化学人教版（2019）必修第二册6.1.1化学反应与热能（共44张ppt）

(共44张PPT)
01
化学反应与热能
新知探究
摇摇冰
在饮料罐的夹层中分别装有硝酸铵和水。喝的时候将底部的旋钮转一下，旋钮转动将装水的小袋划破，倒过来，摇一摇，使硝酸铵和水混合，罐内饮料就会变成冷饮。
思考：你生活中还有哪些地方利用了化学反应的能量变化？请举例说明
情景引入
今天，我们就一起来学习化学反应与热能，共同探究其中的奥秘吧
你知道其中的奥秘吗？
为什么会有热量产生？
新知探究
一拉热
加热剂是分开包装的生石灰和水，使用时将绳子一拉，生石灰和水混合，加热食品。
自热包内含有生石灰、碳酸钠、焙烧硅藻土、铁粉、铝粉、焦炭粉、活性炭。
其他物质铁粉、铝粉与焦炭粉活性炭等物质混合作用下，铁粉、铝粉可以和氧气发生氧化还原应提供持续稳定能量。
一、化学反应与热能
1.放热反应与吸热反应
（1）实验探究一：金属和酸的反应（Mg/Al与稀盐酸反应）
内容内容内容
实验操作 实验现象 结论
有 产生；用温度计测量，温度 。 该反应产生_____，
该反应 _____热量。
化学反应方程式：
升高
气泡
Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑
放出
气体
一、化学反应与热能
1.放热反应与吸热反应
（1）实验探究一：金属和酸的反应（Mg/Al与稀盐酸反应）
一、化学反应与热能
1.放热反应与吸热反应
（2）实验探究二：Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反应
内容内容内容
实验操作 实验现象 结论
闻到________气味； 烧杯壁_____； 木片和烧杯___________； 混合物呈_____。 该反应产生NH3和H2O，
该反应 _____热量。
化学反应方程式：
刺激性
发凉
黏结在一起
糊状
吸收
Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl
=BaCl2＋2NH3↑＋10H2O
一、化学反应与热能
1.放热反应与吸热反应
（2）实验探究二：Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反应
(3)定义：化学反应伴随能量变化
吸热反应： 热量的化学反应；
放热反应： 热量的化学反应。
吸收
释放
注意
(1)所有化学反应都会伴随有能量的变化
(2)吸热反应、放热反应都指的是化学反应。有些过程也会有能量的变化，如NaOH潮解（放热）、NaOH溶于水（放热）、H2SO4溶于水（放热）、NH4NO3溶于水（吸热）等属于吸/放热过程，不属于吸/放热反应（有旧化学键断裂，无新化学键形成；有新化学键形成，无旧化学键断裂的都不是化学反应）
(3)物质三态间变化属于物理变化，伴随吸/放热过程，不是吸/放热反应。
内容内容内容
一、放热反应与吸热反应
1.放热反应
把释放热量的化学反应称为放热反应。
常见的放热反应：
所有的燃烧反应及缓慢氧化反应
酸碱中和反应
活泼金属和酸或水的反应
大多数化合反应（如生石灰和水反应）
铝热反应
少数分解反应
2H2O2 ===== 2H2O+O2↑
MnO2
2Al+Fe2O3===== 2Fe+Al2O3
高温
特例：C+CO2===2CO
吸热
高温
内容内容内容
一、放热反应与吸热反应
2.吸热反应
把吸收热量的化学反应称为吸热反应。
例如：C+H2O===CO+H2
高温
常见的吸热反应
大多数分解反应如煅烧石灰石、水解反应
某些以C、CO、H2为还原剂还原氧化物的反应
某些晶体间的反应
例如：Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反应
盐酸与碳酸氢钠的反应
【碳相关反应】
与反应条件无关
例如：C+CO2===2CO
高温
判断放热反应、吸热反应的两大误区
①条件误区:误认为能量变化与反应条件有关。吸热反应、放热反应与反应是否需要加热等条件没有直接联系，需要持续加热才进行的反应为吸热反应，不需加热或加热停止后仍能进行的反应为放热反应。
②表象误区:误认为吸热的过程就是吸热反应,放热过程就是放热反应。忽视了放热反应、吸热反应都是化学反应这一前提。一些物理变化也会有吸热和放热现象：浓H2SO4、NaOH(s)等溶于水要放热；干冰升华、冰融化、硝酸铵等铵盐溶于水会吸热
(1)硝酸铵固体溶于水，溶液的温度降低，该变化为吸热反应( )
(2)氢气燃烧，浓硫酸溶于水，都放出热量，这些变化都为放热反应( )
(3)镁条在空气中燃烧是放热反应，反应过程中所释放的能量全部转化为热能( )
(4)吸热反应需要加热才能进行，放热反应都不需要加热就可以进行( )
×
正误判断
×
×
×
应用体验
1.下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是
A.锌粒与稀硫酸的反应
B.灼热的木炭与CO2的反应
C.甲烷在氧气中的燃烧反应
D.Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应
锌粒与稀硫酸的反应、甲烷的燃烧反应均是放热反应，A、C项错误；
Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应是吸热反应，但反应前后所含元素的化合价均无变化，是非氧化还原反应，D项错误。
√
2.把下列物质分别加入装有水的锥形瓶中，立即塞紧带U形管的塞子，已知U形管内预先装有少量水(为便于观察，预先将水染成红色)，如图所示，结果U形管左边液面升高，则加入的物质可能是
A.NaOH固体
B.浓H2SO4
C.NH4NO3晶体
D.Na2O2固体
√
（1）实验探究二：酸碱中和反应
思考与讨论：
化学反应过程中为什么会有能量变化？为什么有的化学反应释放热量，有的化学反应吸收热量？
化学反应的特征？
化学反应的实质？
有新物质的生成
旧键断裂，新键形成
吸收能量
释放能量
化学反应中能量变化的主要原因是什么？
化学键的断裂和形成
3.从不同角度认识吸/放热反应
（1）从化学键的断裂与形成角度看吸/放热反应（微观）
思考
3.从不同角度认识吸/放热反应
（1）从化学键的断裂与形成角度看吸/放热反应（微观）
H2 + Cl2 === 2HCl
点燃
H—H
Cl —Cl
H—Cl
断开
断开
形成
2
2
2
化学反应的本质
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。断开反应物中的化学键要吸收能量；而形成生成物中的化学键要放出能量。化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。
②成键：形成2 mol HCl中的H—Cl键要______862 kJ的能量。
③结论：断键吸收的总能量______成键释放的能量，所以发生了______反应。
因此：化学键的__________________是物质在化学反应中发生能量变化的主要原因。
吸收　
吸收　
679　
释放　
小于　
放热　
断裂和形成　
H2(g) ＋ Cl2(g) = 2HCl(g)（25℃，101kPa）
①断键：断开1 mol H2中的H—H键要______436 kJ能量，断开1 mol Cl2中的Cl—Cl键要_______243 kJ的能量。则断键共需吸收______ kJ的能量。
1.从化学键变化的角度理解能量变化的原因(微观探析)
(1)原因
吸收
释放
吸热
放热
3.从不同角度认识吸/放热反应
（1）从化学键的断裂与形成角度看吸/放热反应（微观）
E= E1 – E2
注意
相同状况下（P、T）形成1mol化学键所放出的能量与断裂1mol相同化学键所吸收的能量是相同的；该能量称为化学键的键能。
键能越大，物质总能量越低，物质越稳定。
3.从不同角度认识吸/放热反应
（2）从物质总能量变化角度看吸/放热反应（宏观）
前提
N2 + O2 → 2NO
总质量保持不变
质量守恒定律
一种形式的能量
另一种形式的能量
太阳能——热能
风能——电能
能量守恒定律
体系总能量保持不变
两条基本自然定律
2.从反应物及生成物总能量高低理解能量变化的原因(宏观辨识)
物质的组成、结构与_____不同，所具有的能量不同。因此，一个化学反应的能量变化取决于_____________和_____________的相对大小。
状态
反应物总能量
生成物总能量
3.从不同角度认识吸/放热反应
（2）从物质总能量变化角度看吸/放热反应（宏观）
放热反应
吸热反应
放热反应 吸热反应

化学能转化为_____ 热能转化为_______被生成物“储存”
释放
吸收
热能
化学能
3.从不同角度认识吸/放热反应
（2）从物质总能量变化角度看吸/放热反应（宏观）
反应物的能量之和E反
生成物的能量之和E生
若E反> E生，放出能量。发生放热反应
若E反< E生，吸收能量。发生吸热反应
小结：化学反应中能量变化原因
Q成键放> Q断键吸
Q成键放< Q断键吸
E（反应物）>E（生成物）
E（反应物）放热反应
吸热反应
吸热反应
放热反应
微观
宏观
为放热反应
为吸热反应
计算公式 Q=E生成物总能量-E反应总能量
Q=Q(断键吸)-Q(成键放)

Q<0

Q>0

(1)对于一个化学反应来说，当化学键断裂时吸收的总能量大于化学键形成时放出的总能量，则反应放热( )
(2)相同条件下形成1 mol H—Cl放出的能量与断开1 mol H—Cl吸收的能量相等( )
(3)任何化学反应，都有物质变化，同时伴随着能量变化( )
(4)放热反应为“贮存”能量的过程，吸热反应为“释放”能量的过程( )
(5)已知Fe与稀盐酸的反应为放热反应，即Fe的能量大于H2的能量( )
(6)石墨转化为金刚石需要吸收热量，所以石墨更稳定( )
×
正误判断
√
√
×
×
√
应用体验
1.已知某化学反应A2(g)＋2B2(g)===2AB2(g)(A2、B2、AB2的结构式分别为A===A、B—B、B—A—B)，反应过程中的能量变化如图所示，下列有关叙述正确的是
A.该反应的进行一定需要加热或点燃
B.该反应若生成2 mol AB2(g)，则放出的热量为
(E1－E2) kJ
C.该反应断开反应物中化学键吸收的总能量大
于形成生成物中化学键释放的总能量
D.生成2 mol B—A放出E2 kJ能量
√
2.已知N2(g)和O2(g)反应生成2 mol NO(g)吸收180 kJ能量，反应过程中能量变化如图所示。
根据图示回答下列问题：
(1)该反应中反应物所具有的总能量_____
(填“高于”或“低于”)生成物所具有的
总能量。
(2)1 mol NO(g)分子中的化学键断裂时要吸收____ kJ能量。
(3)断裂1 mol N≡N吸收的能量值x为____。
低于
632
946
内容内容内容
三、能量转化与能量利用
1.人类获取热能的主要途径
通过物质的燃烧
煤
石油
天然气
主要形式
内容内容内容
三、能量转化与能量利用
2.利用化石燃料亟待解决的问题
一是其短期内不可再生，储量有限，随着能源消费需求的不断增加，能源消费量与储量之间的矛盾日益突显
二是煤和石油产品燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO等是大气污染物的主要来源
内容内容内容
三、能量转化与能量利用
3.解决方法
燃料燃烧阶段
可通过改进锅炉的炉型和燃料空气比、清理积灰等方法提高燃料的燃烧效率
能量利用阶段
可通过使用节能灯，改进电动机的材料和结构，以及发电厂、钢铁厂余热与城市供热联产等措施促进能源循环利用，有效提高能源利用率。
节能
内容内容内容
三、能量转化与能量利用
4.新能源
具有资源丰富、可以再生、对环境无污染等特点
太阳能
风能
地热能
海洋能
氢能等
应用体验
1.下列有关新能源的说法不正确的是
A.绿色植物通过光合作用，将光能转化为化学能
B.风能、太阳能是清洁能源
C.氢能还未进入实用阶段的主要原因是其燃烧所释放热量低于相同质量
的矿物燃料
D.共享单车利用太阳能发电完成卫星定位，有利于节能环保
√
2.在人类生产、生活对能量的需求日益增长的今天，研究化学反应及其能量变化，对合理利用常规能源和开发新能源具有十分重要的意义。能源是人类赖以生存和发展不可缺少的因素。请完成下列问题：
(1)矿物能源是现代人类社会赖以生存的重要物质基础。目前，全球仍主要处于化石能源时期。下列不属于化石能源的是___(填字母，下同)。
A.石油 B.煤
C.天然气 D.生物质能
D
(2)下列对能源的看法合理的是_______。
A.化石能源属于不可再生能源，只会越用越少
B.生物质能是一种可再生能源，有广阔的应用前景
C.太阳能、氢能、风能、地热能都属于新能源
D.我国人口众多、资源相对匮乏、环境承载能力较弱，因此要建设节约
型社会
ABCD
1.(2022·黑龙江大庆中学高一期中)下列关于化学反应与能量的说法中，不正确的是
A.盐酸与碳酸氢钠的反应属于吸热反应
B.化学变化中，反应物断裂化学键释放能量，生成物形成化学键吸收能量
C.一个化学反应是吸热还是放热，与反应物总能量和生成物总能量的相
对大小有关
D.钠与水的反应属于放热反应
1
2
3
4
5
√
2.(2022·江苏淮安高一期中)下列反应或过程中能量的变化符合图像的是
A.H＋H―→ H—H
B.2NH4Cl＋Ba(OH)2·8H2O===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O
C.Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑
D.H2SO4＋2KOH===K2SO4＋2H2O
1
2
3
4
5
√
3.如图是某化学反应过程中能量变化的曲线图。下列叙述正确的是
A.该反应为吸热反应
B.该图可以表示Zn与盐酸反应的能量变化
C.该反应先发生物质变化后发生能量变化
D.断开反应物中化学键吸收的能量大于形
成生成物中化学键放出的能量
1
2
3
4
5
√
4.液态储氢技术就是在常温常压下将氢气融入到一种化合物“储油”中，形成“氢油”，便于储存和运输。下列有关说法错误的是
A.“氢油”不稳定
B.氢能源属于可再生能源
C.该技术实现了常温常压下储氢技术的新突破
D.液态储氢项目有利于发展氢能源电动机，从而带来新能源汽车的升级
√
1
2
3
4
5
5.化学反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)的能量变化如图所示，请回答下列问题：
(1)图中A、C分别表示______________________
_________、____________________，反应____
(填“吸收”或“释放”)能量。
A、C分别表示1 mol N2(g)和3 mol H2(g)(反应物)的总能量、2 mol NH3(g)(生成物)的总能量，由于反应物总能量高于生成物总能量，因此反应放出能量。
1
2
3
4
5
1 mol N2(g)和3 mol H2(g)
的总能量
2 mol NH3(g)的总能量
释放
(2)反应过程中断裂的化学键为______________
___________，_____(填“吸收”或“释放”)的能量为___；形成的化学键为____________，_____(填“吸收”或“释放”)的能量为___。
1
2
3
4
5
1 mol N≡N和
吸收
E1
6 mol N—H
释放
E3
3 mol H—H
(3)E2＝______或_______(用A、C或E1、E3表示)。
A—C　 E3－E1
补充：酸碱中和热的测定
中和热：稀溶液中，酸和碱发生中和反应生成1molH2O(l)时的反应热。
实验目的：通过测定酸碱中和反应前后溶液温度的变化，计算反应过程中
所放出的热量。
测量原理：HCl(aq) + NaOH(aq) === NaCl(aq) + H2O(l)
计算步骤：
①测量反应前后温度差 T
②利用水的比热容c=4.18 J/g*℃
③反应后溶液质量m=ρHClVHCl + ρNaOHVNaOH
④因为均是酸碱的稀溶液，密度接近水，ρNaOH =ρHCl =1g/cm3
⑤Q=c m T
⑥ H=Q/n
补充：酸碱中和热的测定
实验用品：简易量热计、温度计、量筒、环形玻璃搅拌器等
测量原理：HCl(aq) + NaOH(aq) === NaCl(aq) + H2O(l)
实验步骤：
①用量筒量取50mL 0.5mol/L盐酸倒入小烧杯中，测出盐酸温度
②用另一个量筒量取50mL 0.55mol/L氢氧化钠溶液，并用另一温度计测出其温度
③将NaOH溶液迅速倒入小烧杯中，设法使之混合均匀，测出混合液最高温度。
④数据处理 Q=c m T ； H=Q/n