高中化學 2-1-2 化學鍵與化學反應中的能量變化課件 魯科版必修2.ppt

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第2課時 化學鍵與化學反應中的能量變化,1.實驗操作步驟、現(xiàn)象及結論,,升高,NaOH＋ HCl=== NaCl＋H2O,釋放,,,,,,溶解,氣泡,升高,釋放,Zn＋2HCl===ZnCl2,＋H2↑,刺激性氣味氣體,凍結在一起,吸收,,,,,2.化學反應中能量變化結論 每一個化學反應都伴隨著能量的變化，有的 能量，有的 能量。,釋放,吸收,1.常見的放熱反應 (1)所有的 反應；(2)酸堿 反應；(3)金屬與水或酸發(fā)生的 反應；(4)大多數(shù) 反應(C與CO2反應等除外)；(5)鋁熱反應。 2．常見的吸熱反應 (1)銨鹽與堿的反應[如Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl固體的反應]；(2)大多數(shù) 反應；(3)以C、H2、CO為還原劑的氧化還原反應。,燃燒,中和,置換,化合,分解,化學反應中能量變化的實質(zhì) (1)在化學反應過程中，破壞舊化學鍵時，需要 一定的能量來克服原子(或離子)間的相互作用；形成新化學鍵時，又要 一定的能量。因此，在化學反應中，不僅有 生成，而且還伴隨著能量的變化。,吸收,釋放,新物質(zhì),(2)在化學反應中，如果形成新化學鍵所 的能量 破 壞舊化學鍵所 的能量，該反應開始后，就會有一定的能 量以 、 或 等形式釋放出來；如果新化學鍵的形 成所 的能量 破壞舊化學鍵所 的能量，該反應 就需要不斷 能量才能使反應持續(xù)進行。 (3)化學反應與其他形式的能量的轉(zhuǎn)化 化學反應的能量變化還可以看做“儲存”在物質(zhì)內(nèi)部的能量 ( 能)轉(zhuǎn)化為 能、 能或 能等釋放出來，或者是 能、 能或 能等轉(zhuǎn)化為物質(zhì)內(nèi)部的能量( 能)被 “儲存”起來的過程。,釋放,大于,吸收,熱能,電能,光能,釋放,小于,吸收,吸收,化學,熱,電,光,熱,電,光,化學,【慎思1】 天然氣的燃燒是化學變化，該反應能放出較多的能量。那么，你知道化學反應中為什么會有能量變化嗎？ 提示 形成新化學鍵所釋放的能量不等于破壞舊化學鍵所吸收的能量。 【慎思2】 某同學在做消石灰與氯化銨反應的實驗時，沒有發(fā)現(xiàn)結冰現(xiàn)象，其原因可能有哪些？ 提示 (1)藥品用量太少；(2)消石灰沒有研碎；(3)用玻璃棒攪拌速度過慢；(4)燒杯與玻璃片間滴的水過多。,【慎思3】 需要加熱才能發(fā)生的反應一定是吸熱反應嗎？ 提示 不對，加熱只是反應所需的一種條件，并不能證明一定是吸熱反應。反應的放熱、吸熱取決于反應物總能量和生成物總能量的相對大小。只要反應物總能量大于生成物總能量，反應一定放熱。有的反應很難進行，條件要求很高，但仍是放熱反應，例如合成氨的反應。,【慎思4】 討論判斷 ①任何化學反應都伴隨能量變化 ( )。 ②化學反應中的能量變化都表現(xiàn)為熱量的變化 ( )。 ③反應物的總能量高于生成物的總能量時，發(fā)生放熱反應 ( )。 ④反應物的總能量低于生成物的總能量時，發(fā)生吸熱反應 ( )。 ⑤煤燃燒時化學能主要轉(zhuǎn)化為熱能 ( )。 ⑥化石燃料和植物燃燒時放出的能量均來源于太陽能 ( )。 ⑦動物體內(nèi)葡萄糖被氧化成CO2是熱能轉(zhuǎn)變成化學能的過程 ( )。 提示 ①√ ②× ③√ ④√ ⑤√ ⑥√ ⑦×,化學反應發(fā)生時，物質(zhì)種類變化的同時一定伴有能量變化， 但一個化學反應是放熱反應還是吸熱反應取決于形成新化學 鍵釋放的能量和破壞舊化學鍵所吸收的能量的相對大小或反 應物的總能量與生成物的總能量的相對大小，與反應條件無 關。 我們可以從四個方面來判斷一個化學反應是放熱反應還是吸 熱反應：,1．從化學鍵的斷裂與形成來判斷 若E1＞E2，反應為吸熱反應； 若E1＜E2，反應為放熱反應。,2．從反應物和生成物所具有的能量來判斷 若反應物所具有的總能量大于生成物所具有的總能量，則反應為放熱反應(如圖1)； 若反應物所具有的總能量小于生成物所具有的總能量，則反應為吸熱反應(如圖2)。,3．根據(jù)經(jīng)驗規(guī)律來判斷 (1)常見的放熱反應 ①所有的燃燒反應；②酸堿中和反應；③金屬與水或酸發(fā)生的置換反應；④大多數(shù)化合反應(C與CO2反應等除外)；⑤鋁熱反應。 (2)常見的吸熱反應 ①銨鹽與堿的反應[如Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl固體的反應]；②大多數(shù)分解反應；③以C、H2、CO為還原劑的氧化還原反應。,4．根據(jù)反應條件來判斷 需要持續(xù)加熱才能進行的反應一般是吸熱反應，如碳酸鈣的受熱分解；若反應在開始時需要加熱，反應開始后不再加熱就能繼續(xù)進行，則反應為放熱反應，如鐵與硫的反應。,【例題】 下列說法正確的是 ( )。 A．吸熱反應一定是釋放能量 B．在一個確定的化學反應關系中，反應物的總能量總是 高于生成物的總能量 C．反應是放熱還是吸熱要看破壞舊化學鍵吸收的能量總 和與形成新化學鍵釋放出的總和的大小 D．吸熱反應在常溫下不能發(fā)生,解析 吸熱反應是把熱能等轉(zhuǎn)化為物質(zhì)內(nèi)部的能量被“貯 存”起來的過程，故A項錯誤；在一個確定的化學反應關系 中，反應物的總能量與生成物的總能量總是不等，當前者大 于后者，化學反應為放熱反應；前者小于后者，化學反應為 吸熱反應，故B項錯誤；化學反應是放熱還是吸熱要看破壞 舊化學鍵吸收的能量總和與形成新化學鍵釋放出的能量總和 的大小，故C項正確；放熱反應和吸熱反應在一定的條件下 都能發(fā)生，吸熱反應在常溫下也能發(fā)生，如Ba(OH)2·8H2O 與NH4Cl固體的反應，故D項錯誤。 答案 C,1．吸熱反應并不一定需要加熱才能發(fā)生，如Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl固體的反應；放熱反應有時需要加熱才能發(fā)生，如鐵與硫的反應。因此，化學反應需要在一定條件下才能發(fā)生，是否需要加熱由反應物本身的性質(zhì)決定，而與反應是吸熱反應還是放熱反應無關。,2．化學變化都伴有能量變化，但伴有能量變化的過程不一定都是化學變化。如NaOH固體的溶解、濃硫酸的稀釋等過程都有明顯的熱量放出，但這些過程中沒有新物質(zhì)的生成，故它們不是化學變化。 3．化學反應中的能量變化不僅僅表現(xiàn)為熱量變化，能量的表現(xiàn)形式多種多樣。反應中可能是化學能與熱能、電能或光能等之間的轉(zhuǎn)化。常見的化學反應的能量變化通常表現(xiàn)為熱量變化。,【體驗1】 下列變化過程中，需吸收能量的是 ( )。 A．H＋H===H2 B．H＋Cl===HCl C．I2===I＋I D．C＋O2===CO2 解析 物質(zhì)間進行化學反應時，形成化學鍵時要放出能量，A、B在形成H2、HCl時釋放能量；D是碳的燃燒反應，根據(jù)生活常識我們也知道燃燒過程釋放能量；而拆開物質(zhì)中的化學鍵時則需要吸收能量。 答案 C,【體驗2】下列變化屬于吸熱反應的是________(填序號)。 ①液態(tài)水汽化；②膽礬受熱變?yōu)榘咨勰?；③苛性鈉固體溶于水；④氯酸鉀分解制氧氣；⑤生石灰與水反應生成熟石灰；⑥干冰升華 解析 注意吸熱過程、放熱過程與吸熱反應、放熱反應的區(qū)別。①水的汽化是物理變化，不屬于吸熱反應；②CuSO4·5H2O受熱分解生成CuSO4和H2O，屬于吸熱反應；⑤是放熱反應；③⑥均為物理變化。 答案 ②④,規(guī)律探究八 利用化學鍵計算化學反應中的能量變化 【知識支持】 1．正確理解和公式導出 化學鍵的斷裂和形成是物質(zhì)在化學反應中發(fā)生能量變化的主要原因，利用化學鍵的能量變化可粗略計算化學反應過程中的能量變化。以H2＋Cl2===2HCl(H2、Cl2的物質(zhì)的量均為1 mol)為例：,【問題探究】 化學反應A2＋B2===2AB的能量變化如圖所示，則下列說法正確的是 ( )。,A．該反應是吸熱反應 B．1 mol A—A鍵和1 mol B—B鍵斷裂能放出x kJ的能量 C．2 mol A—B鍵斷裂需要吸收y kJ的能量 D．2 mol AB的總能量高于1 mol A2和1 mol B2的總能量 解析 由圖知，1 mol A2和1 mol B2的總能量高于2 mol AB的 能量，所以該反應放熱；化學鍵斷裂時需吸收能量，B項錯 誤，C項正確。 答案 C,名師點評 化學反應中的能量變化值＝Q總吸－Q總放。利用這 一公式進行計算時，還應注意： (1)可以根據(jù)化學反應中的能量變化計算某一種具體的化學鍵 斷裂時吸收能量或形成時放出能量的多少。 (2)計算出的能量變化如果為正值，則反應吸熱，如果是負 值，則反應放熱。,