第六章 第一节 化学反应与能量变化 第1课时--人教版高中化学必修第二册教学课件(共17张PPT)

(共17张PPT)
第1课时 化学反应与热能
第一节 化学反应与能量变化
化学
1.通过实验探究认识常见的吸热反应和放热反应，形成物质变化中伴随能量变化的观念。
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主要原因，提升证据推理能力。
3.通过多种渠道了解人类对化学反应中能量的利用情况，了解节能的意义和方法，感受化学学科的社会价值，培养科学态度与社会责任。
学习目标
如图是神舟十四号载人飞船发射的震撼瞬间。火箭能冲破地球引力直入云霄，背后离不开燃料的剧烈化学反应。
【问题 1.1】推进剂发生化学反应时，发生了哪些变化？
【问题 1.2】神州十四号发射过程中的能量变化形式是？还有哪些能量转化形式？请举例说明。
【问题1.3】发生化学反应时，遵循了哪些自然规律呢？
物质变化和能量变化
化学能转化为热能。还可以是光能（镁条燃烧）、电能。
质量守恒定律和能量守恒定律。
环节一：神州十四号发射，感受化学反应中的变化
环节二：实验探究，感受能量变化
【问题2.1】温度存在升高和降低两种形式，由此推断热量是怎样变化呢？
放出热量，温度升高；吸收热量，温度降低
能量不会凭空消失，也不会凭空产生。请问放出或吸收的热量从哪里来？又是哪里温度升高或降低？所以这时候我们就需要有个对象来进行对热量变化的描述。
【资料】环境：与体系相互影响的其他部分，如盛有溶液的试管和溶液之外的空气等看作环境。
体系：在热学中体系是与周围其他部分区分开来的根据需要所研究的对象。如我们可将液氢、氧气及发生的反应等看作一个反应体系，简称体系（又称系统）
【实验探究】
【实验6-1】
在一只试管中加入2 mL 2 mol/L 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。
现象：镁条逐渐溶解，有气泡产生，温度计温度上升。
该反应放出热量
【实验探究】
【实验6-2】
将20 g 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木片上。用玻璃棒快速搅拌，闻到气味后迅速用玻璃片盖上烧杯，用手触摸杯壁下部，试着用手拿起烧杯。观察现象。
现象：有刺激性气味气体产生；木片上的水结成冰，木片与烧杯底被冰粘在了一起；用手触摸杯壁下部，有凉的感觉。
该反应吸收热量
放热反应 吸热反应
①所有燃烧反应
②酸碱中和反应
③大多数化合反应
④活泼金属与水或酸的反应
⑤物质的缓慢氧化
①大多数分解反应
②C＋CO2(或H2O)
③Ba(OH)2·8H2O＋NH4Cl
(固态铵盐与碱的反应)
④NaHCO3与盐酸的反应
吸热反应一定需要加热？放热反应一定不需要加热吗？
反应放热、吸热跟反应条件是否有关系？
无关
环节二：实验探究，感受能量变化
环节三：从微观角度探究化学反应中能量变化的原因
【问题3.1】化学反应的实质是什么？
【问题3.2】发生化学反应时，断键和成键过程中能量是如何变化的？
旧化学键断裂和新化学键形成
化学键断裂要吸收能量，形成新化学键要释放能量
【问题3.3】已知反应H2+Cl2===2HCl，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，形成1 mol H—Cl键要释放431 kJ的能量。请通过计算判断氢气和氯气化合生成氯化氢的反应是吸收能量还是放出能量？
E吸收=436 kJ+243 kJ=679 kJ,E放出=431 kJ×2=862 kJ, E吸收点燃
化学反应的实质
旧键断裂
新键形成
吸热
放热
吸收能量E1＞释放能量E2
该反应为吸热反应
吸收能量E1＜释放能量E2
该反应为放热反应
化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。
化学反应的能量变化的本质
环节三：从微观角度探究化学反应中能量变化的原因
环节四：从宏观角度探究化学反应中能量变化的原因
【问题4.1】一个化学反应究竟是吸收能量还是放出能量与什么有关？
一个化学反应是释放热量还是吸收热量，与反应物总能量和生成物总能量的相对大小有关。
神州十四号发射过程中反应物的总能量高于生成物总能量；
NH4Cl晶体和 Ba(OH)2·8H2O 晶体的总能量低于生成物的总能量。
【问题4.2】请从物质能量角度分析，神州十四号发射为什么会放出能量？NH4Cl晶体和 Ba(OH)2·8H2O 晶体的反应为什么是吸热反应？
放热反应
反应物
生成物
能量
能量变化
放出热量
反应物总能量
生成物总能量
反应物总能量＞生成物总能量
反应物总能量
生成物总能量
热量
物质的能量越高越不稳定，能量越低越稳定
环节四：从宏观角度探究化学反应中能量变化的原因
反应物的总能量高
化学反应
释放能量
生成物的总能量低
吸热反应
反应物
生成物
能量
能量变化
吸收热量
反应物总能量
生成物总能量
反应物总能量＜生成物总能量
反应物总能量
生成物总能量
热量
反应物的总能量低
化学反应
吸收能量
生成物的总能量高
环节四：从宏观角度探究化学反应中能量变化的原因
1.人类利用能源的三个阶段
柴火
煤、石油、天然气等化石燃料
新能源
柴草时期
化石能源时期
多能源结构时期
环节五：能源利用
2.化石燃料利用过程面临的问题
储量有限，短期内不可再生
影响环境
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。
环节五：能源利用
3.人类对能源的利用
太阳能、风能、地热能、海洋能、氢能等
提高燃料的燃烧效率
提高能源利用率
太阳能 风能 地热能
解决办法
节能
寻找新能源
改进锅炉的炉型和燃料空气比、清理积灰等方法
使用节能灯,改进电动机的材料和结构,能源循环利用
环节五：能源利用
课堂小结
实验验证反应中热量变化
盐酸与镁的反应
氢氧化钡与氯化铵的反应
吸热反应与放热反应
化学反应中能量变化的原因
微观角度——化学键
宏观角度——物质的能量
人类对能源的利用
现阶段人类获取热能的主要途径
化石燃料利用过程面临的问题
解决办法
化学反应与热能
谢谢大家