2020版高中化学 第二章 化学反应与能量 1 化学能与热能课件 新人教版必修2

第一节化学能与热能课程目标1．理解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．理解反应物总能量与生成物总能量的相对高低与反应过程中能量变化的关系。3．了解化学能与热能的相互转化，了解中和热的概念。4．了解能量转化在生产、生活中的应用。图说考点,基础知识[新知预习]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)化学反应的实质原子的重新组合，即反应物中旧化学键的和生成物中新化学键的过程.断裂形成(2)化学反应中能量变化的原因结论化学反应中能量变化的主要原因是化学键的断裂和形成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。反应物的总能量与生成物的总能量二、化学能与热能的相互转化1.两个基本自然规律——“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保持不变。（2）能量守恒定律：不同形式的能量发生转换时保持不变。总质量总能量2．放热反应和吸热反应(1)实验探究实验操作实验现象实验结论产生大量气泡，温度计指示温度升高Al与盐酸反应的过程中放出热量，反应的化学方程式为:2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑有气味气体产生，反应混合物逐渐成糊状，玻璃片与烧杯底部在一起，触摸杯壁下部，有凉的感觉Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应的过程中吸收热量，反应的化学方程式为刺激性黏结Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O反应后溶液的温度比反应前盐酸和NaOH溶液的温度都高盐酸与NaOH溶液反应的过程中放出热量，反应的化学方程式为HCl＋NaOH===NaCl＋H2O(2)定义吸热反应：吸收热量的化学反应。放热反应：放出热量的化学反应。(3)中和热：在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成H2O时所释放的热量。1mol3．化学能与热能相互转化的应用4．人类利用能源的三个阶段4．人类利用能源的三个阶段柴草时期―→以树枝、杂草为主要能源⇓化石能源时期―→以为主要能源⇓多能源结构时期―→以可再生能源和清洁能源(绿色能源)为主煤、石油、天然气[即时性自测]1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”(1)放热反应不需要加热就能发生。()(2)物质发生化学变化都伴有能量的变化。()(3)伴有能量变化的物质变化都是化学变化。()(4)化学反应中化学能只能转化为热能。()(5)形成化学键时，有的吸收能量，有的释放能量。()×√×××(6)当一种反应物的能量高于一种生成物的能量时，这个反应过程就要放热。()(7)化合反应都是放热反应，分解反应都是吸热反应。()(8)相同条件下由原子形成1molH—Cl键所放出的能量与断开1molH—Cl键吸收的能量相等。()(9)放出能量越多的反应通常生成物越不稳定。()(10)太阳能、风能、潮汐能属于可再生的新能源。()××√×√2．下列变化过程一定属于化学变化的是()A．有颜色变化的变化B．有能量变化的变化C．有电子转移的变化D．有化学键断裂的变化解析：有电子转移的变化是氧化还原反应，C项正确。答案：C3．下列过程一定释放能量的是()A．化合反应B．分解反应C．分子拆成原子D．原子组成分子答案：D4．化学反应的发生必然伴有能量的转化，其最根本原因是()A．化学反应中一定有新物质生成B．化学反应中旧的化学键的断裂需要吸收能量，新的化学键的形成需要放出能量C．化学反应通常需要加热等条件才能发生D．能量变化是化学反应的基本特征之一答案：B5．下列各图中，表示该化学反应是吸热反应的是()解析：吸热反应中反应物的总能量低于生成物的总能量，A项正确。答案：A技能素养提升点一化学反应中能量变化[例1]根据下面的信息，判断下列叙述正确的是()A．氢气跟氧气反应生成水的同时释放能量B．氢气跟氧气反应生成水的同时吸收能量C．1mo1H2与12molO2反应生成1molH2O一定释放能量245kJD．2molH2(g)与1molO2(g)反应生成2molH2O(g)吸收能量490kJ【解析】由题中信息可知，1molH2(g)的共价键断裂吸收能量436kJ，12molO2(g)的共价键断裂吸收能量249kJ，两项共吸收能量685kJ；形成2molH—O键时共释放能量930kJ。在1molH2(g)与12molO2(g)反应生成1molH2O(g)的过程中，放出的能量比吸收的能量多245kJ，C项中缺少物质的状态，所以释放的能量不一定是245kJ。【答案】A[提升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项错误；断键时需要吸收能量，B项错误，C项正确。答案：C[关键能力]1．化学反应中能量变化的关系一个确定的化学反应完成后是吸收能量还是放出能量，决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小，下表形象地表示了这种关系。化学反应放出能量化学反应吸收能量2.化学反应中能量变化的计算(1)若反应物中的化学键断开时吸收的能量高于生成物成键释放的能量，则该反应吸收能量，吸收的能量＝反应物分解吸收的总能量－生成物形成释放的总能量。(2)若反应物中的化学键断开时吸收的能量低于生成物成键释放的能量，则该反应放出能量，放出的能量＝生成物形成释放的总能量－反应物分解吸收的总能量。状元随笔以2H2＋O2=====点燃2H2O为例分析如下：2H2――――――――――→断裂2molH—H键吸收2×436kJ能量4HO2――――――――――→断裂1molO===O键吸收498kJ能量2O―――――――――→形成4molH—O键放出4×465kJ能量2H2O2molH2完全燃烧放出的能量为4mol×465kJ/mol－(2mol×436kJ/mol＋1mol×498kJ/mol)＝490kJ。提升点二吸热反应与放热反应[例2]下列说法正确的是()①需要加热才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反应是放出能量还是吸收能量必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小④有的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．②③④【解析】加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如铜在氯气中燃烧；放热反应在常温下不一定容易发生，如N2与H2合成NH3；反应是放热还是吸热取决于反应物、生成物所具有的总能量的相对大小；需要加热才能发生的放热反应，如果反应放出的热量达到反应所需要的热量，停止加热反应也能继续进行，如Fe＋S=====△FeS。【答案】A[提升2]将下列图示内容与对应的反应类型用短线连接起来。①吸热反应②放热反应答案：①——A、C②——B、D[关键能力]放热反应与吸热反应的比较及判断方法类型比较放热反应吸热反应定义放出热量的反应吸收热量的反应形成原因反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量与化学键的关系生成物分子成键时释放的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量图示判断方法①大部分化合反应；②酸碱中和反应；③所有的燃烧反应；④活泼金属与水或酸的反应①需要加热的分解反应；②少数化合反应，如CO2＋C=====高温2CO；③Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应状元随笔吸热反应和放热反应判断的2个注意点(1)“三个不一定”。①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；②放热反应常温下不一定容易发生，如铝热反应；③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、蒸发等过程是吸热过程，但不是吸热反应。形成性自评1．根据下图提供的信息，下列所得结论不正确的是()A．该反应是吸热反应B．该反应一定有其他形式的能量转化为化学能C．反应物比生成物稳定D．因为生成物的总能量高于反应物的总能量，所以该反应不需要加热解析：A项，因生成物总能量大于反应物总能量，故该反应为吸热反应，正确；B项，因能量守恒，必有其他形式的能量转化为化学能，正确；C项，因能量高的物质不稳定，能量低的物质稳定，而反应物的能量比生成物的能量低，所以反应物比生成物稳定，正确；D项，反应物和生成物总能量的高低与是否加热无关，错误。答案：D2．参照反应Br＋H2―→HBr＋H的能量随反应过程变化的示意图(如下图所示)，下列叙述中正确的是()A．反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量B．正反应为吸热反应C．该反应的逆反应是吸热过程D．从图中可以看出，HBr的能量一定高于H2的能量解析：从示意图中可以看出，反应物Br＋H2先吸收117kJ·mol－1能量，然后放出42kJ·mol－1能量。由于总能量是守恒的，因此反应物具有的总能量低于生成物具有的总能量，则正反应是吸热反应，逆反应是放热反应，故A、C两项错误，B项正确。根据图中信息，不能看出HBr与H2的能量谁高谁低，D项错误。答案：B3．下列反应一定属于放热反应的是()①硫酸与Ba(OH)2溶液混合②Mg与CH3COOH溶液的反应③燃烧④中和反应⑤复分解反应A．①②③④B．②③④⑤C．①③④⑤D．全部解析：硫酸与Ba(OH)2溶液混合，酸、碱发生中和反应，是放热反应。镁与CH3COOH溶液的反应也是放热反应。燃烧一般是指物质与氧发生的剧烈的发光、发热的反应，因而是放热反应。复分解反应有的是放热反应，如中和反应；有的是吸热反应，如氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应。答案：A4．下图是一个一次性加热杯的示意图。当水袋破裂时，水与固体碎块混合，杯内食物温度逐渐上升。制造此加热杯可选用的固体碎块是()A．硝酸铵B．生石灰C．氯化镁D．食盐解析：生石灰与水反应放出大量的热。答案：B5．写出下列变化中的能量转化形式。(1)天然气燃烧：____________________________________________。(2)高温煅烧石灰石制取生石灰：____________________________________________。(3)植物的光合作用：____________________________________________。(4)水力发电：____________________________________________。(5)铅蓄电池作汽车电源：_____________________________________________。化学能转化为热能热能转化为化学能太阳能转化为化学能机械能转化为电能化学能转化为电能练后感悟吸热反应和放热反应的判断方法(1)根据反应物和生成物的总能量的相对大小判断——决定因素。若反应物的总能量大于生成物的总能量，属于放热反应，反之是吸热反应。(2)根据化学键断裂或形成时的能量变化判断——用于计算。若断裂反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量，属于放热反应，反之是吸热反应。(3)根据反应物和生成物的相对稳定性判断。由不稳定的物质(能量高)生成稳定的物质(能量低)的反应为放热反应，反之为吸热反应。(4)根据反应条件判断。凡是持续加热才能进行的反应一般就是吸热反应。