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第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量變化
第1課時(shí)
第六章 化學(xué)反應(yīng)與能量
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.通過實(shí)驗(yàn)和已有知識、經(jīng)驗(yàn)感受化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，知道常見的吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)，樹立物質(zhì)變化中伴隨著能量變化的觀念。
2.能從反應(yīng)物與生成物所具有的能量、化學(xué)鍵的斷裂與形成兩個(gè)角度理解化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因。
學(xué)習(xí)重難點(diǎn)：
化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因
1.放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)的概念
2.常見的吸熱、放熱反應(yīng)有哪些？
自熱火鍋是一項(xiàng)偉大發(fā)明，它可以讓人們實(shí)現(xiàn)不用生火就吃上美味的美食，其中蘊(yùn)含著怎樣的化學(xué)變化呢？
化學(xué)反應(yīng)
物質(zhì)的變化
能量的變化
化學(xué)反應(yīng)中的兩類變化
熱能 光能 電能
回顧一下哪些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能感受到反應(yīng)的熱量變化（放熱或吸熱情況）？
主要表現(xiàn)為熱能的變化
實(shí)驗(yàn)6-1
在一支試管中加入2 mL 2 mol/L鹽酸，并用溫度計(jì)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(xiàn)象，并測量溶液溫度的變化。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：
用手觸摸反應(yīng)后的試管，溫?zé)?br/>用溫度計(jì)測得反應(yīng)后溫度升高
看到有氣泡產(chǎn)生
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
該反應(yīng)產(chǎn)生________，__________熱量
氣體
放出
Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑　
實(shí)驗(yàn)6-2 將20 g Ba(OH)2 ·8H2O晶體研細(xì)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(xiàn)象。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:
實(shí)驗(yàn)結(jié)論:
該反應(yīng)產(chǎn)生NH3和H2O，吸收熱量
燒杯內(nèi)的反應(yīng)物呈糊狀
有刺激性氣味氣體產(chǎn)生
觸摸杯壁有冰涼的感覺
燒杯與木片間的水凝結(jié)成冰
2NH4Cl＋Ba(OH)2·8H2O ===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O　　
閱讀（教材P33）放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的定義，回答什么是放熱反應(yīng)，吸熱反應(yīng)？
①放熱反應(yīng)： 熱量的化學(xué)反應(yīng)。
②吸熱反應(yīng)： 熱量的化學(xué)反應(yīng)。
釋放
吸收
體會吸、
放熱反應(yīng)
【實(shí)驗(yàn)6-1】
【實(shí)驗(yàn)6-2】
不一定
吸熱反應(yīng)一定需要加熱？放熱反應(yīng)一定不需要加熱嗎？
(固態(tài)銨鹽與堿的反應(yīng))
(C、H2為還原劑的氧化還原反應(yīng))
大多數(shù)分解反應(yīng)
01
CaCO3 CaO＋CO2↑
高溫
C＋CO2 2CO
高溫
Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl
BaCl2＋2NH3↑＋10H2O
C＋H2O(g) CO ＋H2
高溫
03
特殊的吸熱反應(yīng)
鹽酸與碳酸鈉的反應(yīng)
02
1、常見的吸熱反應(yīng)：
一、化學(xué)反應(yīng)中的能量變化
所有燃燒反應(yīng)
01
酸堿中和反應(yīng)
02
大多數(shù)化合反應(yīng)
03
鋁熱反應(yīng)
05
活潑金屬與水或酸的反應(yīng)
04
2Na＋2H2O 2NaOH＋H2↑
C＋O2 CO2
點(diǎn)燃
NaOH＋HCl NaCl＋H2O
CaO＋H2O Ca(OH)2
2、常見的放熱反應(yīng)：
物質(zhì)的緩慢氧化
06
2Al+Fe2O3===== 2Fe+Al2O3
高溫
1、需加熱才能發(fā)生的反應(yīng)不 一定是吸熱反應(yīng)，如碳和氧氣的反應(yīng)，前期需加熱引發(fā)，但為放熱反應(yīng)。
2、放熱反應(yīng)常溫下不一定容易發(fā)生。
3、吸熱反應(yīng)不一定需要加熱，如Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng)在常溫下就能進(jìn)行。
4、吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)都是化學(xué)變化。NaOH固體溶于水是放熱過程，但不是放熱反應(yīng)，為物理變化過程；另外升華、蒸發(fā)等過程是吸熱過程，但不是吸熱反應(yīng)。
1.下列各組變化中，前者是放熱反應(yīng)，后者是吸熱反應(yīng)的是(　　)
A.生石灰溶于水；鋅粒和稀硫酸反應(yīng)
B.干冰升華；金屬或金屬氧化物熔化
C.氨水與醋酸反應(yīng)；木炭和水蒸氣反應(yīng)生成CO和H2
D.工業(yè)煅燒石灰石；化石燃料燃燒
C
2.下列說法正確的是（ ）
①需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)；②放熱反應(yīng)在常溫下一定很容易發(fā)生；③工業(yè)合成氨是可逆反應(yīng)，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)則逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；④鎂條在空氣中燃燒是放熱反應(yīng)，反應(yīng)過程中所釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為熱能
A．只有③ B．只有①② C．①②③④ D．②③④
A
1．放熱反應(yīng)不一定容易發(fā)生如工業(yè)合成氨，吸熱反應(yīng)也不一定必須加熱，如Ba(OH)2 8H2O 和 NH4Cl ；
2．在可逆反應(yīng)中，如果正反應(yīng)為吸熱，則逆反應(yīng)為放熱。
化學(xué)反應(yīng)過程中為什么會有能量變化？為什么有的化學(xué)反應(yīng)釋放熱量，有的化學(xué)反應(yīng)吸收熱量？
1、微觀角度——分子和原子的角度
2H2 + O2 2H2O
化學(xué)變化的實(shí)質(zhì)
在化學(xué)變化中，分子破裂成原子，原子又重新組合成新的分子
二、化學(xué)反應(yīng)中的能量變化的原因
2、微觀角度——化學(xué)鍵
H2 + Cl2 2HCl
化學(xué)變化的實(shí)質(zhì)
一個(gè)化學(xué)反應(yīng)過程，本質(zhì)上就是舊化學(xué)鍵的_____和新化學(xué)鍵的_____過程
斷裂
形成
斷開
吸收能量
斷開
吸收能量
形成
釋放能量
釋放能量
形成
H2 + Cl2 2HCl
E1＞E2，反應(yīng) 能量(吸熱反應(yīng))
E1＜E2，反應(yīng) 能量(放熱反應(yīng))
舊化學(xué)鍵斷裂
生成物
新化學(xué)鍵形成
反應(yīng)物
吸收能量(E1)
釋放能量(E2)
吸收
放出
化學(xué)鍵的斷裂與形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因
斷開 1 mol H—H 鍵需要吸收 436 kJ 的能量
例如： H2 + Cl2 = 2HCl 該反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)？
斷開 1 mol Cl—Cl 鍵需要吸收 243 kJ 的能量
形成 1 mol H—Cl 鍵需要放出 431 kJ 的能量
E吸收 = 436 + 243 = 679 kJ
E放出 = 431 × 2 = 862 kJ
E吸＜ E放
放熱反應(yīng)
結(jié)論：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。
3、宏觀角度——物質(zhì)的能量
物質(zhì)的能量高低決定物質(zhì)穩(wěn)定性強(qiáng)弱，能量越低，物質(zhì)越穩(wěn)定。而物質(zhì)越穩(wěn)定，形成的化學(xué)鍵就越牢固，斷鍵所需的能量就越大(或形成化學(xué)鍵所釋放的能量就大)
反應(yīng)物具有的總能量高
生成物具有的總能量低
化學(xué)
反應(yīng)
向環(huán)境
釋放能量
放熱反應(yīng)
水由高處向低處流要釋放能量
圖示
物質(zhì)的能量高低決定物質(zhì)穩(wěn)定性強(qiáng)弱，能量越低，物質(zhì)越穩(wěn)定。而物質(zhì)越穩(wěn)定，形成的化學(xué)鍵就越牢固，斷鍵所需的能量就越大(或形成化學(xué)鍵所釋放的能量就大)
生成物具有的總能量高
反應(yīng)物具有的總能量低
化學(xué)
反應(yīng)
從環(huán)境
吸收能量
吸熱反應(yīng)
水由低處抽向高處流需提供能量
圖示
3、宏觀角度——物質(zhì)的能量
用圖形表征化學(xué)反應(yīng)中能量變化
反應(yīng)進(jìn)程
能量
H—H
O—O
H H
O O
H—O—H
放熱反應(yīng)
斷鍵吸收
成鍵釋放
反應(yīng)進(jìn)程
能量
吸熱反應(yīng)
斷鍵吸收
成鍵釋放
H—O—H
H H
O O
H—H
O—O
取決于反應(yīng)物總能量 與 生成物總能量的相對大小。
小結(jié):化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因
角度一：比較舊化學(xué)鍵斷裂吸收能量與新化學(xué)鍵生成放出的能量（微觀）
角度二：比較反應(yīng)物與生成物的總能能量（宏觀）
E
E斷
生成物
反應(yīng)過程
反應(yīng)物
E成
放熱反應(yīng)
E反> E生
E斷< E成
E
E斷
生成物
反應(yīng)過程
反應(yīng)物
E成
吸熱反應(yīng)
E反< E生
E斷> E成
1.化學(xué)反應(yīng) 的能量變化如圖所示
(1)圖中A、C分別表示______________________
_________、____________________，反應(yīng)____
(填“吸收”或“釋放”)能量。
A、C分別表示1 mol N2(g)和3 mol H2(g)(反應(yīng)物)的總能量、2 mol NH3(g)(生成物)的總能量，由于反應(yīng)物總能量高于生成物總能量，因此反應(yīng)放出能量。
1 mol N2(g)和3 mol H2(g)
的總能量
2 mol NH3(g)的總能量
釋放
(2)反應(yīng)過程中斷裂的化學(xué)鍵為______________
___________，_____(填“吸收”或“釋放”)的能量為___；形成的化學(xué)鍵為____________，_____(填“吸收”或“釋放”)的能量為___。
1 mol N≡N和
吸收
E1
6 mol N—H
釋放
E3
3 mol H—H
(3)E2＝______或_______(用A、C或E1、E3表示)。
A—C　 E3－E1
D
3.(2022·江蘇淮安高一期中)下列反應(yīng)或過程中能量的變化符合圖像的是
A.2NH4Cl＋Ba(OH)2·8H2O===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O
B.Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑
C.H2SO4＋2KOH===K2SO4＋2H2O
D.H＋H―→ H—H
√
1.人類對能源的利用三階段
早期：以樹枝雜草為主要能源
三、人類對能源的利用
現(xiàn)代：
煤、石油和天然氣
多能源結(jié)構(gòu)時(shí)期：
太陽能，氫能，核能，風(fēng)能等
2.面臨問題：
影響環(huán)境
儲量有限，短期內(nèi)不可再生
煤、石油產(chǎn)品燃燒排放的粉塵、SO2、NOx、CO等是大氣污染物的主要來源。
酸雨
溫室效應(yīng)
提高燃料的燃燒效率
比如：
提高能源的利用率
比如：
開發(fā)使用清潔能源
比如：
3.解決方法
能 源
一級能源
二級能源
可再生能源
非可再生能源
（可再生能源）
（一級能源加工轉(zhuǎn)換）
（水能，風(fēng)能，太陽能，）
（煤炭，石油，天然氣，核能）
蒸汽
電能
水能
風(fēng)能
石油
天然氣
原煤
指出下列哪些是二次能源？
揭秘時(shí)刻
2Al+6H2O+2OH-===2[Al(OH)4]-+3H2↑
反應(yīng)放熱
氧化還原反應(yīng)
CaO+H2O===Ca(OH)2
化合反應(yīng)
反應(yīng)放熱
01
02
此外，發(fā)熱包中也常見鋁粉，鋁通過和堿溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)釋放熱量，以此實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)熱。
自熱包有不同配方，但大體上包括四類成分。最主要的是生石灰，學(xué)名氧化鈣，它和水接觸之后可以產(chǎn)生熟石灰，學(xué)名氫氧化鈣。在這個(gè)過程中會釋放大量熱量，是發(fā)熱包主要的熱量來源。
1.除了用手觸摸和溫度計(jì)測量外還可以借助其他方法感知溫度的變化，如在探究過氧化鈉與水反應(yīng)為放熱反應(yīng)時(shí)，可采取如下兩種方法：
(1)Ⅰ、Ⅱ裝置能說明反應(yīng)為放熱反應(yīng)的事實(shí)是：________________________
_______________________；________________________。
(2)產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是：__________________________________________
_________。
滴入水后，Ⅰ中U形管右側(cè)
液面下降，左側(cè)液面上升
Ⅱ燒杯中導(dǎo)管口有氣泡冒出
過氧化鈉與水反應(yīng)放熱，錐形瓶內(nèi)氣體溫度升高，
氣壓增大
2.下列變化中屬于吸熱反應(yīng)的是( )
①鋁片與稀鹽酸的反應(yīng)?、趯⒛懙\加熱變?yōu)榘咨勰、鄹杀、苈人徕浄纸庵蒲鯕狻、菁淄樵谘鯕庵械娜紵磻?yīng)
A.①④ B.②③ C.①④⑤ D.②④
D
3.把下列物質(zhì)分別加入裝有水的錐形瓶里，立即塞緊帶U形管的塞子，已知U形管內(nèi)預(yù)先裝有少量水(為使水容易觀察，預(yù)先染成紅色)，如圖所示，結(jié)果U形管左邊液面升高，則加入的物質(zhì)可能是( )
A.NaOH固體
B.濃H2SO4
C.NH4NO3晶體
D.Na2O2固體
C
第一節(jié)
化學(xué)反應(yīng)與能量變化
第1課時(shí)
化學(xué)反應(yīng)過程中存在熱量變化
化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因
鹽酸與鎂反應(yīng)前后溶液的溫度變化
氫氧化鋇與氯化銨反應(yīng)前后溶液的溫度變化
微觀角度——分子和原子的角度
微觀角度——化學(xué)鍵
化學(xué)能與熱能相互轉(zhuǎn)化的應(yīng)用
早期的主要能源
現(xiàn)代的主要能源
吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)
宏觀角度——物質(zhì)的能量
化石燃料獲取能量面臨的問題
節(jié)能減排的措施

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