化学人教版（2019）必修第二册6.1.1化学反应与热能（共20张ppt）

(共20张PPT)
第六章 化学反应与能量
第一节 化学反应与能量变化
课时1 化学反应与热能
课堂导入
现代社会中，人类的一切活动(从衣食住行到文化娱乐，从社会生产到学科研究等)都离不开能量，而许多能量的利用与化学反应中能量变化密切相关。
从煤、石油、天然气等燃料燃烧提供的热能，到各种化学电池提供的电能，都是通过化学反应获得的。
化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化，例如化石燃料燃烧会释放大量的热，除了燃烧，其他化学反应也伴随着放热或吸热现象。
课堂学习
实验操作：
在试管中加入2mL 2mol/L盐酸，用温度计测量其温度。再向试管中放入用砂纸打磨光亮的镁条，观察现象，并测量溶液温度的变化。
实验现象：
产生大量气泡，温度计示数上升。
课堂学习
实验操作：
将20g Ba(OH)2·8H2O晶体研细后与10g NH4Cl晶体一起放入烧杯中，并将烧杯放在滴有几滴水的玻璃片上。
用玻璃棒快速搅拌，闻到气味后迅速用玻璃片盖上烧杯，用手触摸烧杯壁下部，试着用手拿起烧杯，观察现象。
实验现象：
闻到刺激性气味，烧杯壁发凉，玻璃片和烧杯粘接在一起。
课堂学习
吸热反应与放热反应
实验结论：化学反应中有新的物质生成，同时伴随有热量的释放或吸收。
放热反应：释放热量的化学反应被称为放热反应。
吸热反应：吸收热量的化学反应被称为吸热反应。
实验原理：Mg + 2HCl = MgCl2 + H2↑
Ba(OH)2·8H2O + 2NH4Cl = BaCl2 + 2NH3↑ + 10H2O
结合所学习的知识，你还能举出哪些放热反应和吸热反应的例子？
课堂学习
常见的吸热反应
吸热反应与放热反应
常见的放热反应
课堂学习
化学反应中能量变化的原因
从宏观角度来看，生成物和反应物的组成、结构和状态不同，所具有的能量也不同，可以通过生成物和反应物总能量的相对大小判断反化学反应的吸放热。
化学反应的实质是原子(或原子团)的重新组合，即反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成。因此在化学反应中，一定会产生新的物质。
判断依据：
若反应物总能量高于生成物总能量，则发生化学反应时会向环境释放热量；
若生成物总能量高于反应物总能量，则发生化学反应时会从环境吸收热量。
课堂学习
化学反应中能量变化的原因
放热反应：化学能转化为热能
吸热反应：热能转化为化学能
课堂学习
化学反应中能量变化的原因
反应物
从微观角度来看，物质中的原子或原子团是通过化学键相结合的，化学反应中需要吸收能量从而断裂旧化学键，而形成新化学键则会释放能量，因此化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因。
吸收能量
原子
断键
生成物
成键
释放能量
吸热反应
放热反应
吸收能量<放出能量
吸收能量>放出能量
1molH2
在25℃和101kPa的条件下
2molH
1molH2
吸收436kJ的能量断裂1molH-H键
释放436kJ的能量形成1molH-H键
课堂学习
化学反应中能量变化的原因
1mol H2
以氢气和氯气反应生成氯化氢为例(在25℃和101kPa的条件下)：H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g)
H
H
Cl
Cl
H
Cl
H
Cl
1mol Cl2
2mol HCl
H
H
Cl
Cl
2mol H
2mol Cl
吸收436kJ热量
吸收243kJ热量
释放431kJ热量
释放431kJ热量
断开1 mol H-H 键要吸收 436 kJ 的能量；
断开1 mol Cl-Cl 键要吸收 243 kJ 的能量；
生成1 mol H-Cl 键要释放 431 kJ 的能量。
你能计算出来该反应吸收或释放多少能量吗？
反应需要释放183kJ的能量。
课堂学习
化学反应中热量的利用
1、柴草时期(火的发现至18世纪产业革命)
(1)标志：以树枝杂草为主要能源。
(2)主要贡献：
①推动了人类文明的进步；
②钻木取火使人类告别了“茹毛饮血”的生活，熟食促进了人类的进化；
③陶瓷、炼铜、冶铁等化学工艺在烈火中诞生，合成了新材料。
人类利用能源的三个阶段
课堂学习
化学反应中热量的利用
人类利用能源的三个阶段
2、化石能源时期(18世纪中期至现代)
(1)标志：以煤、石油、天然气为主要能源。
(2)主要贡献：
①促进了冶金工业的发展和蒸汽机的推广，推动了近代产业革命；
②推动了汽车、飞机等工业的发展，加速了现代工业化的进程。
课堂学习
化学反应中热量的利用
人类利用能源的三个阶段
3、多能源结构时期
(1)标志：可再生能源和清洁能源(绿色能源)成为新能源的主力军。太阳能、氢能、核能、生物质能、地壳地表能将成为能源家族的主要成员。
(2)主要贡献：
①满足人们生产、生活所需的能源；
②提高了能源的利用率；
③最大限度地减少对环境的污染。
课堂学习
化学反应中热量的利用
现阶段人类获取热能的主要途径是物质的燃烧，使用最多的常规能源仍然是化石燃料(煤、石油、天然气)。
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。
课堂学习
化学反应中热量的利用
针对化石能源问题的解决方案：
1. 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。
2. 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。
3. 其它能源代替
开发使用新能源，目前理想的新能源有太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等。
课堂巩固
正误判断
1. 放热反应中化学能会全部转化为热能。
4. 存在着吸收热量或释放热量的变化一定会属于化学变化。
2. 铁和稀盐酸的反应放热，所以铁的能量高于氢气。
3. 形成1molH-H键释放能量与断裂1molH-H吸收能量相同。
×
×
×
×
课堂巩固
汽车受到猛烈碰撞时，安全气囊内的NaN3固体迅速分解，产生氮气和金属钠，该过程中的能量变化如下图所示，下列说法错误的是 ( )
A．NaN3属于离子化合物
B．NaN3的分解反应属于放热反应C．E1表示2molNaN3固体的能量D．NaN3作为安全气囊的气体发生剂，具有产气快、产气量大等优点。
C
课堂巩固
下列反应放出热量的是 ( )
A.氢氧化钡与氯化铵的反应 B.盐酸与碳酸氢钠的反应
C.灼热的炭与二氧化碳的反应 D.镁条与稀盐酸的反应
D
液态储氢技术就是在常温常压下将氢气融入一种化合物“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
A
课堂小结
反应物
吸收能量
原子
断键
生成物
成键
释放能量
吸热反应
放热反应
吸收能量<放出能量
吸收能量>放出能量
放热反应：释放热量的化学反应。
吸热反应：吸收热量的化学反应。
判断依据：
宏观角度来看，反应物与生成物能量高低的比较；
微观角度来看，断裂化学键吸收能量与形成化学键释放能量的相对大小。
谢谢观看
THANKS