化学人教版（2019）必修第二册6.1.1化学反应与热能（共42张ppt）

(共42张PPT)
第一课时
（化学反应与热能）
化学反应与能量变化
学习目标：
1.通过实验和已有知识、经验感受化学反应中的能量变化，知道常见的吸热反应和放热反应，树立物质变化中伴随着能量变化的观念。
2.能从反应物与生成物所具有的能量、化学键的断裂与形成两个角度理解化学反应中能量变化的原因。
学习重难点：
化学反应中能量变化的原因
个人预学
1.放热反应、吸热反应的概念
2.常见的吸热、放热反应有哪些？
3.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？
微观怎么解释，宏观怎么判断？
情景引入
情景导入
化学反应
物质的变化
能量的变化
化学反应中的两类变化
热能 光能 电能
回顾一下哪些实验现象能感受到反应的热量变化（放热或吸热情况）？
主要表现为热能的变化
教师导学
实验操作 现象 结论
化学方程式 Mg表面冒出大量的气泡，温度计水银柱上升
Mg与盐酸反
应放出热量
实验6-1 镁与盐酸的反应
试管中滴加2mL 2mol/L的盐酸，并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。
Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑　
同伴助学
实验操作 现象 结论
化学方程式 有刺激性气味气体产生；混合物呈糊状； 木片与烧杯底部粘在一起；用手触摸杯壁下部发凉。
Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应吸收热量
2NH4Cl＋Ba(OH)2·8H2O ===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O　　
实验6-2
将约20g Ba(OH)2·8H2O晶体研细后与约 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或小木板上，用玻璃棒快速搅拌，闻气味，用手触摸杯壁下部，试着用手拿起烧杯，观察现象。
同伴助学
吸热反应和放热反应
请同学们阅读（教材P33）放热反应和吸热反应的定义，回答什么是放热反应，什么是吸热反应？
①放热反应： 热量的化学反应。
②吸热反应： 热量的化学反应。
释放
吸收
体会吸、
放热反应
【实验6-1】
【实验6-2】
【同伴助学】
同伴助学
试根据生活常识判断下列反应是放热反应还是吸热反应？
放热反应
放热反应
吸热反应
不一定
吸热反应一定需要加热？放热反应一定不需要加热吗？
内容内容内容
一、放热反应与吸热反应
把 热量的化学反应称为放热反应。
常见的放热反应：
可燃物的燃烧
活泼金属和酸或水的反应
酸碱中和反应
大多数化合反应（如生石灰和水反应）
铝热反应
物质的缓慢氧化
2Al+Fe2O3===== 2Fe+Al2O3
高温
教师导学
把 热量的化学反应称为放热反应。
释放
内容内容内容
一、放热反应与吸热反应
把 热量的化学反应称为吸热反应
C+H2O===CO+H2
高温
常见的吸热反应
盐酸与碳酸氢钠的反应
C+CO2===2CO
高温
Ba(OH)2 . 8H2O+2NH4Cl===BaCl2+10H2O+2NH3↑
大多数的分解反应
教师导学
C+CuO===2CO+Cu
高温
把 热量的化学反应称为吸热反应
吸收
一、吸热反应与放热反应
特别提醒：
吸热反应和放热反应均是化学反应。
同伴助学
（1）NaOH固体溶于水、浓H2SO4溶于水，属于放热反应吗？
（2）NH4NO3固体溶于水，升华、蒸发属于吸热反应？
1.举例说明：放出(吸收)热量的变化一定是放热(吸热)反应吗？
同伴助学
不一定。吸、放热反应都属于化学反应，像浓H2SO4、NaOH固体等溶于水放热，NH4NO3、KNO3、NH4Cl等固体溶于水吸热，冰融化成水吸热，以上变化过程均为物理变化，不是放（吸）热反应。
2.放热反应不用加热、吸热反应一定需要加热才能发生吗？
不一定，吸、放热反应与反应是否需要加热等条件没有直接联系，如NH4Cl晶体与Ba(OH)2·8H2O晶体常温下的反应为吸热反应，而H2和O2反应需要点燃的条件反应。
1.下列各组变化中，前者是放热反应，后者是吸热反应的是(　　)
A.生石灰溶于水；锌粒和稀硫酸反应
B.干冰升华；金属或金属氧化物熔化
C.氨水与醋酸反应；木炭和水蒸气反应生成CO和H2
D.工业煅烧石灰石；化石燃料燃烧
C
训练验学
2.下列说法正确的是（ ）
①需要加热才能发生的反应一定是吸热反应；②放热反应在常温下一定很容易发生；③工业合成氨是可逆反应，正反应是放热反应则逆反应是吸热反应；④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
A．只有③ B．只有①② C．①②③④ D．②③④
A
【能力提升】
1．放热反应不一定容易发生如工业合成氨，吸热反应也不一定必须加热，如Ba(OH)2 8H2O 和 NH4Cl ；
2．在可逆反应中，如果正反应为吸热，则逆反应为放热。
训练验学
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？
同伴助学
教师导学
化学反应过程中为什么会有能量的变化？
微观角度——分子和原子的角度
2H2 + O2 2H2O
化学变化的实质
在化学变化中，分子破裂成原子，原子又重新组合成新的分子
教师导学
化学反应过程中为什么会有能量的变化？
微观角度——化学键
H2 + Cl2 2HCl
化学变化的实质
化学反应是一个旧的化学键发生断裂，新的化学键发生形成的过程
教师导学
反应物
旧化学键断裂
新化学键形成
生成物
吸收能量E1
放出能量E2
若E1>E2，吸热反应
若E1教师导学
断开 1 mol H—H 键需要吸收 436 kJ 的能量
例如： H2 + Cl2 = 2HCl 该反应是放热反应还是吸热反应？
断开 1 mol Cl—Cl 键需要吸收 243 kJ 的能量
形成 1 mol H—Cl 键需要放出 431 kJ 的能量
E吸收 = 436 + 243 = 679 kJ
E放出 = 431 × 2 = 862 kJ
E吸＜ E放
放热反应
结论：化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。
教师导学
用图形表征化学反应中能量变化
反应进程
能量
H—H
O—O
H H
O O
H—O—H
放热反应
断键吸收
成键释放
反应进程
能量
吸热反应
断键吸收
成键释放
H—O—H
H H
O O
H—H
O—O
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
吸热反应
取决于反应物总能量 与 生成物总能量的相对大小。
（二）从宏观角度分析能量变化的原因（宏观判断）
这个学生画出
能量越低越稳定
同伴助学
小结:化学反应中能量变化的原因
角度一：比较旧化学键断裂吸收能量与新化学键生成放出的能量（微观）
角度二：比较反应物与生成物的总能能量（宏观）
E
E断
生成物
反应过程
反应物
E成
放热反应
E反> E生
E断< E成
E
E断
生成物
反应过程
反应物
E成
吸热反应
E反< E生
E断> E成
教师导学
1.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 mol N2(g)和3 mol H2(g)
的总能量
2 mol NH3(g)的总能量
释放
训练验学
(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 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
D
训练验学
3.(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
√
训练验学
1.人类对能源的利用三阶段
早期：
以树枝杂草为主要能源
三、人类对能源的利用
教师导学
现代：
煤、石油和天然气
教师导学
多能源结构时期：
太阳能，氢能，核能，风能等
2.面临问题：
影响环境
储量有限，短期内不可再生
煤、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。
酸雨
温室效应
提高燃料的燃烧效率
比如：
提高能源的利用率
比如：
开发使用清洁能源
比如：
3.解决方法
能源
一级能源
二级能源
可再生能源
非可再生能源
（可再生能源）
（一级能源加工转换）
（水能，风能，太阳能，）
（煤炭，石油，天然气，核能）
教师导学
蒸汽
电能
水能
风能
石油
天然气
原煤
指出下列哪些是二次能源？
同伴助学
揭秘时刻
2Al+6H2O+2OH-===2[Al(OH)4]-+3H2↑
反应放热
氧化还原反应
CaO+H2O===Ca(OH)2
化合反应
反应放热
01
02
此外，发热包中也常见铝粉，铝通过和碱溶液发生氧化还原反应释放热量，以此实现持续发热。
自热包有不同配方，但大体上包括四类成分。最主要的是生石灰，学名氧化钙，它和水接触之后可以产生熟石灰，学名氢氧化钙。在这个过程中会释放大量热量，是发热包主要的热量来源。
【课堂小结】
1.(2022·广东阳江月考)将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。由此可知 (　　)
A．NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应
B．该反应中，热能转化为产物内部的能量
C．反应物的总能量高于生成物的总能量
D．NH4HCO3的能量一定低于NH4Cl的能量
【答案】B
训练验学
2.一定条件下，石墨转化为金刚石要吸收能量。在该条件下，
下列结论正确的是（ ）
A．金刚石比石墨稳定
B．等质量的金刚石和石墨完全燃烧释放的热量相同
C．金刚石转化为石墨是吸热反应
D．1molC(金刚石)比1molC(石墨)的总能量高
D
【方法点拨】稳定性物质的判断方法：
①物质能量越低越稳定；
②破坏化学键需要的能量越大越稳定；
③放热反应放出热量越大，生成物稳定。
训练验学
　　 3.已知一定条件下断裂或形成某些化学键的能量数据如下表：
断裂1 mol H2分子中的化学键 吸收能量436 kJ
断裂1 mol Cl2分子中的化学键 吸收能量243 kJ
形成1 mol HCl分子中的化学键 释放能量431 kJ
对于反应：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)，下列说法正确的是 (　　)
A．该反应是吸热反应
B．生成1 mol HCl时反应放热431 kJ
C．氢气分子中的化学键比氯气分子中的化学键更牢固
D．相同条件下，氢气分子具有的能量高于氯气分子具有的能量
【答案】C
训练验学
4.下列说法正确的是　(　　)
A．干冰升华需吸收大量的热，这个变化是吸热反应
B．已知反应：X＋Y===M＋N为放热反应，则X的能量一定高于M的能量
C．分解反应一定是吸热反应
D．用氢氧焰可以加热软化玻璃，生产各种玻璃器皿，
主要是利用了氢气和氧气化合时放出的热量
【答案】D
训练验学
5．氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中，破坏1 mol 氢气中的化学键吸收的能量为Q1 kJ，破坏1 mol氯气中的化学键吸收的能量为Q2 kJ，形成1 mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3 kJ。下列关系式正确的是 (　　)
A．Q1＋Q2＞Q3 B．Q1＋Q2＞2Q3
C．Q1＋Q2＜Q3 D．Q1＋Q2＜2Q3
【答案】D
【解析】H2＋Cl2===2HCl是放热反应，断裂旧化学键吸收的能量小于形成新化学键放出的能量，所以2Q3＞Q1＋Q2。
训练验学