2020新教材高中化学 第六章 化学反应与能量 第一节 化学反应与能量变化1课件 新人教版第二册

[明确学习目标]1.知道化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因。2.知道反应物总能量与生成物总能量的相对高低是反应过程中能量变化的决定因素。3.了解化学能与热能的相互转化。4.了解能量转化在生产、生活中的应用。23学生自主学习1.化学反应中能量变化的原因——微观角度(1)化学反应的实质是原子的重新组合，即反应物中旧化学键的断裂和生成物中新化学键的形成过程。(2)化学反应中能量变化的原因①原因②实例断裂1molH—H键(H—H→2H)436kJ能量，形成1molH—H键(2H→H—H)436kJ能量；断裂4molC—H键(CH4→C＋4H)1660kJ能量，形成1molC—H键(C＋H→C—H)415kJ能量。□03吸收□04放出□05吸收□06放出2.化学反应中能量变化的决定因素——宏观角度结论：化学反应中的能量变化决定于的相对大小。□09反应物总能量与生成物总能量3.两个基本自然规律——“质量守恒”和“能量守恒”(1)质量守恒定律：自然界中的物质发生转化时总质量保持不变。(2)能量守恒定律：不同形式的能量发生转换时总能量保持不变。4.吸热反应和放热反应(1)定义吸热反应：热量的化学反应；放热反应：热量的化学反应。□10吸收□11释放(2)实验探究①镁和稀盐酸的反应②Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反应5.获取热能的方法及注意问题(1)人类获取热能的主要途径都是通过。随着社会的进步和人类生活水平的提高，能源的消耗越来越多。而化石燃料作为人类利用最多的常规能源，其利用过程中面临两方面亟待解决的问题：一是，随着能源消费需求的不断增加，能源消费量与储量之间的矛盾日益突显；二是等是大气污染物的主要来源。□12物质的燃烧□13其短期内不可再生，储量有限□14煤和石油产品燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO(2)为了改善人类的生存环境，促进社会可持续发展，成为人类的必然选择。节能不是简单地减少能源的使用，更重要的是。理想的新能源应具有等特点。目前，人们比较关注的新能源有等。□15节能和寻找清洁的新能源□16充分有效地利用能源□17资源丰富、可以再生、对环境无污染□18太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能化学反应中发生能量变化的主要原因是什么？提示：当物质发生化学反应时，断开反应物中的化学键要吸收能量，而形成生成物中的化学键要放出能量，化学键的断裂和形成所吸收和放出的能量不相等是化学反应中能量变化的主要原因。提示23课堂互动探究知识点一化学键与化学反应中能量变化的关系1.从反应物、生成物总能量角度判断化学反应中的能量变化2.从化学键角度判断化学反应中的能量变化用Q(吸)表示反应物分子化学键断裂时吸收的总能量，Q(放)表示生成物分子化学键形成时放出的总能量。公式：ΔQ＝Q(吸)－Q(放)利用化学键形成和断裂时的能量变化计算化学反应中的能量变化：(1)若ΔQ0，说明反应物分子断键时吸收的总能量生成物分子成键时放出的总能量，即反应吸收能量。(2)若ΔQ0，说明反应物分子断键时吸收的总能量生成物分子成键时放出的总能量，即反应放出能量。1化学反应A2＋B2===2AB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键放出xkJ的能量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[批注点拨][解析]从题图可以看出，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应是放热反应，A、D错误；断键时需要吸收能量，B错误，C正确。解析[答案]C答案[练1]下列说法中错误的是()A.化学反应中能量变化通常表现为热量的变化B.化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因C.需要加热才能发生的反应一定是吸收能量D.反应物总能量和生成物总能量的相对大小决定了反应是放出能量还是吸收能量答案C答案解析化学反应都伴随能量的变化，通常表现为热量的变化，A正确；化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂与形成，B正确；反应放出能量或吸收能量与反应条件没有关系，C错误；反应物与生成物的总能量的相对大小决定了反应是放出能量还是吸收能量，D正确。解析[练2]请根据下面信息，判断下列叙述中正确的是()A.1molH2O分解为H2与O2需吸收930kJ热量B.H2与O2反应生成1molH2O放出930kJ热量C.2molH的能量小于1molH2的能量D.2molH结合成1molH2放出436kJ的热量答案D答案解析由反应方程式H2(g)＋12O2(g)===H2O(g)ΔH＝436kJ·mol－1＋249kJ·mol－1－930kJ·mol－1＝－245kJ·mol－1可知，分解1mol水需要吸收245kJ的能量，生成1mol水时放热245kJ，A、B错误；1molH2生成2molH吸收436kJ能量，反之2molH结合生成1molH2放出436kJ能量，C错误，D正确。解析规律方法化学反应中反应热的计算方法及注意事项(1)反应热计算公式ΔQ＝反应物的总键能－生成物的总键能＝生成物的总能量－反应物的总能量。ΔQ0，为放热反应ΔQ0，为吸热反应(2)注意共价化合物中的共价键数目，如1molH2O中含有2molH—O键，1molH2O2中含有2molH—O键和1molO—O键。(3)计算时要注意化学计量数与共价键总数的关系，不能都按1mol计算，要根据实际配平的反应方程式计算反应物或生成物的总能量。知识点二化学能与热能的相互转化常见的放热反应和吸热反应2下列说法中正确的是()①需要加热方能发生的反应一定是吸热反应②放热反应在常温下一定很容易发生③反应是放热还是吸热必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小④放热反应加热到一定温度引发后，停止加热反应也能继续进行A.只有③④B．只有①②C.①②③④D．只有②③④[批注点拨][答案]A答案[练3]将盛有NH4HCO3粉末的小烧杯放入盛有少量醋酸的大烧杯中。然后向小烧杯中加入盐酸，反应剧烈，醋酸逐渐凝固。由此可知()A.NH4HCO3和盐酸的反应是放热反应B.该反应中，热能转化为产物内部的能量C.反应物的总能量高于生成物的总能量D.NH4HCO3的能量一定低于NH4Cl的能量答案B答案解析醋酸逐渐凝固，说明NH4HCO3与盐酸反应使醋酸的温度降低，因此该反应为吸热反应，A错误；吸热反应中吸收的能量转化为产物内部的能量储存在产物中，B正确；由于NH4HCO3和盐酸的反应是吸热反应，故反应物的总能量低于生成物的总能量，C错误；NH4HCO3粉末与盐酸的反应是吸热反应，是反应物的总能量低于生成物的总能量，而NH4HCO3仅是两种反应物之一、NH4Cl仅是三种生成物之一，故无法得出NH4HCO3的能量一定低于NH4Cl的能量的结论，D错误。解析[练4]有专家指出，如果对燃烧产物如CO2、H2O、N2等利用太阳能使它们重新组合，那么，不仅可以消除对大气的污染，还可以节约燃料，缓解能源危机。如图所示：在此构想的物质循环中太阳能最终转化为()A.化学能B．热能C.生物质能D．电能答案B答案解析图中关键信息是利用太阳能使H2O、CO2、N2等重新组合，组合成可燃物，而可燃物燃烧后转化为燃烧产物并放出热量，产物又结合太阳能转化为燃料，如此循环，可知太阳能最终转化为燃料燃烧所释放出的热能。解析规律方法(1)“三个不一定”。需加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如碳和氧气的反应；放热反应常温下不一定容易发生，如铝热反应；吸热反应也不一定需要加热，如Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体的反应。(2)吸热反应和放热反应都是化学变化，如NaOH固体溶于水是放热过程，但不是放热反应；如升华、蒸发等是吸热过程，但不是吸热反应。(3)物质具有的能量越低，断开其中的化学键需要的能量越多，该物质越稳定；物质具有的能量越高，断开其中的化学键需要的能量越少，该物质越不稳定。本课归纳总结1.化学反应吸热还是放热取决于反应物总能量和生成物总能量的相对大小。2.化学反应中，断裂反应物中化学键吸收能量为Q(吸)，形成生成物中化学键放出能量为Q(放)，则化学反应过程中的能量变化为ΔQ＝Q(吸)－Q(放)，若ΔQ0，为放热反应，若ΔQ0，为吸热反应。3.(1)常见的放热反应：所有燃烧反应，酸碱中和反应，活泼金属与水、酸的反应，绝大多数化合反应。(2)常见的吸热反应：Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应，以C、H2、CO为还原剂的反应，大多数分解反应。4.物质具有的能量越低，物质的稳定性越强，即能量越低越稳定。23学习效果检测1.下列变化过程需要吸收能量的是()A.氢气球遇火发生爆炸B.向污染的河水中投放生石灰C.D.答案D答案解析氢气的燃烧爆炸、CaO与水的反应、形成化学键的过程都要放出能量，断裂化学键时需要吸收能量。解析2.现在人类直接利用的主要化石能源是()A.太阳能B．核能C．氢能D．煤解析化石能源包括石油、煤和天然气。解析答案D答案3.下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是()A.氢氧化钠溶液与稀盐酸混合B.氢氧化钡晶体与氯化铵晶体混合搅拌C.乙醇燃烧D.锌与稀硫酸的反应答案B答案解析生成物的总能量高于反应物的总能量，说明此反应是吸热反应。A项，反应属于放热反应，错误；B项，属于吸热反应，正确；C项，燃烧是放热反应，错误；D项，锌与稀硫酸的反应属于放热反应，错误。解析4.如图为某化学反应的能量—反应进程图，由此可判断该反应()A.为放热反应B．为吸热反应C.属于燃烧反应D．属于中和反应答案B答案解析由图像可知该反应反应物的总能量低于生成物的总能量，该反应是吸热反应，而物质的燃烧反应、酸碱中和反应是放热反应。解析5.下列说法正确的是()A.若氢气和氧气化合是放热反应，则电解水生成氢气和氧气是吸热反应B.需要加热才能发生的反应是吸热反应C.反应放出热量的多少与反应物的质量无关D.对于放热反应A＋B===C＋D，A、B的能量总和小于C、D的能量总和答案A答案解析A项，若氢气和氧气化合是放热反应，则电解水生成氢气和氧气是吸热反应，正确；B项，需要加热才能发生的反应可能是吸热反应，也可能是放热反应，错误；C项，反应放出热量的多少与反应物的质量成正比关系，错误；D项，对于放热反应A＋B===C＋D，A、B的能量总和大于C、D的能量总和，错误。解析6.下列有关能量转化的认识不正确的是()A.通过植物的光合作用，太阳能转化为化学能B.人类使用照明设备，将电能转化为光能C.生物体内的化学变化过程在能量转化上比在体外发生的一些能量转化更为合理、有效D.燃料燃烧，只是将化学能转化为了热能答案D答案解析A项，植物的光合作用是在太阳光作用下合成了新物质，太阳能转化为化学能，正确；B项，人类使用照明设备照明是电能转化为光能，正确；C项，生物体内的化学变化过程在能量转化上更为合理、有效，正确；D项，燃烧是剧烈的发光放热的氧化还原反应，反应过程中可产生光能、热能等，错误。解析7.已知2SO2＋O22SO3为放热反应，对该反应的下列说法正确的是()A.O2的能量一定高于SO2的能量B.SO2和O2的总能量一定高于SO3的总能量C.SO2的能量一定高于SO3的能量D.因该反应为放热反应，故不必加热就可发生答案B答案解析反应2SO2＋O22SO3为放热反应，所以SO2和O2的总能量一定高于SO3的总能量，A错误，B正确，C错误；反应放热或吸热与反应是否需要加热没有必然联系，D错误。解析8.如图是某同学设计的放热反应的观察装置。其实验操作步骤如下：①按图所示将实验装置连接好；②在U形管内加入少量红墨水(或品红溶液)，打开T形管活塞，使U形管内两边的液面处于同一水平面，再关闭T形管活塞；③在盛有1.0g氧化钙的小试管里滴入2mL左右的蒸馏水，观察现象。试回答：(1)实验前必须进行的一步实验操作是__________。(2)实验中观察到的现象是________________。(3)实验中发生反应的化学方程式：____________________________