高中化學 第二章 化學反應與能量 2.1 化學能與熱能課件 新人教版必修2.ppt

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第二章 化學反應與能量,第一節(jié) 化學能與熱能,自主閱讀,自主檢測,一、化學鍵與化學反應中能量變化的關系 1.化學反應中能量變化的本質原因(微觀角度) E1E2,反應吸收能量;E1E2,反應釋放能量。,自主閱讀,自主檢測,2.化學反應中能量變化的決定因素(宏觀角度) (1)物質的穩(wěn)定性與能量的關系 (2)化學反應中能量變化的決定因素(用E表示物質能量),自主閱讀,自主檢測,二、化學能與熱能的相互轉化 1.兩條基本的自然定律 2.化學能與熱能的相互轉化 (1)吸熱反應和放熱反應。 吸熱反應:吸收熱量的化學反應。 放熱反應:放出熱量的化學反應。,自主閱讀,自主檢測,(2)寫出下列反應的化學方程式并注明屬于吸熱反應還是放熱反應。,自主閱讀,自主檢測,三、人類利用能源的三個階段,自主閱讀,自主檢測,下列反應既是氧化還原反應,又是吸熱反應的是 ( ) A.鋁片與稀硫酸的反應 B.Ba(OH)28H2O與NH4Cl的反應 C.灼熱的木炭與CO2的反應 D.甲烷在O2中的燃燒反應 解析:A、D兩項中的反應均是放熱反應,B項中的反應不是氧化還原反應。 答案:C,重難點一,重難點二,重難點一化學鍵與化學反應中能量變化的關系 情景引入 氫氣的燃燒,討論探究 1.化學反應中,反應物和生成物具有的總能量是否相同?并從該角度解釋:2H2+O2 2H2O為什么是放熱反應? 提示:一定不相同?；瘜W反應都伴隨著能量的變化,所以反應物和生成物具有的總能量一定不相同。在H2的燃燒反應中,反應物H2和O2具有的總能量大于H2O具有的總能量,所以該反應是放熱反應。,重難點一,重難點二,2.如果僅從化學鍵角度分析,NaCl溶于水的過程是吸熱還是放熱? 提示:NaCl溶于水,NaCl Na+Cl-,只有化學鍵斷裂,沒有化學鍵形成,因此NaCl溶于水時要吸收熱量。,重難點一,重難點二,知識點撥 1.從化學鍵的角度理解化學反應過程中的能量變化 化學反應過程中的能量變化來源于化學反應過程中舊化學鍵斷裂與新化學鍵形成時的能量變化。 (1)若反應物中的化學鍵斷開時吸收的能量高于生成物成鍵釋放的能量,則該反應吸收能量,吸收的能量=反應物斷鍵吸收的總能量-生成物形成釋放的總能量。 (2)若反應物中的化學鍵斷開時吸收的能量低于生成物成鍵釋放的能量,則該反應放出能量,放出的能量=生成物形成釋放的總能量-反應物斷鍵吸收的總能量。,重難點一,重難點二,2.從總能量的角度理解化學反應過程中的能量變化 一個確定的化學反應是吸收能量還是放出能量取決于反應物的總能量與生成物的總能量的相對大小。具體情況見下表:,重難點一,重難點二,重難點一,重難點二,典例引領 例題1在25 、101 kPa的條件下,斷裂1 mol HH鍵吸收436 kJ能量,斷裂1 mol ClCl鍵吸收243 kJ能量,形成1 mol HCl鍵放出431 kJ能量。H2+Cl2 2HCl的化學反應可用下圖表示:,重難點一,重難點二,請回答下列有關問題: (1)反應物斷鍵吸收的總能量為 。 (2)生成物成鍵放出的總能量為 。 (3)判斷反應H2+Cl2 2HCl是 (填“吸收”或“放出”)能量。 (4)反應物的總能量 (填“”或“,重難點一,重難點二,重難點一,重難點二,成功體驗1 導學號52090046下圖是碳和水蒸氣發(fā)生反應生成CO、H2的途徑和三個狀態(tài)的能量(E)。試問: (1)步驟1、2分別是吸熱還是放熱?步驟1: ,步驟2: 。 (2)比較E1、E2、E3的大小: 。 (3)寫出該反應的化學方程式: 。,重難點一,重難點二,解析:步驟1是斷開水分子中共價鍵的過程,需要吸收能量,故E2E1;步驟2是原子間相互結合形成共價鍵的過程,需要放出能量,故E3E3E1。 答案:(1)吸熱 放熱 (2)E2E3E1,重難點二,重難點二吸熱反應和放熱反應的判斷 情景引入 討論探究 1.NaOH溶于水放出熱量,NaOH溶于水是放熱反應嗎? 提示:吸熱反應和放熱反應均是化學反應。注意明確某些吸熱過程和放熱過程不屬于化學反應。NaOH固體溶于水屬于放熱過程,不是化學反應,也就不屬于放熱反應。,重難點一,重難點二,2.加熱條件下進行的反應是否一定是吸熱反應,常溫下進行的反應是否一定是放熱反應? 提示:都不一定?；瘜W反應是吸熱還是放熱,與反應條件無關,而是取決于反應過程中破壞舊化學鍵吸收總能量與形成新化學鍵放出總能量的相對大小。常溫下進行的反應有的放熱(如中和反應),有的吸熱如NH4Cl與Ba(OH)28H2O的反應。加熱條件下進行的反應有的放熱,重難點一,重難點二,知識點撥 吸熱反應和放熱反應的判斷方法 (1)根據(jù)反應物和生成物的總能量的相對大小判斷決定因素。 若反應物的總能量大于生成物的總能量,屬于放熱反應,反之是吸熱反應。 (2)根據(jù)化學鍵斷裂或形成時的能量變化判斷用于計算。 若斷裂反應物中的化學鍵所吸收的總能量小于形成生成物中化學鍵所放出的總能量,屬于放熱反應,反之是吸熱反應。 (3)根據(jù)反應物和生成物的相對穩(wěn)定性判斷。 由不穩(wěn)定的物質(能量高)生成穩(wěn)定的物質(能量低)的反應為放熱反應,反之為吸熱反應。 (4)根據(jù)反應條件判斷。 凡是持續(xù)加熱才能進行的反應一般是吸熱反應。,典例引領 例題2下列說法正確的是( ) A.需要加熱方能發(fā)生的反應一定是吸熱反應 B.放熱的反應在常溫下一定很容易發(fā)生 C.反應是放熱還是吸熱可以看反應物和生成物所具有的總能量的相對大小 D.吸熱反應一定難以發(fā)生 解析:化學反應的能量變化主要表現(xiàn)為放熱和吸熱。反應是放熱還是吸熱主要取決于反應物和生成物所具有的總能量的相對大小。放熱反應和吸熱反應在一定條件下都能發(fā)生。反應開始時需要加熱的反應可能是吸熱反應,也可能是放熱反應。比如,木炭的燃燒需加熱引燃,一旦反應開始不需加熱反應仍可繼續(xù)進行,而有些吸熱反應在常溫下就能發(fā)生,如Ba(OH)28H2O與NH4Cl的反應。 答案:C,重難點一,重難點二,重難點一,重難點二,重難點一,重難點二,成功體驗2 生活中每時每刻都發(fā)生著各種化學反應,下列反應不一定屬于放熱反應的是( ) A.H2SO4與Ba(OH)2溶液的反應 B.燃燒反應 C.復分解反應 D.中和反應 解析:H2SO4與Ba(OH)2溶液混合,酸與堿發(fā)生中和反應,是放熱反應;燃燒是指劇烈的發(fā)光、發(fā)熱的反應,因而都是放熱反應;復分解反應,有的是放熱反應,如酸堿中和反應,有的是吸熱反應,如氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體的反應。 答案:C,1,2,3,4,5,1.下列對化學反應的認識錯誤的是( ) A.會引起化學鍵的變化 B.會產生新的物質 C.必然引起物質狀態(tài)的變化 D.必然伴隨著能量的變化 解析:化學反應的本質是化學鍵的斷裂和形成,表現(xiàn)為有新物質生成,并伴隨著能量的變化,而化學變化中的反應物和生成物的狀態(tài)在反應前后可能相同,也可能不相同。 答案:C,1,2,3,4,5,2.下列變化過程中,放出能量的是( ) A.硝酸銨溶于水 解析:A項硝酸銨溶于水吸收能量;B項表示形成化學鍵,放出能量;C項表示水的分解,吸收能量;D項表示硫黃升華,吸收能量。 答案:B,1,2,3,4,5,3.下列反應的能量變化與其他三項不相同的是( ) A.鋁粉與氧化鐵反應 B.碳與二氧化碳反應 C.鋅片與稀硫酸反應 D.氫氧化鈉與鹽酸反應 解析:碳與二氧化碳的反應為吸熱反應,而其他反應均為放熱反應。 答案:B,1,2,3,4,5,4.由圖分析,下列敘述正確的是 ( ),1,2,3,4,5,5.導學號52090047在研究化學反應中的能量變化時,我們通常做下面的實驗: 在一只小燒杯里,加入20 g已研磨成粉末的Ba(OH)28H2O,將小燒杯放在事先已滴有34滴水的玻璃片上,然后向燒杯中加入約10 g NH4Cl晶體,根據(jù)實驗步驟,填寫下表,并回答問題。,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,(1)寫出實驗過程中發(fā)生反應的化學方程式: 。 (2)實驗中要立即用玻璃棒迅速攪拌的原因是 。 解析:該實驗成功的關鍵是在短時間內使反應充分進行,使體系溫度快速降低,玻璃片上的水凝固。該反應屬于固體之間的反應,且要求反應時間短,故一定將Ba(OH)28H2O晶體研磨成粉末,便于與NH4Cl充分接觸,另外,晶體混合后要立即用玻璃棒快速攪拌混合物。在反應過程中有刺激性氣味的NH3產生,會造成環(huán)境污染,故用浸有稀硫酸的棉花吸收NH3。 答案:NH3 吸熱 水 (1)Ba(OH)28H2O+2NH4Cl BaCl2+2NH3+10H2O (2)使反應物迅速混合而充分反應,使溫度迅速下降,