2022-2023学年鲁科版高中化学选择性必修一 1.1化学反应与热能 （共23张PPT）

(共23张PPT)
化学反应与热能
——探秘有趣的风扇魔术
学习目标
1
2
3
通过探秘风扇转动原理，了解化学能与热能的相互转化，从微观和定量角度理解化学反应能量变化的本质，并用图示进行表征；
借助设计魔术，通过实验认识常见的放（吸）热反应，从能量变化的视角发展对化学反应的认识，提升科学探究与创新意识；
关注与化学有关的社会热点问题，认识化学反应能量变化的重要性以及化学学科的社会价值，发展科学态度与社会责任素养。
化学反应
物质变化
能量变化
热能
化合、分解、复分解、置换反应
氧化还原反应、非氧化还原反应
...
放热反应 （放出热量）
吸热反应 （吸收热量）
1
为什么会放这么多的热量？
任务一：探析化学反应中的能量变化
aaa
质量守恒
参加化学反应的各物质的质量总和，等于反应后生成的各物质的质量总和。
aaa
能量守恒
自然界的一切物质都具有能量，能量有各种不同的形式，能够从一种形式转化为另一种形式，在转化的过程中，能量的总值不变。
物质变化
能量变化
任务一：探析化学反应中的能量变化
A
B
一个物体传递到另一个物体
热能
化学能
光能
机械能
电能
一种形式转化为另一种形式
【思考交流1】对于放热反应，请你画出生成物的能量位置
任务一：探析化学反应中的能量变化
能量
反应进程
反应物总能量
A
B
C
生成物总能量
释放能量
放热反应
生成物总能量
吸收能量
吸热反应
物质能量变化角度
任务一：探析化学反应中的能量变化
【思考交流2】氢气在氯气中燃烧为什么会放热？
HCl(g)
Cl2(g)
H2(g)
模拟氢气与氯气反应的过程，从化学键的角度分析反应过程中的能量变化情况
任务一：探析化学反应中的能量变化
H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)
1mol H2(g)
2mol H
吸收436KJ能量
1mol Cl2(g)
2mol Cl
吸收243KJ能量
共价键断裂
共价键断裂
共价键形成
释放862KJ能量
2mol HCl(g)
点燃
数据支持
【思考交流3】能否将分析过程用能量图的形式进行表达？
2
是什么物质？
任务二：认识放热反应——设计实验使风扇转动
请根据所给试剂，小组讨论哪些反应可能会使风扇转动。组长汇报讨论结果，并通过实验验证你们的猜想。
【试剂】
氧化钙、镁条、锌粒、铁粉、碳酸氢钠、氢氧化钡、氯化铵、二氧化锰、柠檬酸、
双氧水、稀盐酸、氢氧化钠溶液、硫酸铜溶液、水
【用品】
试管、烧杯、温度计、玻璃棒、密封袋等
任务二：认识放热反应——设计实验使风扇转动
实验内容 实验现象 实验结论（是否转动）
氧化钙与水反应
双氧水分解
镁（锌粒、铁粉）与盐酸
铁与硫酸铜
盐酸与氢氧化钠
碳酸氢钠与盐酸（柠檬酸）
氢氧化钡与氯化铵
注意：温度计及药品的正确安全使用
任务二：认识放热反应——设计实验使风扇转动
放热反应
·燃烧反应以及缓慢氧化
·大多数化合反应
·大多数置换反应
·大多数酸碱中和
定义：最终表现为释放热量的化学反应
任务二：认识放热反应——设计实验使风扇转动
吸热反应
·碳酸氢钠与酸
·铵盐与碱
·大多数分解反应
·碳与水蒸气
定义：最终表现为吸收热量的化学反应
·碳与二氧化碳
能量变化示意图？
3
风扇为什么会转动？
任务三：探秘风扇转动原因
塞贝克效应(1821)
问题1:观察风扇装置，猜测风扇转动与什么有关？
温度差
半导体
导体两端有温差时产生电势的现象。若将导体（半导体）A和B的两端相互紧密接触组成环路，若在两联接保持不同温度T1与T2，则在环路中将由于温度差而产生温差电动势。
塞贝克效应（Seebeck effect）
任务三：探秘风扇转动原因
问题2:如何优化你的魔术，使其转动时间更长，转速更快？
增大两端的温度差
串联更多的温差半导体
优化实验
让你的魔术更惊艳
硝酸铵固体
盐酸+氢氧化钠
任务三：探秘风扇转动原因
有吸热或放热现象的过程不一定发生化学反应。
4
化学反应的能量变化有什么用？
生活中利用化学反应中的热能
任务四：应用化学反应中的能量变化
自热火锅
暖宝宝
燃料燃烧
铝热反应
生活中利用化学反应中的热能
任务四：应用化学反应中的能量变化
碳酸钙分解制备氧化钙
炭和水蒸气制水煤气
冷敷包
任务四：应用化学反应中的能量变化
氢能源汽车
加氢10分钟 行驶630公里
仅张家口赛区 加氢94.3吨
减少碳排放1414.5吨
相当于种植6.8万多棵树的吸收量
风扇转动魔术
探析化学反应
能量变化的本质
探秘风扇转动
化学反应能量变化的重要性
提出问题：为什么放热？是什么物质？为什么转动...
通过实验认识常见的放热、吸热反应
认识化学能的重要性以及开发新能源提高能源利用率的重要性
课堂小结
物质能量变化角度
化学键变化角度