6.1.1 化学反应与热能 课件（24张ppt）【新教材】2020-2021学年人教版（2019）高一化学必修二

第六章 化学反应与能量
第一节 化学反应与能量
第1课时 化学反应与热能
化学反应与光能、热能、电能...
化学反应伴随着物质的变化和能量的变化。
一、化学反应与热能
【实验6-1】
实验操作
实验现象
结论
反应后的试管壁温热
用温度计测得反应后温度升高
镁与盐酸反应放出热量
有气泡产生
【实验6-2】
实验操作
实验现象
实验结论
混合物呈糊状，有刺激性气味气体生成，烧杯壁冰凉，木片与烧杯粘在一起
该反应产生NH3，吸收热量
(2)闻到气味后迅速用玻璃片盖上烧杯
Ba(OH)2.8H2O+2NH4Cl=BaCl2+10H2O+2NH3↑
（一）放热反应与吸热反应
1.放热反应
（1）定义：释放热量的化学反应称为放热反应
（2）常见的放热反应
①所有燃烧反应
②酸碱中和反应
③大多数化合反应
④活泼金属跟水或酸的反应
⑤物质的缓慢氧化
2.吸热反应
（1）定义：
吸收热量的化学反应成为吸热反应
（2）常见的吸热反应
①大多数分解反应
②C＋CO2(以C、H2为还原剂的氧化还原反应)
③Ba(OH)2·8H2O＋NH4Cl(固态铵盐与碱的反应)
④NaHCO3与盐酸的反应
①吸热反应和放热反应属于化学反应，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。
②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。
【注意】
根据日常生活和回忆已学化学反应，对下列变化按吸热或放热的标准分类：
①钠投入水中　②煅烧石灰石制生石灰　③食物腐烂　④炸药爆炸　⑤氢气在氯气中燃烧　⑥生石灰与水作用制熟石灰　⑦碳与水蒸气制取水煤气(CO和H2)　⑧硫酸与氢氧化钠的中和反应　⑨氦气球受热爆炸
(1)属于放热反应的有： (填序号，下同)。
(2)属于吸热反应的有： 。
①③④⑤⑥⑧
②⑦
练习
化学反应的特征？
化学反应的实质？
有新物质的生成
思考
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
（二）化学反应中能量变化的原因
（二）化学反应中能量变化的原因
1.化学反应中能量变化的原因(微观)
E1＞E2，反应 能量
E1＜E2，反应 能量
吸收
放出
化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因
(吸热反应)
(放热反应)
在25℃和101kPa的条件下，断裂1molH-H需要吸收436kJ能量，断裂1molCl-Cl键需要吸收242kJ能量，形成1molH-Cl会放出431kJ能量。
H2 + Cl2 2HCl
点燃
通过计算说明上述反应是放热反应还是吸热反应？
1 mol H2与1 mol Cl2完全反应时，断开反应物中化学键所吸收能量之和：
形成生成物的化学键放出能量之和：
放出能量 > 吸收能量，该反应是放出能量。
436 kJ＋243 kJ＝679 kJ
2×431kJ＝862kJ
H2的键能为436KJ/mol
键能越大物质越稳定
键能：气态基态原子形成1mol化学键所释放的能量。（或1mol化学键断裂成气态基态原子所吸收的能量）
注意
①化学反应的实质是旧键断裂和新键形成
②有化学键断裂的过程不一定是化学反应，如氯化钠溶于水的过程
③化学反应一定伴随能量变化，但有能量变化的过程不一定是化学反应，如物质的三态变化
水由高处向低处流要释放能量（势能转换为动能）
化学反应：
反应物的总能量
>生成物的总能量
化学反应放出能量
（二）化学反应中能量变化的原因
2.化学反应中能量变化的原因(宏观)
将水由低处抽向高处需提供能量（电能转换为机械能，再转换为势能）
化学反应：
反应物的总能量
<生成物的总能量
化学反应吸收能量
（二）化学反应中能量变化的原因
2.化学反应中能量变化的原因(宏观)
反应物的能量之和
E反
生成物的能量之和
E生
（1）若E反> E生，
（2）若E反< E生，
放出能量
吸收能量
放热反应
吸热反应
（二）化学反应中能量变化的原因
2.化学反应中能量变化的原因(宏观)
化学反应中能量变化取决于反应物和生成物的总能量相对大小
能量越低物质越稳定
已知反应A＋B＝C＋D为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是（ ）
A. A的能量一定高于C
B. B的能量一定高于D
C. A和B的总能量一定高于C和D的总能量
D. A和B的总能量一定低于C和D的总能量
C
练习
1.根据反应物和生成物的总能量大小判断
E反>E生 放热反应
2.根据化学键断裂和形成时能量大小关系判断
E吸>E放 吸热反应
3.根据常见反应类型判断
4.根据生成物和反应物的相对稳定性判断
稳定物生成不稳定物是吸热反应
5.根据反应条件（加热）判断
如何判断放热反应和吸热反应？
（三）人类对能源的利用及能源现状
1.人类对化学反应中热能的利用——燃烧
使用最多的常规能源：
2.化石燃料获取能量面临的问题
（1）储量有限，短期内不可再生。
（2）燃烧排放的粉尘、SO2、NOX、CO等造成了大气污染
化石燃料(煤、石油和天然气)
3.节能减排，寻找清洁的新能源
（1）节能：主要是充分有效地利用资源。提高燃料的燃烧效率；提高能源利用率
（2）理想新能源：应具有资源丰富、可以再生、对环境无污染的特点。如太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等。
（三）人类对能源的利用及能源现状
课堂小结
反应类型
放热反应
吸热反应
定义
释放热量的化学反应
吸收热量的化学反应
宏观原因
微观原因
图示
反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量
反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量
成键时释放的总能量大于断键时吸收的总能量
成键时释放的总能量小于断键时吸收的总能量
1.下列说法正确的是（双选）（ ）
A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B.任何放热反应在常温条件下一定能发生反应
C.反应物和生成物所具有的总能量决定了反应结果是放热还是吸热
D.吸热反应在一定条件下也能发生反应
CD
课堂练习
2.已知金刚石在一定条件下转化为石墨是放热的。据此，以下判断或说法不正确的是（ ）
A.石墨不如金刚石稳定
B.金刚石不如石墨稳定
C.金刚石和石墨互为同素异形体
D.这个反应属于化学变化
A
课堂练习
3.除了用手触摸和温度计测量外还可以借助其他方法感知温度的变化，如在探究过氧化钠与水反应为放热反应时，可采取如下两种方法：
(1)Ⅰ、Ⅱ装置能说明反应为放热反应的事实是：
；
。
(2)产生上述现象的原因是： 。
滴入水后，Ⅰ中U形管右侧液面下降，左侧液面上升
Ⅱ烧杯中导管口有气泡冒出
过氧化钠与水反应放热，锥形瓶内气体温度升高，气压增大
课堂练习
4.磷元素有多种性质不同的单质，红磷(结构复杂用“P”表示)和白磷(P4)是磷的两种同素异形体，充分燃烧之后的产物都是五氧化二磷。25 ℃，101 kPa下，31 g白磷完全转化为红磷，放出11 kJ的热量，根据以上事实回答下列问题：
(1)红磷转化为白磷属于 反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)等质量的红磷和白磷分别完全燃烧，放出热量较多的是
(填“白磷”或“红磷”，下同)。
(3)31 g白磷与31 g红磷的能量较高的是 ，二者更稳定的是 。
吸热
白磷
白磷
红磷
课堂练习