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 2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期化學(xué)魯科版（2019）必修2

魯科版必修第二冊第2章化學(xué)鍵化學(xué)反應(yīng)規(guī)律

第2節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化第1課時(shí)化學(xué)反應(yīng)中能量變化的本質(zhì)及轉(zhuǎn)化形式新課導(dǎo)入冬天取暖方式冬季生活中人們獲得熱量的方式有多種，你知道右圖的四種取暖方式中能量是如何變化的嗎？其中哪些方式是利用了化學(xué)反應(yīng)獲得熱量的？1.如何區(qū)分化學(xué)變化和物理變化？化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是什么？2.前面我們學(xué)過了哪些類型的化學(xué)反應(yīng)？這些反應(yīng)都有什么特征？3.現(xiàn)實(shí)生活中我們是如何利用化學(xué)反應(yīng)的？四種基本反應(yīng)類型氧化還原反應(yīng)離子反應(yīng)燃燒反應(yīng)化合價(jià)變化離子參加發(fā)光發(fā)熱物質(zhì)種類變化知識回顧是否有新物質(zhì)生成舊鍵的斷裂和新鍵的形成制備新物質(zhì)提供熱能、光能等物質(zhì)變化能量變化應(yīng)用應(yīng)用制備物質(zhì)提供能量化學(xué)反應(yīng)的利用問題：化學(xué)反應(yīng)中通常伴隨著怎樣的能量變化？聯(lián)想·質(zhì)疑化學(xué)能化學(xué)能是指儲(chǔ)存在物質(zhì)當(dāng)中的能量。不同的物質(zhì)不僅組成不同、結(jié)構(gòu)不同，所包含的化學(xué)能也不同?；瘜W(xué)能熱能、光能化學(xué)能電能在以下兩個(gè)你熟悉的化學(xué)反應(yīng)中，除了物質(zhì)的變化外是否還有能量的變化？如果有，是什么樣的能量變化？問題：是否所有的化學(xué)反應(yīng)中都伴隨著能量變化呢？

一、化學(xué)反應(yīng)中能量變化的本質(zhì)及轉(zhuǎn)化形式化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成。舊化學(xué)鍵斷裂吸收能量，新化學(xué)鍵形成釋放能量?；瘜W(xué)反應(yīng)中，不僅有物質(zhì)變化還伴隨著能量變化?；顒?dòng)·探究結(jié)合課本P47頁，利用所給用品小組合作設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，感受化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。實(shí)驗(yàn)用品鋅粉，鐵粉，碳酸氫鈉，稀鹽酸，檸檬酸，蒸餾水；試管，燒杯，溫度計(jì)，膠頭滴管，藥匙。知識梳理感受化學(xué)反應(yīng)中的能量變化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論鎂粉逐漸溶解，生成氣泡，反應(yīng)后溶液溫度升高。生成氣泡，反應(yīng)后溶液溫度升高。反應(yīng)放出熱量反應(yīng)吸收熱量吸熱反應(yīng)：放熱反應(yīng)：每一個(gè)化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量的變化，有的反應(yīng)吸收能量，有的反應(yīng)釋放能量。釋放熱量的化學(xué)反應(yīng)結(jié)論：吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)回顧思考1.回顧我們學(xué)過的化學(xué)反應(yīng)，總結(jié)常見的放熱反應(yīng)有哪些？常見的吸熱反應(yīng)有哪些？2.需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)嗎？反應(yīng)吸熱還是放熱與反應(yīng)條件有無關(guān)系？歸納：1.常見的放熱反應(yīng)2.常見的吸熱反應(yīng)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)碳酸鈣受熱分解的反應(yīng)（大多數(shù)分解反應(yīng)）碳酸氫鈉與檸檬酸的反應(yīng)氫氧化鋇晶體與氯化銨的反應(yīng)鋁熱反應(yīng)C+CO2

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2CO高溫3.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)；反應(yīng)吸熱還是放熱與反應(yīng)條件沒有直接關(guān)系，吸熱反應(yīng)不一定需要加熱。如碳酸氫鈉與檸檬酸的反應(yīng)。請完成教材P48頁“交流·研討”，并從化學(xué)鍵的角度分析化學(xué)反應(yīng)中能量變化的實(shí)質(zhì)。問題：

化學(xué)反應(yīng)中為什么會(huì)有能量的變化？反應(yīng)吸熱還是放熱是由什么決定的呢？交流·研討請根據(jù)下列信息判斷氫氣燃燒生成水蒸氣時(shí)是吸收能量還是釋放能量。斷鍵吸收的能量=436kJ+249kJ=685kJ成鍵釋放的能量=930kJ生成1molH2O釋放的能量=930kJ-685kJ=245kJ釋放能量＞吸收能量，反應(yīng)過程釋放能量二、化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因分析1.從化學(xué)鍵的角度分析化學(xué)反應(yīng)中能量變化E1＜E2E1＞E2釋放能量吸收能量反應(yīng)物新鍵形成釋放能量E2舊鍵斷裂吸收能量E1生成物化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)在化學(xué)反應(yīng)過程中，如果形成新化學(xué)鍵釋放的能量大于破壞舊化學(xué)鍵吸收的能量，就會(huì)有一定的能量以熱能、電能或光能等形式釋放出來——放熱反應(yīng)；如果形成新化學(xué)鍵釋放的能量小于破壞舊化學(xué)鍵吸收的能量，則需要吸收能量——吸熱反應(yīng)。結(jié)論：問題：

不同的物質(zhì)不僅組成不同、結(jié)構(gòu)不同，其內(nèi)部所儲(chǔ)存的能量（化學(xué)能）也不同，是否可以從物質(zhì)自身儲(chǔ)存的化學(xué)能的角度來分析化學(xué)反應(yīng)能量變化的原因呢？2.從物質(zhì)內(nèi)部能量的角度分析化學(xué)反應(yīng)中能量變化反應(yīng)物生成物能量E(生)能量E(反)E(反)＞E(生)釋放能量E(反)

＜E(生)吸收能量熱能、光能、電能熱能、光能、電能一個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生時(shí)是吸收能量還是釋放能量，取決于反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的相對大小。如果反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，就會(huì)向外界釋放能量——放熱反應(yīng)；如果反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量，就會(huì)從外界吸收能量——吸熱反應(yīng)。結(jié)論：化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因1.從化學(xué)鍵的角度分析2.從物質(zhì)內(nèi)部能量的角度分析放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)斷裂化學(xué)鍵吸收的能量＜形成化學(xué)鍵釋放的能量反應(yīng)物的總能量＞生成物的總能量斷裂化學(xué)鍵吸收的能量＞形成化學(xué)鍵釋放的能量反應(yīng)物的總能量＜生成物的總能量微觀角度宏觀角度歸納總結(jié)《石灰吟》千錘萬鑿出深山，烈火焚燒若等閑。粉骨碎身渾不怕，要留清白在人間。古詩詞中的化學(xué)反應(yīng)該詩是一首托物言志詩。作者以石灰作比喻,表達(dá)自己為國盡忠,不怕犧牲的意愿和堅(jiān)守高潔的決心。通過古詩的描述,制取石灰的反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)?石灰遇水的反應(yīng)呢?CaCO3

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CaO+CO2↑CaO+H2O

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Ca(OH)2吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)遷移應(yīng)用高溫化學(xué)能熱能電能熱能光能電能光能鋁熱反應(yīng)焊接鋼軌三、化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的形式最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉础獨(dú)淠軞淠鼙灰暈?1世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?，世界上許多國家和地區(qū)已經(jīng)廣泛開展了氫能研究。20世紀(jì)50年代，科學(xué)家利用液氫作為超音速和亞音速飛機(jī)的燃料，成功地使氫能飛機(jī)上天。氫氧燃料電池被認(rèn)為是利用氫能解決未來人類能源危機(jī)的途徑之一。氫氧燃料電池可將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能，能量轉(zhuǎn)換效率通常為60%～80%，而且污染少、噪音小、裝置可大可小、使用方便。課堂小結(jié)化學(xué)反應(yīng)實(shí)質(zhì)特征——就化學(xué)鍵斷裂和新化學(xué)鍵形成能量變化物質(zhì)變化形式本質(zhì)能量形式反應(yīng)類型化學(xué)鍵物質(zhì)能量（微觀角度）（宏觀角度）——化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能、電能等吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)——斷鍵吸收能量和成鍵釋放能量的相對大小——反應(yīng)物總能量和生成物總能量的相對大小魯科版必修第二冊1.物質(zhì)在發(fā)生化學(xué)變化時(shí)，下列說法正確的是(

)A.反應(yīng)物的總質(zhì)量等于生成物的總質(zhì)量B.發(fā)生電子得失或偏移C.有化學(xué)鍵的斷裂，不一定有新物質(zhì)生成D.反應(yīng)物所具有的總能量等于生成物所具有的總能量當(dāng)堂檢測A2.下列說法正確的是(

)A.物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)都伴隨著能量變化B.伴有能量變化的物質(zhì)變化都是化學(xué)變化C.在一個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)體系中，反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量一定相同D.在一個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)體系中，反應(yīng)物的總能量總是高于生成物的總能量A3.下圖表示化學(xué)反應(yīng)過程中的能量變化，據(jù)圖判斷下列說法中合理的是(

)A．500mL2.0mol·L－1HCl和500mL2.0mol·L－1NaOH的反應(yīng)符合圖1，且放出熱量為ΔE1B．500mL2.0mol·L－1H2SO4和500mL2.0mol·L－1Ba(OH)2的反應(yīng)符合圖2，且吸收熱量為ΔE2C．發(fā)生圖1能量變化的任何反應(yīng)，一定不需要加熱即可發(fā)生D．CaO、濃硫酸分別溶于水時(shí)的能量變化符合圖1A4．(1)在1mol氫分子中，含有________mol氫原子，含有________molH—H鍵。(2)已知在25℃和101kPa條件下，由2molH原子形成1molH—H鍵時(shí)，放出436kJ的能量。若要使1mol氫分子變?yōu)?mol氫原子時(shí)，需要斷開1molH—H鍵，其能量變化是_________________________