亮的鎂條，觀察現(xiàn)象，并測量溶液溫度的變化?，F(xiàn)象：鎂條溶解，有氣泡產(chǎn)生，溫度計溫度上升。結(jié)論：該反應(yīng)放出熱量【實驗6-2】課本P32將20gBa(OH)2?8H2O晶體研細后與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?，F(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。Ba(OH)2.8H2O+2NH4Cl=BaCI2+10H2O+2NH3↑結(jié)論：該反應(yīng)吸收熱量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)。釋放吸收化學(xué)反應(yīng)放熱反應(yīng)：放出熱的化學(xué)反應(yīng)吸熱反應(yīng)：吸收熱的化學(xué)反應(yīng)一.放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)注意：所有化學(xué)反應(yīng)都伴有能量的變化，沒有能量變化的反應(yīng)不發(fā)生。閱讀課本P33第一段，嘗試總結(jié)常見的放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)有哪一些？①所有的燃燒反應(yīng)；

②所有的酸堿中和反應(yīng)；③大多數(shù)化合反應(yīng)（C+CO2=2CO外）；④活潑金屬跟水或酸的置換反應(yīng)；⑤鋁熱反應(yīng)（2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe）和緩慢氧化。⑥若加熱后開始反應(yīng)，停止加熱后反應(yīng)繼續(xù)進行，則該反應(yīng)也是放熱反應(yīng)，如Fe與S的反應(yīng)、NH3的催化氧化等。⑦少數(shù)分解反應(yīng)(如H2O2的分解)。

常見放熱反應(yīng)2.常見的吸熱反應(yīng)和常見的放熱反應(yīng)①大多數(shù)分解反應(yīng)（2H2O2=2H2O+O2外）；②Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O③以C、H2、CO為還原劑反應(yīng)（燃燒除外）；C+CO2=2COC+H2O=CO+H2C+CuO=CO+Cu④碳酸氫鈉與鹽酸的反應(yīng)。⑤銨鹽與強堿固體的復(fù)分解反應(yīng)。⑥少數(shù)化合反應(yīng)(如：C＋CO2→CO)常見吸熱反應(yīng)

特別提醒(1)三個“不一定”:①需加熱才能發(fā)生的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng),如碳和氧氣的反應(yīng);②放熱反應(yīng)常溫下不一定容易發(fā)生,如鋁熱反應(yīng);③吸熱反應(yīng)也不一定需要加熱,如Ba(OH)2·8H2O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。一些物質(zhì)溶于水，也會有吸熱和放熱現(xiàn)象：濃H2SO4、NaOH(s)等溶于水放熱；NH4NO3(s)、KNO3(s)、NH4Cl(s)等溶于水要吸熱，但不能說是放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)。升華、蒸發(fā)、蒸餾等過程是吸熱過程,但不是吸熱反應(yīng)。(3)吸熱反應(yīng)不一定需要加熱,放熱反應(yīng)不一定不需要加熱。(4)化學(xué)變化一定伴隨著能量變化,有能量變化不一定是化學(xué)變化。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。判斷下列反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)？1.鎂條的燃燒。2.高溫下木炭與二氧化碳反應(yīng)生成一氧化碳。3.氧化鈣與水的反應(yīng)。4.高溫煅燒石灰石(主要成分是CaCO3)制生石灰(CaO)。5.炸藥爆炸6.Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反應(yīng)7.熾熱的碳與CO2的反應(yīng)8.甲烷在氧氣中的燃燒9.鹽酸與氫氧化鈉溶液反應(yīng)練一練練習(xí)1：下列變化屬于吸熱反應(yīng)的是

。①液態(tài)水的氣化②將膽礬加熱變成白色粉末③苛性鈉固體溶于水④氯酸鉀分解制氧氣⑤生石灰和水反應(yīng)⑥干冰升華②④練習(xí)2：冬季生活中常常采用下列方法獲得熱量:①燒炭取暖;②用電暖器取暖;③天然氣壁掛爐取暖;④空調(diào)取暖;⑤地下水循環(huán)取暖等,都屬于放熱反應(yīng)嗎?提示:①③屬于。發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時釋放熱量才是放熱反應(yīng),①③分別屬于煤炭和甲烷的燃燒反應(yīng)。②④是電能轉(zhuǎn)化為熱能;⑤只是熱量的交換?；瘜W(xué)反應(yīng)過程中為什么會有能量變化？為什么有的化學(xué)反應(yīng)釋放熱量，有的化學(xué)反應(yīng)吸收熱量？思考與交流

化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)：舊化學(xué)鍵斷裂和新化學(xué)鍵形成成鍵放熱斷鍵吸熱H—HCl—ClH—Cl斷開斷開形成H····Cl··

：＋→

Cl····

H····二、化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因（斷鍵吸能，成鍵放能）化學(xué)反應(yīng)的過程是舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成。舊化學(xué)鍵的斷裂吸收的能量與新化學(xué)鍵形成放出的能量不同，所以化學(xué)反應(yīng)必然伴隨著能量變化。（1）化學(xué)鍵斷裂吸收的能量＜化學(xué)鍵形成釋放的能量，即E吸收＜E釋放，反應(yīng)放出能量，發(fā)生放熱反應(yīng)。（2）化學(xué)鍵斷裂吸收的能量＞化學(xué)鍵形成釋放的能量，即E吸收＞E釋放，反應(yīng)吸收能量，發(fā)生吸熱反應(yīng)。1主要原因(微觀角度)化學(xué)反應(yīng)實質(zhì)：舊化學(xué)鍵斷裂和新化學(xué)鍵的形成特征物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)與體系的能量變化同時發(fā)生能量變化：釋放能量或吸收能量物質(zhì)變化：生成新物質(zhì)

放熱反應(yīng)：

斷鍵吸收的總能量<成鍵放出的總能量

能量反應(yīng)進程斷鍵吸收能量成鍵釋放能量釋放能量放熱反應(yīng)反應(yīng)物生成物鍵能圖能量反應(yīng)進程成鍵釋放能量CaCO3吸收能量斷鍵吸收能量CaOCO2

吸熱反應(yīng)：斷鍵吸收的總能量>成鍵放出的總能量

吸熱反應(yīng)鍵能圖情景導(dǎo)學(xué)【思考討論】①水往低處流的過程中，能量發(fā)生了什么變化？②各種物質(zhì)都具有能量，物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)與狀態(tài)不同，所具有的能量也不同?；瘜W(xué)反應(yīng)中，由總能量高的反應(yīng)物生成總能量低的生成物時，能量發(fā)生了什么變化？反應(yīng)物的總能量高生成物的總能量低放熱反應(yīng)釋放能量釋放能量情景導(dǎo)學(xué)④反應(yīng)物、生物物的總能量相對大小與放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)有何關(guān)系？③低處的水能流向高處嗎？反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量，這樣的反應(yīng)有可能進行嗎？生成物的總能量高反應(yīng)物的總能量低吸熱反應(yīng)吸收能量吸收能量新知講授2化學(xué)反應(yīng)中能量變化的決定因素——宏觀角度能量圖反應(yīng)物總能量生成物總能量反應(yīng)過程放出能量能量放熱反應(yīng)的能勢圖反應(yīng)物總能量生成物總能量反應(yīng)過程吸收能量能量吸熱反應(yīng)的能勢圖放熱反應(yīng)：反應(yīng)物的總能量>生成物的總能量吸熱反應(yīng)：反應(yīng)物的總能量<生成物的總能量化學(xué)反應(yīng)的過程,可以看成是能量的“貯存”或“釋放”的過程(2)物質(zhì)的穩(wěn)定性與能量的關(guān)系能量越低越穩(wěn)定(1)一個化學(xué)反應(yīng)是釋放能量還是吸收能量取決于反應(yīng)物總能量與生

成物總能量的相對大小總結(jié)：吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)反應(yīng)類型放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)定義宏觀原因微觀原因圖示反應(yīng)物具有的總能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成鍵時釋放的總能量大于斷鍵時吸收的總能量成鍵時釋放的總能量小于斷鍵時吸收的總能量釋放熱量的化學(xué)反應(yīng)吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)

吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的判斷方法(1)根據(jù)反應(yīng)物和生成物總能量的相對大小判斷——決定因素。

反應(yīng)物總能量大于生成物總能量,屬于放熱反應(yīng),反之是吸熱反應(yīng)。(2)根據(jù)化學(xué)鍵斷裂或形成時能量變化判斷——用于計算。

若斷裂反應(yīng)物中的化學(xué)鍵所吸收的總能量小于形成生成物中化學(xué)鍵所放出的總能量,屬于放熱反應(yīng),反之是吸熱反應(yīng)。E生成物總能量-E反應(yīng)物總能量＞0，為吸熱反應(yīng)，反之為放熱反應(yīng)。E反應(yīng)物總鍵能–E生成物總鍵能＞0，為吸熱反應(yīng)，反之為放熱反應(yīng)。(3)根據(jù)反應(yīng)物和生成物的相對穩(wěn)定性判斷。

由不穩(wěn)定的物質(zhì)(能量高)生成穩(wěn)定的物質(zhì)(能量低)的反應(yīng)為放熱反應(yīng),反之為吸熱反應(yīng)。(4)根據(jù)反應(yīng)條件判斷。

凡是持續(xù)加熱才能進行的反應(yīng)一般是吸熱反應(yīng)。三、化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化1．兩條基本的自然定律(1)質(zhì)量守恒定律：自然界的物質(zhì)發(fā)生轉(zhuǎn)化時，________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。2．化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化

①吸熱反應(yīng)：

熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。②放熱反應(yīng)：

化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能。思考1.有化學(xué)鍵斷裂的變化一定是化學(xué)變化嗎？

有化學(xué)鍵斷裂的變化不一定是化學(xué)變化。如:HCl溶于水時,在水分子的作用下,H—Cl鍵被破壞,但是無新化學(xué)鍵的生成,不是化學(xué)變化。思考2：物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量的變化,那么有能量變化的物質(zhì)變化一定是化學(xué)變化嗎？

不一定。物質(zhì)發(fā)生物理變化時也會伴有能量變化。如濃硫酸的稀釋、氫氧化鈉的溶解、冰融化成液態(tài)的水等都有能量的變化。思考3：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化是否只表現(xiàn)為熱量的變化？

不是?；瘜W(xué)反應(yīng)中一定有能量的變化,通常表現(xiàn)為熱量的變化,但也可能有其他的能量形式,如電能或光能等。深度思考1．如圖是1mol氫氣燃燒的能量變化示意圖：①試分析a、b表示的含義。②判斷氫氣燃燒是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)。2．金剛石和石墨是由碳元素組成的兩種結(jié)構(gòu)不同的單質(zhì)。在100kPa時，1mol石墨可轉(zhuǎn)化為金剛石，要吸收1.895kJ的能量。結(jié)合化學(xué)知識回答下列問題：①石墨轉(zhuǎn)化為金剛石是化學(xué)變化嗎？②1mol石墨與1mol金剛石的總能量相比哪個更高？③你認為金剛石和石墨哪個更穩(wěn)定？能量越低物質(zhì)越穩(wěn)定例．下列反應(yīng)中生成物總能量高于反應(yīng)物總能量的是(

)

A．碳酸鈣受熱分解B．乙醇燃燒

C．鋁與氧化鐵粉末反應(yīng)D．氧化鈣溶于水A練一練例.已知斷裂1mol共價鍵所需要吸收的能量分別為H—H:436kJ，I—I:151kJ，H—I:299kJ，下列對H2(g)+I2(g)2HI(g)的反應(yīng)類型判斷錯誤的(

)A.放出能量的反應(yīng)B.吸收能量的反應(yīng)C.氧化還原反應(yīng) D.可逆反應(yīng)【答案】B【解析】依題意，斷裂1molH—H鍵和1molI—I鍵吸收的能量為436kJ+151kJ=587kJ，生成2molH—I鍵放出的能量為299kJ×2=598kJ，因為598kJ>587kJ，所以該反應(yīng)是放出能量的反應(yīng)；根據(jù)反應(yīng)式可知該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，也是氧化還原反應(yīng)。例.已知化學(xué)反應(yīng)2C(s)＋O2(g)2CO(g)、2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)都是放熱反應(yīng)。據(jù)此判斷，下列說法不正確的是(其他條件相同)(

)

A．12gC所具有的能量一定高于28gCO所具有的能量