資源簡介

(共34張PPT)
第6章 化學反應與能量
第一節 化學反應與能量變化
第1課時 化學反應與熱能
導入一
為什么自熱火鍋僅用一瓶冷水就可以煮熟 你知道其中的奧秘嗎 今天,我們就一起來學習“化學反應與熱能”,共同探究其中的奧秘吧!
導入二
現代社會中,人類的一切活動(從衣食住行到文化娛樂,從社會生產到科學研究等)都離不開能量,而許多能量的利用與化學反應中的能量變化密切相關。而化學反應中的能量變化,通常表現為熱量的變化。
一、吸熱反應和放熱反應
[視頻播放]《鹽酸與鎂反應前后溶液溫度的變化》
一、吸熱反應和放熱反應
觀察并記錄實驗現象,分析得出實驗結論。
升高
該反應產生了氣體,且放出了大 量的熱
實驗操作 實驗現象 實驗結論
在一支試管中加入 2 mL 2 mol/L 鹽酸,并用溫度計測量其溫度。 再向試管中放入用砂紙打磨光 亮的鎂條,觀察現象,并測量溶液溫度的變化
試管中有氣泡生成,試管外壁發熱,溶液溫度明顯
一、吸熱反應和放熱反應
[視頻播放]《氫氧化鋇與氯化銨的吸熱反應》
一、吸熱反應和放熱反應
觀察并記錄實驗現象,分析得出實驗結論。
該反應產生了 NH3,且吸收 了大量的熱
實驗操作 實驗現象 實驗結論
將 20 g Ba(OH)2·8H2O 晶體研細后與 10 g NH4Cl 晶體一起放入燒杯中, 并將燒杯放在滴有幾滴水的木片上。用玻璃棒快速攪拌,聞到氣味后迅速 用玻璃片蓋上燒杯,用手觸摸杯壁下 部,試著用手拿起燒杯。觀察現象
燒杯外壁變涼,有刺激 性氣味的氣體產生,燒 杯底部的水結冰使燒 杯和木片結合在一起
一、吸熱反應和放熱反應
1.化學反應不但有新物質生成,同時反應過程中還伴有熱量的釋放或吸收。
2.放熱反應:釋放熱量的化學反應;
吸熱反應:吸收熱量的化學反應。
一、吸熱反應和放熱反應
[問題思考1]放出(或吸收)熱量的變化一定是放熱(或吸熱)反應嗎
不一定。
濃硫酸、NaOH 固體等溶于水放熱,NH4NO3、KNO3、NH4Cl等固體溶于水吸熱,這些變化過程均為物理變化,而吸熱、放熱反應都屬于化學反應,故放出(或吸收)熱量的變化不一定是放熱(或吸熱)反應。
一、吸熱反應和放熱反應
[問題思考2]吸熱反應一定需要加熱才能發生嗎
不一定。
吸熱、放熱反應與反應是否需要加熱等條件沒有直接聯系,如 NH4Cl 晶體與 Ba(OH)2·8H2O晶體在常溫下的反應為吸熱反應,反應不需加熱。
一、吸熱反應和放熱反應
常見的放熱反應和吸熱反應:
①大多數的分解反應; ②銨鹽與堿的反應,如Ba(OH)2·8H2O 晶體與 NH4Cl的晶體反應; ③以C、H2、CO 為還原劑的部分氧化還 原反應,如灼熱的 C與 H2O(g)的反應, 灼熱的C與CO2的反應; ④NaHCO3與鹽酸的反應
放熱反應 吸熱反應
①所有的燃燒反應;
②酸堿中和反應;
③大多數的化合反應;
④活潑金屬與水或酸的反應;
⑤物質的緩慢氧化;
⑥鋁熱反應
一、吸熱反應和放熱反應
小試牛刀
暖貼的主要成分有木炭、鐵粉、食鹽,你能解釋其發熱的原理嗎
暖寶寶由鐵、活性炭、無機鹽、水等成分組成,可在空氣中氧氣的作用下發生放熱反應。這個反應過程是從打開真空包裝開始的,是一個緩慢氧化的過程。
二、化學反應中能量變化的原因
[問題思考1]化學反應過程中為什么會有能量的變化呢 為什么有的化學反應釋放熱量,而 有的化學反應吸收熱量呢
物質中的原子之間是通過化學鍵相結合的,當化學反應發生時,反應物的化學鍵斷裂要吸收能量,而生成物的化學鍵形成要放出能量。以氫氣和氯氣化合生成氯化氫的反應為例:在 25 ℃和 101 kPa條件下,1 mol H2和 1 mol Cl2斷鍵吸收的總能量為 679 kJ, 2 mol HCl 成鍵釋放的總能量為 862 kJ,斷鍵吸收的總能量小于成鍵釋放的總能量,因此該反應為放熱反應。
二、化學反應中能量變化的原因
從化學鍵變化的角度理解化學反應伴隨能量變化的原因(微觀探析):
二、化學反應中能量變化的原因
畫出放熱反應、吸熱反應的能量隨反應過程的變化圖。
二、化學反應中能量變化的原因
[問題思考2]如何從物質能量高低的角度理解化學反應伴隨能量變化的原因呢
物質的組成、結構與狀態不同,所具有的能量不同。因此,一個化學反應是釋放熱量還是吸收熱量,與反應物總能量和生成物總能量的相對大小有關。
二、化學反應中能量變化的原因
從總能量高低的角度理解化學反應伴隨能量變化的原因(宏觀辨識):
二、化學反應中能量變化的原因
畫出放熱反應、吸熱反應中反應物與生成物的總能量隨反應過程的變化圖。
二、化學反應中能量變化的原因
小試牛刀 1.判斷正誤。
(1)鎂條在空氣中燃燒是放熱反應,反應過程中所釋放的能量全部轉化
為熱能。 ( )
(2)相同條件下,形成 1 mol H—Cl鍵放出的能量與斷開 1 mol H—Cl鍵
吸收的能量相 等。 ( )
(3)對于一個化學反應來說,當化學鍵斷裂時吸收的能量大于化學鍵形
成時放出的能量, 則該反應放熱。 ( )
(4)已知Fe與稀鹽酸的反應為放熱反應,則Fe的能量大于 H2的能量。 ( )
(5)石墨轉化為金剛石需要吸收熱量,所以金剛石更穩定。( )
×
√
×
×
×
二、化學反應中能量變化的原因
2.下列反應既屬于氧化還原反應,又屬于吸熱反應的是( )
A.鋅粒與稀硫酸的反應
B.灼熱的木炭與CO2的反應
C.甲烷在氧氣中的燃燒反應
D.Ba(OH)2·8H2O晶體與 NH4Cl晶體的反應
B
二、化學反應中能量變化的原因
3.已知某化學反應 A2(g)+2B2(g) 2AB2(g)(A2、B2、AB2
的結構式分別為 A A、 B—B、B—A—B),反應過程中
的能量變化如圖所示,下列有關敘述正確的是( )
A.該反應的進行一定需要加熱或點燃
B.該反應若生成 2 mol AB2(g),則放出的熱量為(E1 E2)kJ
C.該反應斷開反應物中化學鍵吸收的總能量大于形成生
成物中化學鍵釋放的總能量
D.生成 2 mol B—A 放出 E2 kJ能量
C
二、化學反應中能量變化的原因
判斷吸熱反應和放熱反應的方法:
1.根據總能量(宏觀角度)判斷:E(反應物)>E(生成物),放熱反應;
E(反應物)＜E(生成物),放熱反應。
2.根據化學鍵(微觀角度)判斷:斷裂反應物中化學鍵吸收的總能量大于形成生成物中化學鍵釋放的總能量的反應為吸熱反應,反之為放熱反應。
三、化學反應中熱能的利用
人類利用化學反應中的熱能始于火的發現。從早期的以樹枝雜草為主要能源,到現代以煤、石油和天然氣為主要能源,人類獲取熱能的主要途徑都是通過物質的燃燒。
三、化學反應中熱能的利用
化石燃料利用過程中面臨的問題。
1.化石燃料短期內不可再生,儲量有限,隨著能源消費需求的不斷增加,能源消費量與儲量之間的矛盾日益突顯。
2.煤、石油產品燃燒排放的粉塵、SO2、NOx、CO等是大氣污染物的主要來源。
三、化學反應中熱能的利用
煤、汽油和柴油等作為燃料大量使用會造成空氣污染,但不使用它們又會嚴重影響現代社會的生產和生活。怎么解決這個問題？
1.提高燃料的燃燒效率。如:燃料燃燒階段,可通過改進鍋爐的爐型和燃料空氣比,清理積灰等方法提高燃料的燃燒效率。
2.提高能源的利用率。如:能量利用階段,可通過使用節能燈,改進電動機的材料和結構,以及發電廠、鋼鐵廠余熱與城市供熱聯產等措施促進能源循環利用。
3.開發使用新能源。如太陽能、風能、水能等清潔能源。
三、化學反應中熱能的利用
小試牛刀
1.下列有關新能源的說法不正確的是 ( )
A.綠色植物通過光合作用,將光能轉化為化學能
B.風能、太陽能是清潔能源
C.氫能還未進入實用階段的主要原因是:其燃燒所釋放的熱量低于相
同質量的礦物燃料
D.共享單車利用太陽能發電完成衛星定位,有利于節能環保
C
三、化學反應中熱能的利用
小試牛刀
2.(多選)下列對能源的看法合理的是 ( )
A.化石能源屬于不可再生能源,只會越用越少
B.生物質能是一種可再生能源,有廣闊的應用前景
C.太陽能、氫能、風能、地熱能都屬于新能源
D.我國人口眾多、資源相對匱乏、環境承載能力較弱,因此要建設
節約型社會
ABCD
總結
課堂練習
C
1.高粱釀酒過程中的部分流程按順序排列如下, 其中能說明高粱轉
化過程中放出熱量的是 ( )
課堂練習
D
2.下列說法不正確的是 ( )
A.風力、化石燃料、天然鈾礦、地熱能都是一次能源
B.開發氫能、太陽能、風能、生物質能等新型能源是踐行低碳
生活的有效途徑
C.電能是現代社會中應用最廣泛、使用最方便、污染最少的一
種二次能源
D.用脫硫處理的煤代替原煤作燃料,可以有效減少空氣中CO2氣
體的含量
課堂練習
3.(1)從能量的變化和反應的快慢等角度研究反應:2H2(g)+O2(g)
2H2O(g),已知該反應為放熱反應,如圖能正確表示該反應中能量變化
的 是_______ (填序號)。
a
課堂練習
3.(2)從斷鍵和成鍵的角度分析上述反應中能量的變化,化學鍵的鍵能
如下表所示,則生成1 mol H2O (g)可以放出熱量_________kJ。
242
課堂練習
3.(3)下列反應中,屬于放熱反應的是______(填序號,下同),屬于吸熱反
應的是_________。
a.鹽酸與燒堿溶液的反應
b.Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl BaCl2+10H2O+ 2NH3↑
c.氫氣在氧氣中燃燒生成水
d.高溫煅燒石灰石使其分解
e.鋁和鹽酸的反應
f.葡萄糖在人體內的氧化分解
acef
bd
謝謝！

展開更多......

收起↑