高中化學(xué) 第二章 化學(xué)反應(yīng)與能量 2.1 化學(xué)能與熱能課件 新人教版必修2.ppt

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第二章 化學(xué)反應(yīng)與能量,第一節(jié) 化學(xué)能與熱能,自主閱讀,自主檢測,一、化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系 1.化學(xué)反應(yīng)中能量變化的本質(zhì)原因(微觀角度) E1E2,反應(yīng)吸收能量;E1E2,反應(yīng)釋放能量。,,,,自主閱讀,自主檢測,2.化學(xué)反應(yīng)中能量變化的決定因素(宏觀角度) (1)物質(zhì)的穩(wěn)定性與能量的關(guān)系 (2)化學(xué)反應(yīng)中能量變化的決定因素(用E表示物質(zhì)能量),,,自主閱讀,自主檢測,二、化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化 1.兩條基本的自然定律 2.化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化 (1)吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)。 ①吸熱反應(yīng):吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)。 ②放熱反應(yīng):放出熱量的化學(xué)反應(yīng)。,,,,,自主閱讀,自主檢測,(2)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式并注明屬于吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)。,,,,,,,自主閱讀,自主檢測,三、人類利用能源的三個階段,,,,,自主閱讀,自主檢測,下列反應(yīng)既是氧化還原反應(yīng),又是吸熱反應(yīng)的是 ( ) A.鋁片與稀硫酸的反應(yīng) B.Ba(OH)28H2O與NH4Cl的反應(yīng) C.灼熱的木炭與CO2的反應(yīng) D.甲烷在O2中的燃燒反應(yīng) 解析:A、D兩項(xiàng)中的反應(yīng)均是放熱反應(yīng),B項(xiàng)中的反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)。 答案:C,重難點(diǎn)一,重難點(diǎn)二,重難點(diǎn)一化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系 情景引入 氫氣的燃燒,討論探究 1.化學(xué)反應(yīng)中,反應(yīng)物和生成物具有的總能量是否相同?并從該角度解釋:2H2+O2 2H2O為什么是放熱反應(yīng)? 提示:一定不相同?；瘜W(xué)反應(yīng)都伴隨著能量的變化,所以反應(yīng)物和生成物具有的總能量一定不相同。在H2的燃燒反應(yīng)中,反應(yīng)物H2和O2具有的總能量大于H2O具有的總能量,所以該反應(yīng)是放熱反應(yīng)。,重難點(diǎn)一,重難點(diǎn)二,2.如果僅從化學(xué)鍵角度分析,NaCl溶于水的過程是吸熱還是放熱? 提示:NaCl溶于水,NaCl Na++Cl-,只有化學(xué)鍵斷裂,沒有化學(xué)鍵形成,因此NaCl溶于水時(shí)要吸收熱量。,重難點(diǎn)一,重難點(diǎn)二,知識點(diǎn)撥 1.從化學(xué)鍵的角度理解化學(xué)反應(yīng)過程中的能量變化 化學(xué)反應(yīng)過程中的能量變化來源于化學(xué)反應(yīng)過程中舊化學(xué)鍵斷裂與新化學(xué)鍵形成時(shí)的能量變化。 (1)若反應(yīng)物中的化學(xué)鍵斷開時(shí)吸收的能量高于生成物成鍵釋放的能量,則該反應(yīng)吸收能量,吸收的能量=反應(yīng)物斷鍵吸收的總能量-生成物形成釋放的總能量。 (2)若反應(yīng)物中的化學(xué)鍵斷開時(shí)吸收的能量低于生成物成鍵釋放的能量,則該反應(yīng)放出能量,放出的能量=生成物形成釋放的總能量-反應(yīng)物斷鍵吸收的總能量。,重難點(diǎn)一,重難點(diǎn)二,2.從總能量的角度理解化學(xué)反應(yīng)過程中的能量變化 一個確定的化學(xué)反應(yīng)是吸收能量還是放出能量取決于反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的相對大小。具體情況見下表:,重難點(diǎn)一,重難點(diǎn)二,重難點(diǎn)一,重難點(diǎn)二,典例引領(lǐng) 例題1在25 ℃、101 kPa的條件下,斷裂1 mol H—H鍵吸收436 kJ能量,斷裂1 mol Cl—Cl鍵吸收243 kJ能量,形成1 mol H—Cl鍵放出431 kJ能量。H2+Cl2 2HCl的化學(xué)反應(yīng)可用下圖表示:,重難點(diǎn)一,重難點(diǎn)二,請回答下列有關(guān)問題: (1)反應(yīng)物斷鍵吸收的總能量為 。 (2)生成物成鍵放出的總能量為 。 (3)判斷反應(yīng)H2+Cl2 2HCl是 (填“吸收”或“放出”)能量。 (4)反應(yīng)物的總能量 (填“”或“,重難點(diǎn)一,重難點(diǎn)二,重難點(diǎn)一,重難點(diǎn)二,成功體驗(yàn)1 導(dǎo)學(xué)號52090046下圖是碳和水蒸氣發(fā)生反應(yīng)生成CO、H2的途徑和三個狀態(tài)的能量(E)。試問: (1)步驟1、2分別是吸熱還是放熱?步驟1: ,步驟2: 。 (2)比較E1、E2、E3的大小: 。 (3)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。,重難點(diǎn)一,重難點(diǎn)二,解析:步驟1是斷開水分子中共價(jià)鍵的過程,需要吸收能量,故E2E1;步驟2是原子間相互結(jié)合形成共價(jià)鍵的過程,需要放出能量,故E3E3E1。 答案:(1)吸熱 放熱 (2)E2E3E1,重難點(diǎn)二,重難點(diǎn)二吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的判斷 情景引入 討論探究 1.NaOH溶于水放出熱量,NaOH溶于水是放熱反應(yīng)嗎? 提示:吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)均是化學(xué)反應(yīng)。注意明確某些吸熱過程和放熱過程不屬于化學(xué)反應(yīng)。NaOH固體溶于水屬于放熱過程,不是化學(xué)反應(yīng),也就不屬于放熱反應(yīng)。,重難點(diǎn)一,重難點(diǎn)二,2.加熱條件下進(jìn)行的反應(yīng)是否一定是吸熱反應(yīng),常溫下進(jìn)行的反應(yīng)是否一定是放熱反應(yīng)? 提示:都不一定?；瘜W(xué)反應(yīng)是吸熱還是放熱,與反應(yīng)條件無關(guān),而是取決于反應(yīng)過程中破壞舊化學(xué)鍵吸收總能量與形成新化學(xué)鍵放出總能量的相對大小。常溫下進(jìn)行的反應(yīng)有的放熱(如中和反應(yīng)),有的吸熱[如NH4Cl與Ba(OH)28H2O的反應(yīng)]。加熱條件下進(jìn)行的反應(yīng)有的放熱,重難點(diǎn)一,重難點(diǎn)二,知識點(diǎn)撥 吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的判斷方法 (1)根據(jù)反應(yīng)物和生成物的總能量的相對大小判斷——決定因素。 若反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量,屬于放熱反應(yīng),反之是吸熱反應(yīng)。 (2)根據(jù)化學(xué)鍵斷裂或形成時(shí)的能量變化判斷——用于計(jì)算。 若斷裂反應(yīng)物中的化學(xué)鍵所吸收的總能量小于形成生成物中化學(xué)鍵所放出的總能量,屬于放熱反應(yīng),反之是吸熱反應(yīng)。 (3)根據(jù)反應(yīng)物和生成物的相對穩(wěn)定性判斷。 由不穩(wěn)定的物質(zhì)(能量高)生成穩(wěn)定的物質(zhì)(能量低)的反應(yīng)為放熱反應(yīng),反之為吸熱反應(yīng)。 (4)根據(jù)反應(yīng)條件判斷。 凡是持續(xù)加熱才能進(jìn)行的反應(yīng)一般是吸熱反應(yīng)。,典例引領(lǐng) 例題2下列說法正確的是( ) A.需要加熱方能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng) B.放熱的反應(yīng)在常溫下一定很容易發(fā)生 C.反應(yīng)是放熱還是吸熱可以看反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對大小 D.吸熱反應(yīng)一定難以發(fā)生 解析:化學(xué)反應(yīng)的能量變化主要表現(xiàn)為放熱和吸熱。反應(yīng)是放熱還是吸熱主要取決于反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對大小。放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)在一定條件下都能發(fā)生。反應(yīng)開始時(shí)需要加熱的反應(yīng)可能是吸熱反應(yīng),也可能是放熱反應(yīng)。比如,木炭的燃燒需加熱引燃,一旦反應(yīng)開始不需加熱反應(yīng)仍可繼續(xù)進(jìn)行,而有些吸熱反應(yīng)在常溫下就能發(fā)生,如Ba(OH)28H2O與NH4Cl的反應(yīng)。 答案:C,重難點(diǎn)一,重難點(diǎn)二,重難點(diǎn)一,重難點(diǎn)二,重難點(diǎn)一,重難點(diǎn)二,成功體驗(yàn)2 生活中每時(shí)每刻都發(fā)生著各種化學(xué)反應(yīng),下列反應(yīng)不一定屬于放熱反應(yīng)的是( ) A.H2SO4與Ba(OH)2溶液的反應(yīng) B.燃燒反應(yīng) C.復(fù)分解反應(yīng) D.中和反應(yīng) 解析:H2SO4與Ba(OH)2溶液混合,酸與堿發(fā)生中和反應(yīng),是放熱反應(yīng);燃燒是指劇烈的發(fā)光、發(fā)熱的反應(yīng),因而都是放熱反應(yīng);復(fù)分解反應(yīng),有的是放熱反應(yīng),如酸堿中和反應(yīng),有的是吸熱反應(yīng),如氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體的反應(yīng)。 答案:C,1,2,3,4,5,1.下列對化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識錯誤的是( ) A.會引起化學(xué)鍵的變化 B.會產(chǎn)生新的物質(zhì) C.必然引起物質(zhì)狀態(tài)的變化 D.必然伴隨著能量的變化 解析:化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是化學(xué)鍵的斷裂和形成,表現(xiàn)為有新物質(zhì)生成,并伴隨著能量的變化,而化學(xué)變化中的反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)在反應(yīng)前后可能相同,也可能不相同。 答案:C,1,2,3,4,5,2.下列變化過程中,放出能量的是( ) A.硝酸銨溶于水 解析:A項(xiàng)硝酸銨溶于水吸收能量;B項(xiàng)表示形成化學(xué)鍵,放出能量;C項(xiàng)表示水的分解,吸收能量;D項(xiàng)表示硫黃升華,吸收能量。 答案:B,1,2,3,4,5,3.下列反應(yīng)的能量變化與其他三項(xiàng)不相同的是( ) A.鋁粉與氧化鐵反應(yīng) B.碳與二氧化碳反應(yīng) C.鋅片與稀硫酸反應(yīng) D.氫氧化鈉與鹽酸反應(yīng) 解析:碳與二氧化碳的反應(yīng)為吸熱反應(yīng),而其他反應(yīng)均為放熱反應(yīng)。 答案:B,1,2,3,4,5,4.由圖分析,下列敘述正確的是 ( ),1,2,3,4,5,5.導(dǎo)學(xué)號52090047在研究化學(xué)反應(yīng)中的能量變化時(shí),我們通常做下面的實(shí)驗(yàn): 在一只小燒杯里,加入20 g已研磨成粉末的Ba(OH)28H2O,將小燒杯放在事先已滴有3~4滴水的玻璃片上,然后向燒杯中加入約10 g NH4Cl晶體,根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟,填寫下表,并回答問題。,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,(1)寫出實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。 (2)實(shí)驗(yàn)中要立即用玻璃棒迅速攪拌的原因是 。 解析:該實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是在短時(shí)間內(nèi)使反應(yīng)充分進(jìn)行,使體系溫度快速降低,玻璃片上的水凝固。該反應(yīng)屬于固體之間的反應(yīng),且要求反應(yīng)時(shí)間短,故一定將Ba(OH)28H2O晶體研磨成粉末,便于與NH4Cl充分接觸,另外,晶體混合后要立即用玻璃棒快速攪拌混合物。在反應(yīng)過程中有刺激性氣味的NH3產(chǎn)生,會造成環(huán)境污染,故用浸有稀硫酸的棉花吸收NH3。 答案:NH3 吸熱 水 (1)Ba(OH)28H2O+2NH4Cl BaCl2+2NH3↑+10H2O (2)使反應(yīng)物迅速混合而充分反應(yīng),使溫度迅速下降,