6.1.1 化学反应与热能 课件（共89张PPT）

(共89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
对于熟悉的化学反应，同学们会有哪些新的发现呢？
一、化学反应与热能
【实验6-1】
药品：镁条、2 mol/L盐酸
反应：Mg + 2HCl MgCl2 + H2↑
资料
【实验6-1】
药品：镁条、2 mol/L盐酸
反应：Mg + 2HCl MgCl2 + H2↑
现象：镁条逐渐溶解，有气泡产生，温度计示数升高。
【实验6-1】
药品：镁条、2 mol/L盐酸
反应：Mg + 2HCl MgCl2 + H2↑
现象：镁条逐渐溶解，有气泡产生，温度计示数升高。
结论：镁和盐酸的反应为释放热量的化学反应。
【实验6-2】
药品：氢氧化钡晶体、氯化铵晶体
Ba(OH)2 8H2O
NH4Cl
资料
【实验6-2】
现象：有刺激性气味气体产生；用手触摸烧杯壁，感觉很
凉；木片上的水结成冰，木片与烧杯被冰粘在一起。
【实验6-2】
现象：有刺激性气味气体产生；用手触摸烧杯壁，感觉很
凉；木片上的水结成冰，木片与烧杯被冰粘在一起。
反应：Ba(OH)2 8H2O + 2NH4Cl BaCl2 + 2NH3↑ + 10H2O
【实验6-2】
现象：有刺激性气味气体产生；用手触摸烧杯壁，感觉很
凉；木片上的水结成冰，木片与烧杯被冰粘在一起。
反应：Ba(OH)2 8H2O + 2NH4Cl BaCl2 + 2NH3↑ + 10H2O
结论：该反应为吸收热量的化学反应。
释放热量的化学反应
吸收热量的化学反应
一、化学反应与热能
一、化学反应与热能
定义：化学上把释放热量的化学反应称为放热反应。
一、化学反应与热能
定义：化学上把释放热量的化学反应称为放热反应。
化学上把吸收热量的化学反应称为吸热反应。
1.放热反应与吸热反应
我们常见的化学反应哪些是放热反应？
哪些是吸热反应？
常见的放热反应
常见的放热反应
甲烷、酒精、木炭、氢气等在氧气中燃烧的反应；
感知温度的变化
感知温度的变化
感知温度的变化
【实验】
反应：2Na + 2H2O 2NaOH + H2↑
药品：钠、水
操作步骤：用镊子夹取钠放入水中，观察现象。
1.放热反应与吸热反应
资料
【实验】
反应：2Na + 2H2O 2NaOH + H2↑
现象：剧烈反应，金属钠与水接触处温度升高。
结论：该反应为放热反应。
1.放热反应与吸热反应
【实验】
反应：2Na + 2H2O 2NaOH + H2↑
结论：该反应为放热反应。
思考：能证明该反应为放热反应的实验现象还有哪些？
1.放热反应与吸热反应
【实验】
反应：2Na + 2H2O 2NaOH + H2↑
结论：该反应为放热反应。
思考：能证明该反应为放热反应的实验现象？
金属钠熔化成小球。
1.放热反应与吸热反应
1.放热反应与吸热反应
【实验】
反应：HCl + NaOH NaCl + H2O
药品：盐酸、氢氧化钠溶液
操作步骤：在一个玻璃片上滴加2~3滴盐酸，在其旁边滴加
2~3滴氢氧化钠溶液，观察现象。
资料
【实验】
反应：HCl + NaOH NaCl + H2O
现象：热成像显示两溶液接触处温度升高。
结论：该反应为放热反应。
1.放热反应与吸热反应
甲烷、酒精、木炭、氢气等在氧气中燃烧的反应
常见的放热反应
镁条、铝片与盐酸的反应
中和反应
钠和水的反应
生石灰和水的反应
过氧化钠和水的反应
【实验】
药品：小苏打、白醋
反应：NaHCO3 + CH3COOH CH3COONa + H2O + CO2↑
操作步骤：将小苏打加入到白醋中，观察现象。
1.放热反应与吸热反应
资料
【实验】
现象：产生大量气泡，温度降低。
1.放热反应与吸热反应
【实验】
现象：产生大量气泡，温度降低。
结论：该反应为吸热反应。
1.放热反应与吸热反应
常见的吸热反应
氢氧化钡和氯化铵的反应 醋酸和碳酸氢钠的反应
盐酸和碳酸氢钠的反应 炭和二氧化碳的反应
碳酸钙的分解反应 氧化汞的分解反应
化学反应为什么会伴随着热量的变化？
热量来自于哪里？
为什么有的化学反应放出热量，有的化学反应吸收热量？
一、化学反应与热能
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。
一、化学反应与热能
化学反应与能量变化关系示意图
一、化学反应与热能
化学反应与能量变化关系示意图
放热反应
一、化学反应与热能
放热反应
化学反应与能量变化关系示意图
一、化学反应与热能
放热反应
化学反应与能量变化关系示意图
吸热反应
一、化学反应与热能
2.化学反应过程热量变化的宏观判断
放热反应
化学反应与能量变化关系示意图
吸热反应
化学反应伴随着热量变化的本质原因是什么？
化学反应伴随着热量变化的本质原因是什么？
化学反应发生过程的本质是什么？
化学反应发生过程的本质是什么？
旧化学键的断裂和新化学键形成的过程。
化学反应发生过程的本质是什么？
旧化学键的断裂和新化学键形成的过程。
3.化学反应过程热量变化的微观解释
化学反应发生过程的本质是什么？
旧化学键的断裂和新化学键形成的过程。
吸收能量
释放能量
3.化学反应过程热量变化的微观解释
在1 mol氢分子中，含有2 mol氢原子，含有1 mol H-H 化学键。
例题1.
H
H
在1 mol氢分子中，含有2 mol氢原子，含有1 mol H-H 化学键。
在25 ℃和101 kPa条件下，
断开1 mol H2中的化学键形成2 mol H 要 吸收436 kJ 的能量；
例题1.
化学键断裂
H
H
吸收能量
H
H
在25 ℃和101 kPa条件下，
断开1 mol H2中的化学键形成2 mol H 要 吸收436 kJ 的能量；
2 mol H形成1 mol H2中的化学键要 ___________ 的能量。
例题1.
在1 mol氢分子中，含有2 mol氢原子，含有1 mol H-H 化学键。
化学键形成
H
H
H
H
+
化学键断裂
H
H
吸收能量
H
H
在25 ℃和101 kPa条件下，
断开1 mol H2中的化学键形成2 mol H 要 吸收436 kJ 的能量；
2 mol H形成1 mol H2中的化学键要 ___________ 的能量。
例题1.
在1 mol氢分子中，含有2 mol氢原子，含有1 mol H-H 化学键。
释放能量
释放436 kJ
化学键形成
H
H
H
H
+
化学键断裂
H
H
吸收能量
H
H
在25 ℃和101 kPa条件下，
断开1 mol H2中的化学键形成2 mol H要 吸收436 kJ 的能量；
2 mol H形成1 mol H2中的化学键要 ___________ 的能量。
例题1.
在相同条件下，断开和形成1 mol相同的化学键吸收和释放的
能量值相同。
在1 mol氢分子中，含有2 mol氢原子，含有1 mol H-H 化学键。
释放436 kJ
例题2.
H2(g) + Cl2(g) 2HCl(g)
+
Cl
Cl
H
H
H
Cl
H
Cl
例题2.
H2(g) + Cl2(g) 2HCl(g)
H
Cl
Cl
H
H
H
Cl
Cl
H
Cl
H
Cl
例题2.
H2(g) + Cl2(g) 2HCl(g)
H
Cl
Cl
H
H
H
Cl
Cl
+
+
化学键断裂
化学键断裂
化学键形成
化学键形成
H
Cl
H
Cl
例题2.
H2(g) + Cl2(g) 2HCl(g)
H
Cl
Cl
H
H
H
Cl
Cl
+
+
吸收能量
释放能量
化学键断裂
化学键断裂
化学键形成
化学键形成
H
Cl
H
Cl
例题2.
H2(g) + Cl2(g) 2HCl(g)
H
Cl
Cl
H
H
H
Cl
Cl
+
+
请根据下列信息判断上述反应是吸热反应还是放热反应。
1 mol H2
共价键断裂
吸收436 kJ能量
2 mol H
1 mol Cl2
共价键断裂
吸收243 kJ能量
2 mol Cl
共价键形成
释放862 kJ能量
2 mol HCl
例题2.
H2(g) + Cl2(g) 2HCl(g)
吸收的能量：679 kJ
释放的能量：862 kJ
请根据下列信息判断上述反应是吸热反应还是放热反应。
1 mol H2
共价键断裂
吸收436 kJ能量
2 mol H
1 mol Cl2
共价键断裂
吸收243 kJ能量
2 mol Cl
共价键形成
释放862 kJ能量
2 mol HCl
例题2.
H2(g) + Cl2(g) 2HCl(g)
吸收的能量：679 kJ
释放的能量：862 kJ
<
放热反应
请根据下列信息判断上述反应是吸热反应还是放热反应。
1 mol H2
共价键断裂
吸收436 kJ能量
2 mol H
1 mol Cl2
共价键断裂
吸收243 kJ能量
2 mol Cl
共价键形成
释放862 kJ能量
2 mol HCl
例题2.
H2(g) + Cl2(g) 2HCl(g)
解析：
能量
反应过程
化学键与化学反应过程中的能量变化
解析：
能量
反应过程
1 mol H2(g)+1 mol Cl2(g)
2 mol H+2 mol Cl
吸收679 kJ
化学键与化学反应过程中的能量变化
解析：
能量
反应过程
1 mol H2(g)+1 mol Cl2(g)
2 mol H+2 mol Cl
吸收679 kJ
释放862 kJ
2 mol HCl(g)
化学键与化学反应过程中的能量变化
解析：
能量
反应过程
1 mol H2(g)+1 mol Cl2(g)
2 mol H+2 mol Cl
2 mol HCl(g)
吸收679 kJ
释放862 kJ
释放183 kJ
化学键与化学反应过程中的能量变化
练习1.
请根据下列信息判断氢气燃烧生成水蒸气时是吸
热反应还是放热反应。
1 mol H2
共价键断裂
吸收436 kJ能量
2 mol H
0.5 mol O2
共价键断裂
吸收249 kJ能量
1 mol O
共价键形成
释放930 kJ能量
1 mol H2O
练习1.
1 mol H2
共价键断裂
吸收436 kJ能量
2 mol H
0.5 mol O2
共价键断裂
吸收249 kJ能量
1 mol O
共价键形成
释放930 kJ能量
1 mol H2O
吸收的能量：685 kJ
释放的能量：930 kJ
<
放热反应
请根据下列信息判断氢气燃烧生成水蒸气时是吸
热反应还是放热反应。
请结合练习1，分析水蒸气分解为氢气和氧气的反应
为吸热反应还是放热反应。
思考：
思考：
2H2(g) + O2(g) 2H2O(g)
2H2O(g) 2H2(g) + O2(g)
放热反应
请结合练习1，分析水蒸气分解为氢气和氧气的反应
为吸热反应还是放热反应。
吸热反应
思考：
2H2(g) + O2(g) 2H2O(g)
2H2O(g) 2H2(g) + O2(g)
放热反应
请结合练习1，分析水蒸气分解为氢气和氧气的反应
为吸热反应还是放热反应。
一、化学反应与热能
3.化学反应过程热量变化的微观解释
化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因。
一、化学反应与热能
3.化学反应过程热量变化的微观解释
吸收的能量E1
释放的能量E2
>
____反应
<
____反应
化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因。
吸收的能量E1
释放的能量E2
一、化学反应与热能
3.化学反应过程热量变化的微观解释
吸收的能量E1
释放的能量E2
>
吸热反应
<
放热反应
化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因。
吸收的能量E1
释放的能量E2
练习2.判断下列说法是否正确，并举例说明。
放热反应的发生一定不需要加热，吸热反应的发生
一定需要加热。
举例说明：燃料的燃烧是放热反应，但需要加热使其达到着火点才能燃烧，从微观角度看，加热可以给旧化学键的断裂提供热量；氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应属于吸热反应，常温下搅拌即可发生反应，不需要加热。以上说法不正确。
练习3.下列说法正确的是（ ）
A.由H原子形成1 mol H—H键要吸收热量
B.N2性质非常稳定，是因为N2分子中含有氮氮三键，
破坏氮氮三键需吸收更多能量
C.化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少
无关
D.伴有能量变化的物质变化都是化学变化
练习3.下列说法正确的是（ ）
A.由H原子形成1 mol H—H键要吸收热量
B.N2性质非常稳定，是因为N2分子中含有氮氮三键，
破坏氮氮三键需吸收更多能量
形成新化学键要释放热量，故A选项不正确。
B选项正确。
练习3.下列说法正确的是（ ）
C.化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少
无关
化学反应过程中能量的变化与参加反应的反应物质量成正比，参加反应的反应物质量越大，能量变化越大，故C选项不正确。
举例说明：水变为水蒸气，需要吸收热量，属于物理变化，故D选项不正确。
练习3.下列说法正确的是（ ）
D.伴有能量变化的物质变化都是化学变化
练习3.下列说法正确的是（ ）
A.由H原子形成1 mol H—H键要吸收热量
B.N2性质非常稳定，是因为N2分子中含有氮氮三键，
破坏氮氮三键需吸收更多能量
C.化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少
无关
D.伴有能量变化的物质变化都是化学变化
B
练习4.已知反应 X＋Y M＋N 为吸热反应，对这个反应的
下列说法中正确的是（ ）
A.X的能量一定低于M的，Y的能量一定低于N的
B.因为该反应为吸热反应，故一定要加热，反应才能
进行
C.破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成
物中化学键所放出的能量
D.X和Y的总能量一定低于M和N的总能量
练习4.已知反应 X＋Y M＋N 为吸热反应，对这个反应的
下列说法中正确的是（ ）
A.X的能量一定低于M的，Y的能量一定低于N的
B.因为该反应为吸热反应，故一定要加热，反应才能
进行
吸热反应中反应物的总能量<生成物的总能量，不能单指某一种反应物与某一种生成物的能量大小，故A选项不正确。
反应的热效应与反应条件没有关系，故B选项不正确。
练习4.已知反应 X＋Y M＋N 为吸热反应，对这个反应的
下列说法中正确的是（ ）
C.破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生
成物中化学键所放出的能量
D.X和Y的总能量一定低于M和N的总能量
吸热反应是破坏反应物中的化学键所吸收的总能量大于形成生成物中化学键所放出的总能量，故C选项不正确。
D选项正确。
练习4.已知反应 X＋Y M＋N 为吸热反应，对这个反应的
下列说法中正确的是（ ）
A.X的能量一定低于M的，Y的能量一定低于N的
B.因为该反应为吸热反应，故一定要加热，反应才能
进行
C.破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成
物中化学键所放出的能量
D.X和Y的总能量一定低于M和N的总能量
D
一、化学反应与热能
4.人类对能源的利用
化学能
热能
化学能
电能
化学能
机械能
太阳能
化学能
一、化学反应与热能
4.人类对能源的利用
柴草时期
化石能源时期
多能源结构时期
一、化学反应与热能
不同社会发展水平时期的人均耗能量
8×103 kJ/d
5×104 kJ/d
1×106 kJ/d
4.人类对能源的利用
一、化学反应与热能
4.人类对能源的利用
一、化学反应与热能
4.人类对能源的利用
小结：
煤、汽油和柴油等作为燃料大量使用会造成空气污染，但不使用它们又会严重影响现代社会的生产和生活。对此，请从社会不同人群的角度，提出你的想法或建议，并与同学讨论。
思考与讨论：
本节内容结束