2021-2022学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册第六章第1节第1课时化学反应与热能课件（24张ppt）

(共24张PPT)
第六章
化学反应与能量
第一节 化学反应与能量变化
第1课时 化学反应与热能
熟悉常见的吸热反应和放热反应
知道反应物与生成物总能量的相对高低是反应过程中能量变化的决定因素
知道化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因
学习目标
一
吸热反应与放热反应
1．吸热反应和放热反应
(1)定义
吸热反应：________热量的化学反应；放热反应：________热量的化学反应。
(2)实验探究[实验6－1][实验6－2]
吸收
放出
①镁和稀盐酸的反应
实验现象 有________产生；用温度计测量，
水银柱________
离子反应
实验结论 活泼金属与酸反应是________反应
气泡
上升
Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑
放热
②Ba(OH)2·8H2O和氯化铵反应
实验现象 闻到________气味，烧杯壁________；玻璃片和烧杯____________，混合物呈________
化学反应
实验结论 该反应是________反应
刺激性
发凉
黏结在一起
糊状
Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O
吸热
1．吸热反应和放热反应
(2)实验探究[实验6－1][实验6－2]
(3)分类
常见放热反应
所有的燃烧
中和反应
溶液里的置换
一般的化合反应
铝热反应
常见吸热反应
电离
强碱与铵盐
一般的分解反应
特殊的化合反应（C和CO2反应）
特殊的置换（C和水蒸气、铁和水蒸气）
下列说法正确的是（ ）
A．物质发生化学变化都伴随着能量变化
B．任何反应中的能量变化都表现为热量变化
C．物质变化时若伴有能量变化，则一定是化学变化
D．没有物质的化学变化，也就没有能量的变化
A
训练1
训练2
下列反应中，属于放热反应的是__________，属于吸热反应的是__________(填序号)。
答案　②③④⑤⑥　①⑦
①煅烧石灰石(主要成分是CaCO3)制生石灰(CaO)　②燃烧蜂窝煤取暖　
③炸药爆炸 ④硫酸与氢氧化钾溶液反应　
⑤生石灰与水作用制熟石灰　 ⑥食物腐败
⑦碳与水蒸气反应制得水煤气
二
化学反应中的能量变化的原因
H ·
··
· Cl
··
：
＋
→
Cl
··
··
H
··
··
H—H
Cl — Cl
H— Cl
H2 + Cl2 === 2HCl
点燃
一个化学反应的的过程，本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。
断开
断开
形成
1．从化学健变化的角度理解能量变化的原因（微观解释）
(1)原因：
化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因
可以用键能计算
反应类型
E1>E2，反应________能量；
吸收
释放
吸收
释放
1．从化学健变化的角度理解能量变化的原因（微观解释）
(1)原因：
化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因
键能：断开（形成）1 mol某化学键所吸收（放出）的能量叫键能。单位：kJ/mol。
例如，断开（形成）1 mol H-H键吸收（放出）的能量为436.0 kJ，那么H-H键的键能是436.0 kJ/mol 。
吸热反应：
放热反应：
E11．从化学健变化的角度理解能量变化的原因（微观解释）
(2)实例：
旧键断裂 — 吸收能量 436+243= 679kJ/mol
新键形成 — 放出能量 2×431 =862 kJ/mol
反应放出热量：862kJ/mol －679 kJ/mol = 183kJ/mol
化学键 H﹣H Cl﹣Cl H﹣Cl
键能kJ/mol 436 243 431
吸收
吸收
431
431
从键能角度分析H2 +Cl2 2HCl 反应体系中能量变化情况。
点燃
E11 mol H2与1 mol Cl2反应生成2 mol HCl分子的过程中， 了 kJ的能量。
1 mol H2与1 mol Cl2反应生成2 mol HCl分子的过程中，放出了 183 kJ的能量。
计算2H2 + O2 2H2O 反应体系中的能量变化情况。已知
2 mol H2 与 1 mol O2 反应生成 2 mol H2O 分子，放出 490 kJ 的能量。
化学键 H—H O＝O H—O
键能kJ/mol 436 498 465
点燃
旧键断裂 — 吸收能量 2×436+498= 1370kJ/mol
新键形成 — 放出能量 2×2×465=1860 kJ/mol
反应放出热量：1860kJ/mol －1370 kJ/mol = 490kJ/mol
E1(2)实例：
所以：一个化学反应是放热还是吸热取决于
取决于所有断键吸收的总能量与所有
形成新键放出的总能量的相对大小、与反应条件无关
H＝
E（反应物键能总和）－ E （生成物键能总和）
H 〉0 吸收热量
H〈 0 放出热量
1．从化学健变化的角度理解能量变化的原因（微观解释）
(3)结论：
2、反应物和生成物的总能量高低理解能量变化的原因（宏观解释）
释放能量
吸收能量
各种物质都具有能量，物质的组成、结构与状态不同，所具有的能量也不同。放热反应可以看成是反应物所具有的化学能转化为热能释放出来，吸热反应可以看成是热能转化为化学能被生成物所“储存”
化学反应放出能量
化学反应吸收能量
反应物总能量高
生成物总能量低
能量
反应进程
释放能量
能量
反应进程
反应物总能量低
生成物总能量高
吸收能量
2、反应物和生成物的总能量高低理解能量变化的原因（宏观解释）
放热反应：反应物能量 > 生成物能量
吸热反应：反应物能量 < 生成物能量
反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小是能量变化的根本原因。
(1)原因：
放热反应 吸热反应
（1） 物质总能量变化
（2） 键能变化
联系
生成物的总能量小于反应物的总能量
生成物的总能量大于
反应物的总能量
生成物总键能大于反应物总键能
生成物总键能小于反应物总键能
键能越大，物质能量越低，越稳定，反之键
能越小，物质能量越高，越不稳定，
3、判断吸热反应和放热反应的两种方法
已知反应A + B === C + D的能量变化如图所示，下列关于此反应的说法不正确的是（　　）
A．是吸热反应
B．该反应不符合能量守恒定律
C．生成物的总能量高于反应物的总能量
D．反应中断开化学键吸收的总能量高于形成化学键放出的总能量
B
训练3
已知部分键能如下表所示，计算下列三个反应中的能量变化情况。
（1）CH4 + 2O2 ==== CO2 + 2H2O，1 mol CH4完全反应时，_________（填吸收/放出）________ kJ能量。
（2）已知N2 + 3H2 ==== 2NH3，消耗1 mol N2 时放出92 kJ的热量，则上表中x的数值为 ________。
（3）如下图为白磷（P4）和P4O6的结构，1mol 白磷完全燃烧，________（填吸收/放出）________kJ能量。
化学键 H—H H—N N≡N O＝O C—H C＝O H—O P—P P—O
键能 （kJ/mol） 436 391 x 498 414 750 465 198 360
放出
946
放出
708
1638
训练4
NF3是一种温室气体，其存储能量的能力是CO2的12000 ～ 20000倍，在大气中的寿命可长达740年，如表所示是几种化学键的键能：
下列说法中正确的是（ ）
A．过程N2(g) → 2N(g)放出能量
B．过程N(g) + 3F(g) → NF3(g)放出能量
C．反应N2(g)＋3F2(g) === 2NF3(g)是吸热反应
D．NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成，仍可能发生化学反应
B
化学键 N≡N F—F N—F
键能/kJ·mol-1 946 154.8 283.0
训练5
三
化学能与热能相互转化的应用
1．获取热能的途径——物质的燃烧
（1）早期：以树枝杂草为主要能源。
（2）现代：以煤、石油和天然气为主要能源。
2．面临问题
（1）短期内不可再生，储量有限；
（2）煤和石油产品燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO等造成大气污染。
3．解决方法
（1）节能减排
（2）开发利用新能源
人类对能源的利用
下列叙述不正确的是（ ）
A．开发氢能、太阳能、风能、生物质能等新能源是践行低碳生活的有效途径
B．火力发电是将燃料中的化学能直接转化为电能的过程
C．利用生物质能就是间接利用太阳能
D．绿色植物进行光合作用时，将太阳能转化为化学能
B
训练6
四
课堂小结