（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

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：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大小。2.微觀探析：從化學(xué)鍵的斷裂和形成，在本質(zhì)上認識化學(xué)能量與化學(xué)變化的本質(zhì)。新知導(dǎo)學(xué)達標(biāo)檢測內(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放出能量121 kJ，且氧氣中1 mol O=O鍵完全斷裂時需要吸收能量496 kJ，水蒸氣中1 mol HO鍵形成時放出能量463 kJ，則氫氣中1 mol HH鍵斷裂時吸收的能量為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，不變。(即反應(yīng)前后原子個數(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)化總能量實驗操作實驗現(xiàn)象結(jié)論看到有氣泡產(chǎn)生、用手觸摸反應(yīng)后的試管，_用溫度計測得反應(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)和吸熱反應(yīng)(1)實驗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釋放的總能量大于反應(yīng)物分子斷鍵時吸收的總能量生成物分子成鍵時釋放的總能量小于反應(yīng)物分子斷鍵時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。解析解析因為反應(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)放出的熱量達到反應(yīng)所需要的熱量，停止加熱反應(yīng)也能繼續(xù)進行，如FeS FeS。特別提示(1)“三個不一定”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)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.人類對能源的利用人類對能源的利用(1)人類利用能源的三個階段柴草時期、化石能源時期和多能源結(jié)構(gòu)時期。(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，煤炭、石油不是新能源，也不是可再生能源；B項，天然氣不是新能源，也不是可再生能源；D項，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，四組能源選項中全部符合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)崮堋⒑Ｑ竽?、核能答案解析學(xué)習(xí)小結(jié)達標(biāo)檢測1.判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打“”)(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，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)對于放熱反應(yīng)2H2O2 2H2O來說，斷裂1個HH鍵和1個O=O鍵所吸收的能量小于形成1個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)可得在常溫下氮氣比氧氣穩(wěn)定()答案1234562.化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生必然伴隨能量的轉(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，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，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，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)，故錯誤；B項，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)，故錯誤；C項，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)，故錯誤；D項，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)進行說明反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A錯誤，B正確；反應(yīng)需要加熱才能發(fā)生，常溫下不能進行，C錯誤；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錯誤。5.為消除目前燃料燃燒時產(chǎn)生的環(huán)境污染，同時緩解能源危機，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.氫氣不易貯存和運輸，無開發(fā)利用價值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錯誤；氫能源由于受貯存和運輸?shù)纫蛩氐南拗?，還未普遍使用，但有巨大的開發(fā)利用價值，B、C錯誤；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)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，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，同理可計算在Br2H2=2HBr、I2H2=2HI反應(yīng)中分別放出103 kJ、9 kJ的熱量。123456