高一化学课件化学能与热能高一化学课件

第二章化学反应与能量第一节化学能与热能目标导航预习引导1.知道化学反应中能量变化的主要原因。2.根据反应前后物质总能量的相对大小判断化学反应是吸热反应还是放热反应。3.了解化学能与热能的相互转化。4.了解化学能转化为热能在生产、生活中的应用及其对人类文明发展的贡献。1.能量变化观点的建立。2.化学键、物质的能量与化学反应中能量变化的关系。3.化学能与热能的相互转化。目标导航预习引导一、化学键与化学反应中能量变化的关系1.化学反应中能量变化的原因(微观角度)(1)物质中的原子之间是通过化学键结合的。(2)断开反应物中的化学键要吸收能量,形成生成物中的化学键要放出能量。(3)物质在化学反应中发生能量变化的主要原因是化学键的断裂和形成。目标导航预习引导2.化学反应中能量变化的决定因素(宏观角度)反应物的总能量生成物的总能量,化学反应放出能量,为放热反应;反应物的总能量生成物的总能量,化学反应吸收能量,为吸热反应。化学反应能量变化的决定因素如图所示:目标导航预习引导预习交流1不同化学反应所伴随发生的能量变化也不同。化学反应是吸热还是放热由什么决定?是不是放热反应不需加热,吸热反应都要加热?试举例说明。答案:化学反应是吸热还是放热决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小,前者大于后者为放热反应,前者小于后者为吸热反应。有的放热反应需要加热才能发生,例如煤的燃烧就是放热反应,但需要加热或点燃引发反应;有的放热反应不需要加热,如白磷的自燃。吸热反应大都需要加热,也有不需加热就能反应的,例如NH4Cl固体与Ba(OH)2·8H2O固体的反应。目标导航预习引导二、化学能与热能的互相转化1.化学反应遵循两条基本的自然定律:质量守恒定律和能量守恒定律,化学能是能量的一种形式,它可以与其他能量互相转化。2.化学反应中的能量变化:主要表现为热量变化——吸热或者放热。3.中和热:在稀溶液中,酸与碱发生中和反应生成1molH2O时放出的热量。中和反应的实质是H++OH-H2O(用离子方程式表示)。预习交流2浓硫酸稀释时放出热量,是放热反应吗?答案:不是。放热反应应为化学反应。问题导学当堂检测一、从化学能的角度理解化学反应过程中的能量变化活动与探究1.煤是一种重要的燃料,在点燃条件下燃烧,放出大量的热。其在燃烧过程中能量的变化与如图所示中的(填字母)最相符(图中E1、E2分别表示反应物和生成物的总能量)。问题导学当堂检测2.将一定量的碳酸钠晶体与硝酸铵晶体密封于一塑料袋中,用细绳绑住塑料袋中间部分,使两种晶体隔开,做成“冰袋”。使用时将细绳解下,用手使袋内两种固体粉末充分混合,便立即产生低温,这种“冰袋”可用于短时间保鲜食物。则碳酸钠与硝酸铵的总能量(填“大于”或“小于”)反应后生成物的总能量。3.化学反应中的能量变化不仅仅表现为热能的变化,有时还可以表现为其他形式的能量变化。比如,停电时,人们一般点蜡烛来照明,这主要是将化学能转化为。答案:1.A2.小于3.光能问题导学当堂检测迁移与应用例1(双选)下列说法正确的是()A.物质发生化学反应都伴随着能量变化B.伴有能量变化的物质变化都是化学变化C.在一个确定的化学反应关系中,反应物的总能量与生成物的总能量一定不同D.在一个确定的化学反应关系中,反应物的总能量总是高于生成物的总能量问题导学当堂检测解析:任何化学反应都有能量变化,但有能量变化的物质变化不一定是化学变化,如物质的三态变化,因此,A项正确,B项不正确。在一个确定的化学反应中,反应物的总能量与生成物的总能量一定不同,但反应物的总能量与生成物的总能量的高低则无法确定,因此,C项正确,D项不正确。答案:AC问题导学当堂检测迁移训练1下列说法正确的是()A.浓硫酸与足量氢氧化钠溶液发生中和反应生成1mol水所释放的热量称为中和热B.化学反应吸收或放出的热量与参加反应的物质的多少有关C.任何反应中能量的变化都表现为热量的变化D.白炽灯工作时,电能全部转化为光能解析:A项,浓硫酸溶于水要放热,这部分热量不属于中和热;C项,化学反应中的能量的变化可表现为光能、电能等;D项,白炽灯工作时除了释放光能外,还释放热量。答案:B问题导学当堂检测化学反应中,物质发生了变化,化学能也随之而改变,化学反应过程中吸收或放出能量可用下图形象地表示:放出能量吸收能量问题导学当堂检测问题导学当堂检测由上图,化学反应过程中是吸收能量还是放出能量,取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。化学反应过程中吸收或放出能量的数量关系可以表示为:反应物生成物自身能量E1自身能量E2若E1E2,化学反应表现为放热反应;若E1E2,化学反应表现为吸热反应。温馨提示:任何化学反应都伴随能量的变化。问题导学当堂检测二、从化学键的角度理解化学反应过程中的能量变化活动与探究在25℃、101kPa的条件下,断裂1molH—H键吸收436kJ能量,断裂1molCl—Cl键吸收243kJ能量,形成1molH—Cl键放出431kJ能量。H2+Cl22HCl的化学反应可用下图表示:问题导学当堂检测现有1molH2与1molCl2反应,生成2molHCl。请回答下列有关问题:(1)反应物断键吸收的总能量为。(2)生成物成键放出的总能量为。(3)H2+Cl22HCl是(填“吸热”或“放热”)反应。(4)反应物总能量(填“”或“”)生成物总能量。答案:(1)679kJ(2)862kJ(3)放热(4)问题导学当堂检测迁移与应用例2氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中,破坏1mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1kJ,破坏1mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2kJ,形成1mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3kJ。下列关系式中,正确的是()A.Q1+Q2Q3B.Q1+Q22Q3C.Q1+Q2Q3D.Q1+Q22Q3解析:燃烧反应H2+Cl22HCl是放热反应,反应中破坏1molH—H键和1molCl—Cl键,同时生成2molH—Cl键。因Q(放)=E2-E10,E1=Q1+Q2,E2=2Q3,所以Q1+Q22Q3。答案:D问题导学当堂检测迁移训练2化学反应A2+B22AB的能量变化如图所示,则下列说法正确的是()A.该反应是吸热反应B.断裂1molA—A键和1molB—B键能放出xkJ能量C.断裂2molA—B键需要吸收ykJ的能量D.2molAB的总能量高于1molA2和1molB2的总能量解析:从能量变化图示上可以看出,反应物总能量高于生成物总能量,该反应是放热反应,A、D错误。断裂化学键时要吸收能量,故B错误。答案:C问题导学当堂检测1.化学键与能量物质中的原子之间是通过化学键相结合的。断开物质中的化学键要吸收能量,而形成物质中的化学键要放出能量。如下表:化学键的变化与能量的关系(25℃、101kPa)。化学键的变化能量的变化断开1molH—H键吸收436kJ能量生成1molH—H键放出436kJ能量断开1molC—H键吸收415kJ能量生成1molC—H键放出415kJ能量问题导学当堂检测要点提示:①断开和形成1mol相同的化学键吸收和放出的能量数值相同。②化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。③物质的键能越大,则该物质具有的能量越低。问题导学当堂检测2.化学键断裂与形成和能量变化的关系化学反应放出能量还是吸收能量取决于反应物中化学键断裂时所吸收的能量和生成物中化学键形成时所放出的能量的相对大小。其数量关系可以表示为:化学反应(吸收能量)(放出能量)E1E2若E1E2,化学反应表现为吸热反应;若E1E2,化学反应表现为放热反应。问题导学当堂检测3.常见的放热反应和吸热反应常见的放热反应:所有的燃烧反应;酸碱中和反应;金属与水或酸生成氢气的反应;大多数化合反应等。常见的吸热反应:大多数分解反应;C(s)+CO2(g)2CO(g)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4Cl(s)BaCl2(aq)+2NH3(g)+10H2O(l)问题导学当堂检测123451.下列说法正确的是()A.吸热反应需要加热才能发生B.放热反应在常温下就能进行C.化学反应就是将化学能转化为热能D.反应是放热还是吸热跟是否加热没有直接的关系解析:反应是放热还是吸热跟是否加热无直接的关系,D对;多数吸热反应需要加热,但有的不需要加热,例如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应,A错;放热反应有的可以不加热,如白磷的自燃,有的就需加热(或点燃)引发反应,如氢气和氧气的反应就需点燃,B错;化学反应不仅可将化学能转化为热能,还可转化为电能、光能等,C错。答案:D问题导学当堂检测123452.下列说法不正确的是()A.化学反应除了生成新物质外,还伴随着能量的变化B.水汽化需要吸收能量,所以水汽化属于吸热反应C.可燃物的燃烧都是放热反应D.反应物的键能总和大于生成物的键能总和,反应吸热解析:化学反应一定有新物质生成,同时伴随着能量的变化,A正确;水汽化是物理变化,不是化学反应,B错;燃烧都是放热反应,C正确;反应物的键能总和大于生成物的键能总和时,说明破坏反应物的化学键需要吸收的能量大于形成生成物的化学键所放出的能量,反应吸热,D正确。答案:B12345问题导学当堂检测3.下图表示吸热反应的是()12345问题导学当堂检测解析:解读图示可知,A反应过程中反应物总能量低于生成物总能量,B、D反应过程中反应物总能量高于生成物总能量,C项表示反应过程中反应物总能量等于生成物总能量,不存在。因此只有A项可以表示吸热反应。答案:A12345问题导学当堂检测4.H2与O2发生反应的过程用模型图示如下(“—”表示化学键),下列说法不正确的是()A.过程Ⅰ是吸热过程B.过程Ⅲ一定是放热过程C.该反应过程所有旧化学键都断裂,且形成了新化学键D.该反应的能量转化形式只能以热能的形式进行解析:过程Ⅰ是旧化学键断裂的过程,为吸热过程,而过程Ⅲ为新化学键形成的过程,是放热过程,故A、B、C项正确;该反应还可以以光能的形式释放能量,D项错误。答案:D12345问题导学当堂检测5.键能是指在25℃、1.01×105Pa下,将1mol理想气体分子AB拆开成为中性气态原子A和B时所需要的能量。显然键能越大,化学键越牢固,含有该键的分子越稳定。例如,H—H键的键能是436kJ·mol-1,是指使1mol气态H2分子变成2mol气态氢原子需要吸收436kJ的能量。(1)已知H—Cl键的键能为431kJ·mol-1,下列叙述中正确的是。A.每形成1molH—Cl键放出431kJ能量B.每形成1molH—Cl键吸收431kJ能量C.每拆开1molH—Cl键放出431kJ能量D.每拆开1molH—Cl键吸收431kJ能量12345问题导学当堂检测(2)已知键能:H—H键为436kJ·mol-1;H—F键为565kJ·mol-1;H—Cl键为431kJ·mol-1;H—Br键为366kJ·mol-1。则下列分子受热最稳定的是。A.HFB.HClC.HBrD.H212345问题导学当堂检测解析:由键能的概念可知,25℃、1.01×105Pa下,1mol理想气体分子AB拆开成为中性气态原子A和B吸收能量,则在相同条件下,由A、B原子形成AB分子时,所释放的能量与拆开AB时所吸收的能量相同。故(1)中选项A、D正确。在HF、HCl、HBr、H2中,键能最大的HF化学键最牢固,受热时表现得最稳定。答案:(1)AD(2)A