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(共36張PPT)
第六章 化學反應與能量
化學反應與熱能
1.現階段人類獲取熱能的主要途徑
煤的燃燒
石油的燃燒
其他物質的燃燒
天然氣的燃燒
主要形式
儲量有限，短期內不可再生
影響環境
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。
2.化石燃料利用過程面臨的問題
2.化石燃料燃燒過程中能量是怎么來的，與化學反應有什么關系？
1.如果是你，你會提出什么方案解決目前化石燃料利用過程面臨的問題？
思考：
1.通過實驗和已有的知識、經驗感受化學反應中的能量變化，知道常見的吸熱反應和放熱反應，樹立物質變化中伴隨能量變化的觀念
2.能從反應物與生成物所具有的能量、化學鍵的斷裂與形成兩個角度形成化學反應中能量變化的主要原因，提升證據推理能力
學習目標
放熱反應
【實驗6-1】在一只試管中加入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。
放熱反應
現象：
(1)看到有氣泡產生；
(2)用手觸摸反應后的試管，________；
(3)溫度計指示溶液溫度______
結論: 該反應________熱量。
化學方程式:
手感到發燙
升高
放出
【實驗6-1】在一只試管中加入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。
Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑
吸熱反應
【實驗6-2】
將20gBa(OH)2 8H2O晶體研細后與10gNH4Cl在燒杯中混合，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，用手觸摸燒杯下部，試著用手拿起燒杯。
吸熱反應
實驗探究
吸熱反應
現象：
(1)聞到_________氣味；
(2)用手觸摸杯壁下部，有_______的感覺；
(3)用手拿起燒杯，木片________________；
(4)燒杯內反應物呈_______狀
結論：該反應_________熱量。
方程式：____________________________ 。
刺激性
冰涼
和燒杯粘到一起
糊
吸收
Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O
【實驗6-2】
將20gBa(OH)2 8H2O晶體研細后與10gNH4Cl在燒杯中混合，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，用手觸摸燒杯下部，試著用手拿起燒杯。
以上兩個實驗中，化學反應前后的溫度變化說明化學反應過程中伴有熱量的釋放或吸收
結論：化學反應中總會伴隨著能量變化，通常主要表現為熱能的變化，有的反應放出熱量，有的反應吸收熱量。
特別提醒：化學反應的能量變化，除轉化為熱能外，還轉化為機械能、光、聲、電等多種能量形式。
吸熱反應與放熱反應
1.概念
①把 熱量的化學反應稱為放熱反應。
②把 熱量的化學反應稱為吸熱反應。
釋放
吸收
化學反應
放熱反應：放出熱的化學反應
吸熱反應：吸收熱的化學反應
思考與討論：
化學反應過程中為什么會有能量變化？為什么有的化學反應釋放熱量，有的化學反應吸收熱量？
回憶：一個化學反應的本質？
舊鍵的斷裂與新鍵的形成
思考：氫氣和氯氣的混合氣體遇到強光會發生什么現象？
強光
H
H
Cl
Cl
H
H
Cl
Cl
放出
能量
爆
炸
吸收能量
化學反應中能量變化的主要原因
——微觀角度
H2 + Cl2 = 2HCl
H—H
Cl —Cl
H—Cl
斷開
斷開
形成
吸收436KJ/mol
吸收
242.7KJ/mol
放出
431.8KJ/mol
吸收總能678.7KJ
放出總能 863.6KJ
能量差出現
化學反應的實質
舊鍵斷裂
新鍵形成
吸熱
放熱
化學鍵的斷裂和形成是化學反應中能量變化的微觀原因。
斷鍵吸收能量E1＞成鍵釋放能量E2 該反應為吸熱反應
斷鍵吸收能量E1＜成鍵釋放能量E2 該反應為放熱反應
化學反應必然伴隨能量變化嗎
思考
是。化學反應的過程是舊化學鍵斷裂和新化學鍵形成的過程，這兩個過程中均涉及能量問題。
有能量變化的過程為化學變化的過程
思考
不是。例如物質三態之間的轉化。
NaOH溶于水放出熱量，為放熱反應？
不是。物理變化。
鍵能是指在25 ℃、101 kPa，將1 mol理想氣體分子AB拆開為中性氣態原子A和B時所需要的能量。顯然鍵能越大，化學鍵越牢固，含有該鍵的分子越穩定。如H—H鍵的鍵能是436 kJ·mol－1，是指使1 mol H2分子變成2 mol H原子需要吸收436 kJ的能量。
(1)已知H—Cl鍵的鍵能為431 kJ·mol－1，下列敘述正確的是 。
A.每生成1 mol H—Cl鍵放出431 kJ能量 B.每生成1 mol H—Cl鍵吸收431 kJ能量
C.每拆開1 mol H—Cl鍵放出431 kJ能量 D.每拆開1 mol H—Cl鍵吸收431 kJ能量
AD
練習
(2)已知鍵能：H—H為436 kJ·mol－1；H-F為565 kJ·mol－1；H-Cl為431 kJ·mol－1；
H-Br為366 kJ·mol－1。則下列分子受熱時最穩定的是 。
A.HF B.HCl C.HBr D.H2
A
鍵能越大物質越穩定
練習
化學反應中能量變化的決定因素
——宏觀角度
放熱反應 吸熱反應
化學能轉化為熱能 熱能轉化為化學能被生成物“儲存”
各種物質都具有能量，物質的組成、結構與狀態不同，所具有的能量也不同。放熱反應可以看成是反應物所具有的化學能轉化為熱能釋放出來，吸熱反應可以看成是熱能轉化為化學能被生成物所“儲存”。
反應物的總能量高
生成物的總能量低
化學反應
向環境釋放能量
生成物的總能量高
反應物的總能量低
化學反應
從環境吸收
能量
反應過程
能
量
化學反應與能量變化關系示意圖
E反＞E生
放熱反應
圖像
反應物總能量
生成物總能量
反應物的總能量 > 生成物的總能量
E反 > E生， 放熱反應
化學能轉化為熱能
反應物的總能量高
生成物的總能量低
化學反應
釋放能量
E反=E生+Q(能量守恒)
放出能量
Q
反應過程
能
量
反應物總能量
生成物總能量
吸收能量
E反＜E生
吸熱反應
圖像
反應物的總能量 < 生成物的總能量
E反 < E生，吸熱反應
熱能轉化為化學能被生成物“儲存”
結論：化學反應中的能量變化決定于反應物的總能量與生成物的總能量的相對大小。
生成物的總能量高
反應物的總能量低
化學反應
吸收能量
E生=E反+Q(能量守恒)
磷元素有多種性質不同的單質，紅磷(結構復雜用“P”表示)和白磷(P4)是磷的兩種同素異形體，充分燃燒之后的產物都是五氧化二磷。25 ℃，101 kPa下，31 g白磷完全轉化為紅磷，放出11 kJ的熱量，根據以上事實回答下列問題：
(1)紅磷轉化為白磷屬于______反應(填“放熱”或“吸熱”)。
(2)等質量的紅磷和白磷分別完全燃燒，放出熱量較多的是_____(填“白磷”或“紅磷”，下同)。
(3)31 g白磷與31 g紅磷的能量較高的是_____，二者更穩定的是_____。
吸熱
白磷
白磷
紅磷
物質所具有的化學能越低越穩定
練習
小結：一個反應是放熱反應還是吸熱反應取決于
1、微觀角度：化學鍵的斷裂與形成
(1)斷鍵吸收總能量>成鍵釋放總能量，吸熱反應
(2)斷鍵吸收總能量<成鍵釋放總能量，放熱反應
2、宏觀角度：反應物和生成物的總能量
(1)若E反> E生，放出能量，放熱反應
(2)若E反< E生，吸收能量，吸熱反應
思考：1放熱反應、吸熱反應與反應條件有沒有關系？
2Na＋O2 Na2O2
Ba(OH)2 8H2O＋2NH4Cl= BaCl2＋2NH3↑＋10H2O
放熱反應
吸熱反應
反應條件不是判斷放熱反應和吸熱反應的依據。
2.放熱反應一定好發生，吸熱反應一定難發生嗎？
不一定。反應放熱和吸熱與反應的條件無關，
有些放熱反應必須加熱才能發生，
如木炭的燃燒；而有些吸熱反應在常溫下就能發生，
如Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應。
3.根據以上學習及已有的知識經驗，我們所學過的化學反應哪些可以歸為放熱反應，哪些屬于放熱反應？可以結合書本P33第一段。
常見的放熱反應和吸熱反應
放熱反應 吸熱反應
①所有燃燒反應 ②酸堿中和反應 ③大多數化合反應 ④活潑金屬跟水或酸的反應 ⑤物質的緩慢氧化 ⑥鋁熱反應(見第八章) ①大多數分解反應
② C、H2、CO等高溫下作還原劑 例：C+CO2、H2+CuO、C+H2O(g)
③Ba(OH)2·8H2O＋NH4Cl(固態銨鹽與堿的反應)
④NaHCO3與鹽酸的反應
冬季生活中常常采用下列方法獲得熱量：①燒炭取暖；②電暖器取暖；③天然氣壁掛爐取暖；④空調取暖；⑤地下水循環取暖。
以上都屬于放熱反應嗎？
練習
① ③
AD
2.金剛石和石墨是碳元素的兩種結構不同的單質(同素異形體)。在100 kPa時，1 mol石墨轉化為金剛石，要吸收1.895 kJ的熱能。據此，試判斷在100 kPa壓強下，下列結論正確的是（雙選）( )
A.石墨比金剛石穩定
B.金剛石比石墨穩定
C. l mol石墨比1 mol金剛石的總能量高
D. l mol石墨比1 mol金剛石的總能量低
練習
思考：
1.化石燃料燃燒過程中能量是怎么來的，與化學反應有什么關系？
2.如果是你，你會提出什么方案解決目前化石燃料利用過程面臨的問題？
化學反應中熱能的利用
3.能源可持續發展的措施
提高燃料的燃燒效率
提高能源的利用率
開發使用新能源
開源節流
化學反應與能量變化
第1課時
人類對能源的利用
存在的問題
化學反應與熱能
放熱反應與吸熱反應的概念
常見的放熱反應與吸熱反應
化學反應中能量變化的原因
解決方法
課堂小結
作業：
3 月 17 日
完成課后對應課時評價練習
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