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人教版高一化學(xué)必修二第六章第一節(jié)
化學(xué)反應(yīng)與能量變化
第一課時(shí)
化學(xué)反應(yīng)與熱能
火箭如何升空？汽車如何跑起來？飯如何做熟？
1.如何知道一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是吸收熱量還是放出熱量？
通過熱成像儀直觀感受熱量變化
實(shí)驗(yàn)探究——感受化學(xué)反應(yīng)中的熱量變化
放熱反應(yīng):釋放熱量的化學(xué)反應(yīng)。
吸熱反應(yīng):吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)。
一、認(rèn)識吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)
常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)
放熱反應(yīng) 吸熱反應(yīng)
①所有燃燒反應(yīng) ②酸堿中和反應(yīng) ③大多數(shù)化合反應(yīng) ④活潑金屬跟水或酸的反應(yīng) ⑤鋁熱反應(yīng) ⑥物質(zhì)的緩慢氧化 ① 大多數(shù)分解反應(yīng)
② C、H2、CO等高溫下作還原劑
例：C+CO2、C+H2O(g)、H2+CuO
③ Ba(OH)2·8H2O＋NH4Cl(固態(tài)銨鹽與堿的反應(yīng))
④ NaHCO3與鹽酸的反應(yīng)
2.有能量變化的一定是化學(xué)反應(yīng)嗎？
D
1.下列變化中屬于吸熱反應(yīng)的是( )
①硝酸銨溶于水?、陟褵沂、鄹杀?br/>④鹽酸與碳酸氫鈉反應(yīng) 　⑤甲烷在氧氣中的燃燒反應(yīng)
A.①④ B.②③ C.①④⑤ D.②④
及時(shí)演練
有能量變化的不一定是化學(xué)反應(yīng)，如溶解、液化、升華等過程是物理變化。
2.下列說法正確的是(　　)
A.放熱反應(yīng)在常溫下一定很容易發(fā)生
B.需要加熱方能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)
C.吸熱反應(yīng)在通常條件下不可能很容易發(fā)生
D.反應(yīng)能否發(fā)生與條件有關(guān)，反應(yīng)過程的能量變化與反應(yīng)條件沒有必然聯(lián)系
D
注意：吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)，與反應(yīng)條件（是否需要加熱）沒有必然聯(lián)系。
3.化學(xué)反應(yīng)一定有能量變化嗎？
冰
水
水蒸氣
溫度升高，自身能量增大，物質(zhì)穩(wěn)定性降低
證據(jù)推理
材料1：
材料2：金剛石和石墨是由碳元素組成的兩種結(jié)構(gòu)不同的單質(zhì)。在100 kPa時(shí)，1 mol石墨可轉(zhuǎn)化為金剛石，要吸收1.895 kJ 的能量。
證據(jù)推理
各種物質(zhì)都具有能量，物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)與狀態(tài)不同，所具有的能量不同。
一般來說，物質(zhì)具有的能量越低，物質(zhì)越穩(wěn)定
化學(xué)反應(yīng)
物質(zhì)變化
能量變化
質(zhì)量守恒
能量守恒
化學(xué)反應(yīng)的特征
宏觀能量圖示
模型認(rèn)知——從宏觀角度認(rèn)識吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)
以 2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l) ，2H2O(l) = 2H2(g)+O2(g)為例，在下圖中畫出反應(yīng)物和生成物的總能量位置，并歸納吸熱、放熱反應(yīng)與反應(yīng)物和生成物總能量相對大小的關(guān)系？
點(diǎn)燃
電解
能量
反應(yīng)過程
反應(yīng)物總能量
生成物總能量
放出能量
能量
反應(yīng)過程
生成物總能量
反應(yīng)物總能量
吸收能量
模型認(rèn)知——從宏觀角度認(rèn)識吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)
反應(yīng)物總能量 > 生成物總能量
反應(yīng)物總能量 < 生成物總能量
放熱反應(yīng)：
吸熱反應(yīng)：
化學(xué)反應(yīng)一定伴隨能量變化
4.化學(xué)反應(yīng)過程中為什么會有能量的變化？
微觀探析——從化學(xué)鍵角度認(rèn)識吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)
思考交流：
(1)化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是什么？
(2)請寫出2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l)反應(yīng)中各分子的結(jié)構(gòu)式，此反應(yīng)中有哪些化學(xué)鍵斷裂？有哪些化學(xué)鍵形成？
(3)化學(xué)鍵斷裂和形成的過程中能量如何變化？
舊化學(xué)鍵斷裂，新化學(xué)鍵形成
點(diǎn)燃
【資料卡片】
鍵能：斷開（形成）1mol某化學(xué)鍵所吸收（放出）的能量叫鍵能。單位：kJ/mol
共價(jià)鍵 鍵能 共價(jià)鍵 鍵能
H-H 436 kJ/mol H-Cl 431 kJ/mol
Cl-Cl 243kJ/mol 946 kJ/mol
O=O 497 kJ/mol O-H 463 kJ/mol
N≡N
微觀探析——從化學(xué)鍵角度認(rèn)識吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)
E吸收 = 436×2 + 497 =1369 kJ
E放出 = 463 ×4 = 1852kJ
E吸＜ E放
放熱反應(yīng)
化學(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因。
2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l)
點(diǎn)燃
已知H-H、O=O、O-H的鍵能分別為436kJ/mol、497 kJ/mol、463kJ/mol。
試計(jì)算斷開2molH2和1molO2中的化學(xué)鍵吸收的總能量，形成2molH2O中的
化學(xué)鍵放出的總能量。
微觀探析——從化學(xué)鍵角度認(rèn)識吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)
E放出= 1852 kJ -1369 kJ =483kJ
定量計(jì)算
宏觀能量圖示
2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l) ，2H2O(l) = 2H2(g)+O2(g)
點(diǎn)燃
電解
微觀探析——從化學(xué)鍵角度認(rèn)識吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)
用圖形表征化學(xué)反應(yīng)中能量變化
反應(yīng)進(jìn)程
能量
2H—H
O=O
H H
O O
2H—O—H
放熱反應(yīng)
斷鍵吸收1369kJ
成鍵釋放1852kJ
反應(yīng)進(jìn)程
能量
吸熱反應(yīng)
斷鍵吸收1852kJ
2H—O—H
H H
O O
2H—H
O=O
微觀探析——從化學(xué)鍵角度認(rèn)識吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)
成鍵放出1369kJ
H H
H H
2H2(g)+O2(g) = 2H2O(l) ，2H2O(l) = 2H2(g)+O2(g)
點(diǎn)燃
電解
斷鍵吸收的能量
成鍵釋放的能量
E吸 < E放
【放熱反應(yīng)】
E吸 ＞ E放
【吸熱反應(yīng)】
化學(xué)反應(yīng)過程的能量變化圖
斷鍵吸收的能量
成鍵釋放的能量
Q反應(yīng)物 ＞ Q生成物
Q反應(yīng)物 ＜ Q生成物
宏微結(jié)合
一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是吸收能量還是釋放能量，與反應(yīng)物總能量與生成物的總能量的相對大小有關(guān)。
學(xué)會辨別能量-過程圖
對于反應(yīng)N2+3H2=2NH3，在圖中找出：
（1）反應(yīng)物總能量
（2）生成物總能量
（3）斷鍵吸收的能量
（4）成鍵釋放的能量
（5）該反應(yīng)屬于 反應(yīng)
E2
E1
E3-E2
E3-E1
放熱
【練習(xí)1】
已知反應(yīng)A2＋B2=2AB，破壞1 mol A2中的化學(xué)鍵消耗的能量為Q1 kJ，
破壞1 mol B2中的化學(xué)鍵消耗的能量為Q2 kJ，形成1 mol AB中的化學(xué)鍵
釋放的能量為Q3 kJ，則下列說法正確的是
A.若A2和B2的總能量之和大于生成的AB的總能量，則反應(yīng)放熱
B.若A2和B2的總能量之和小于生成的AB的總能量，則反應(yīng)放熱
C.若該反應(yīng)放出熱量，則Q1＋Q2D.若該反應(yīng)吸收熱量，則Q1＋Q2＞2Q3
AD
【練習(xí)2】
鞏固訓(xùn)練
3.在25℃、101kPa下，1mol白磷(化學(xué)式為P4)完全燃燒放出的熱量和4mol紅磷化學(xué)式為完全燃燒放出的熱量關(guān)系如下圖所示：
由此判斷，下列說法正確的是（ ）
A. 由紅磷轉(zhuǎn)化為五氧化二磷是吸熱反應(yīng)
B. 由紅磷轉(zhuǎn)化為白磷是放熱反應(yīng)
C. 由紅磷轉(zhuǎn)化為白磷是吸熱反應(yīng)，等質(zhì)量時(shí)白磷比紅磷穩(wěn)定
D. 由紅磷轉(zhuǎn)化為白磷是吸熱反應(yīng)，等質(zhì)量時(shí)紅磷比白磷穩(wěn)定
D
你知道其中的奧秘嗎？
CaO+H2O=Ca(OH)2
4Al+3O2=2Al2O3
化合反應(yīng)
放熱反應(yīng)
化合反應(yīng)
放熱反應(yīng)
氧化還原反應(yīng)
柴草時(shí)期
能源利用
的發(fā)展
化石能源時(shí)期
早期人類以樹枝雜草為主要能源
現(xiàn)代以化石燃料煤、石油和天然氣為主要能源
面臨諸多問題
1.化石燃料短期內(nèi)不可再生，儲量有限。
2.煤和石油產(chǎn)品燃燒排放的粉塵、NOx、CO、SO2等是大氣污染物的主要來源
人類對能源的認(rèn)識發(fā)展經(jīng)歷了漫長的歷史
解決方案——節(jié)能
1）提高燃燒利用率：
改進(jìn)鍋爐的爐型和燃料空氣比、清理積灰
2）有效提高能源利用率：
使用節(jié)能燈、改進(jìn)電動機(jī)的材料和結(jié)構(gòu)
發(fā)電廠、鋼鐵廠余熱與城市供熱聯(lián)產(chǎn)
解決方案——尋找新能源
太陽能
海洋能
風(fēng)能
地?zé)崮?br/>氫能

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