高中化学反应与能量变化教课ppt课件

这是一份高中化学反应与能量变化教课ppt课件，共36页。PPT课件主要包含了天何所沓，十二焉分，日月安属，能量越低越稳定，水蒸气等内容，欢迎下载使用。
1.理解吸热反应和放热反应的概念，熟知常见的吸热反应和放热反应。2.从微观上理解化学反应中能量变化的主要原因——化学键的断裂和形成；从宏观上理解化学反应中能量的变化取决于反应物与生成物的总能量的相对大小3.认识燃料的燃烧效率、保护环境、开发清洁燃料的必要性和重要性
屈原的《天问》，寄予了一个民族对天的丰富想象
一、吸热反应和放热反应
实验探究：化学反应中的能量变化
化学反应都是放热反应吗？请通过以下实验探究反应中的热量变化。
反应产生气体，放出热量
Mg＋2HCl = MgCl2＋H2↑
有刺激性气味；杯壁发凉；木片和烧杯黏结在一起；混合物呈糊状
反应产生NH3和H2O，吸收热量
Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl = BaCl2＋2NH3↑＋10H2O
结论：化学反应有新物质生成，同时反应过程中伴有热量的释放或吸收
以上两个实验中，化学反应前后的温度变化说明化学反应过程中伴有热量的释放或吸收。
实验结论：化学反应中总会伴随着能量变化，通常主要表现为热能的变化，有的反应放出热量，有的反应吸收热量。
特别提醒：化学反应的能量变化，除转化为热能外，还转化为机械能、光、声、电等多种能量形式。
1.常见的放热反应和吸热反应
把释放热量的化学反应称为放热反应。
把吸收热量的化学反应称为吸热反应。
①金属及其氧化物和水或酸的反应②酸碱中和反应③大多数化合反应④所有燃烧反应⑤物质的缓慢氧化⑥铝热反应
1.NH4NO3溶解时吸热，是否为吸热反应？
不是。它只是吸热过程，是物理变化
2.浓硫酸稀释、NaOH固体溶解时放热，是否为放热反应？
不一定。吸、放热反应与反应是否需要加热等条件没有直接联系，如NH4Cl晶体与Ba(OH)2·8H2O晶体常温下的反应为吸热反应。
3.吸热反应一定需要加热才能发生吗？
不是。它只是放热过程，是物理变化
(1)化学反应一般都会伴随有能量的变化
(2)吸热反应、放热反应都指的是化学反应
(3)物质三态间变化属于物理变化，伴随吸/放热过程，不是吸/放热反应
(4)吸热反应、放热反应与反应是否需要加热等条件没有直接联系，有些放热反应需要加热的条件，有些吸热反应在常温下就可反生。
2.化学反应中能量变化的原因
(1) 宏观辨识——从总能量高低理解能量变化的原因
各种物质都具有能量，物质的组成、结构与状态不同，所具有的能量也不同。
物质本身是具备能量的
取决于反应物总能量和生成物总能量的相对高低
吸热反应：ΔH＞0或 ΔH为“+”反应物总能量< 生成物总能量
放热反应：ΔH＜0 或ΔH为“-”反应物总能量 > 生成物总能量
ΔH＝生成物总能量－反应物总能量
物质的能量和物质稳定性的关系是什么？
温度不断升高，自身能量不断增大，稳定性越来越低
(2) 微观探析——从化学键变化的角度理解能量变化
以氢气与氯气化合生成氯化氢的反应为例：
已知25 ℃和101 kPa条件下 H2(g)＋Cl2(g) = 2HCl(g)
化学键断裂吸热 化学键形成放热
断键吸收总能量=679kJ/ml
成键释放总能量=862kJ/ml
物质中的原子之间是通过化学键相结合的，当化学反应发生时，反应物的化学键断裂要吸收能量，而生成物的化学键形成要放出能量。
吸收能量E吸总＞释放能量E放总 该反应为吸热反应吸收能量E吸总＜释放能量E放总 该反应为放热反应
请画出放热、吸热反应的能量随反应过程的变化图。
ΔH＝反应物吸收总能量－生成物释放总能量
ΔH＝反应物总键能－生成物总键能
1.已知氢气中H—H键能为436kJ/ml，氧气中O—O键能为498kJ/ml，水中H—O键能为463kJ/ml。则标准状况下11.2L氢气完全燃烧放出的热量为多少？
n(H2)＝0.5ml，
根据方程式2H2＋O2＝2H2O，
成键共放出 Q放＝1ml×463kJ/ml＝463kJ。
所以，该反应一共断裂0.5mlH—H键、0.25mlO—O键，
断键共吸收 Q吸＝0.5ml×436kJ/ml＋0.25ml×498kJ/ml＝342.5kJ，
反应放出热量为Q＝Q放-Q吸＝463kJ-342.5kJ＝120.5kJ。
2.已知氮气中氮氮三键键能为946kJ/ml，H—H键能为436kJ/ml，制备氨气时生成2ml氨气放出92kJ的热量，则N—H键能为多少kJ/ml？
Q吸＝946kJ＋3×436kJ＝2254kJ
由于反应为放热则 92kJ＝6x-2254 kJ，
所以x＝391kJ/ml
△H﹤0或△H为“-”
△H﹥0或△H为“+”
生成物的总能量小于反应物的总能量
生成物的总能量大于反应物的总能量
生成物总键能大于反应物总键能
生成物总键能小于反应物总键能
键能越大，物质能量越低，越稳定，反之键能越小，物质能量越高，越不稳定。
二、化学反应中热能的利用
1.现阶段人类获取热能的主要途径
最常见的常规能源是化石燃料(煤、石油和天然气)
2. 人类利用能源的三个时期
随着社会进步和人类生活水平的提高，能源的消耗越来越多
柴草时期该时期主要以树枝、杂草为主要能源，火通过光和热推动人类进步
化石能源时期该时期主要煤、石油、天然气为主要能源；煤炭在18世纪中叶以后成为主要能源
多能源结构时期可再生能源和清洁能源将成为新能源的主力军，如：太阳能、核能、 风能、潮汐能、生物质能等
3.人类能源利用过程中出现的问题
一是其短期内不可再生，储量有限，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；
二是煤和石油产品燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO等是大气污染物的主要来源。
4.能源利用过程中解决办法
另一个环节是能量利用阶段，可通过使用节能灯，改进电动机的材料和结构，以及发电厂、钢铁厂余热与城市供热联产等措施促进能源循环利用，有效提高能源利用率。
一个是燃料燃烧阶段，可通过改进锅炉的炉型和燃料空气比、清理积灰等方法提高燃料的燃烧效率；
5.能源的分类（原有形态是否改变、使用程度、能源再生性）
请用本节课的知识解释下列现象背后的奥秘
☆利用化学反应放出的能量升温
☆利用化学反应吸收能量来降温
(1)氢氧溶于水放出热量，该变化为放热反应(　　)(2)化学反应既有物质变化，又有能量变化(　　)(3)镁条在空气中燃烧是放热反应，反应过程中所释放的能量全部转化为热能(　　)(4)吸热反应需要加热才能进行(　　)(5)火药爆炸时所释放的能量包括热、光、声、机械能等多种能量形式(　　)
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”
(6)化学键断裂需要吸收能量，化学键形成会放出能量(　　)(7)化学反应必然伴随能量变化(　　)(8)放出能量越多的反应通常生成物越不稳定(　　)(9)化学反应过程不一定都有能量变化(　　)(10)煤、石油和天然气都是化石能源(　　)(11)柴草燃烧时，化学能全部转化为热能(　　)
2.（课本41页第3题）下列说法错误的是（ ）A.化学反应必然伴随发生能量变化B.化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少无关C.能量变化必然伴随发生化学变化D.化学反应中的能量变化主要是由化学键变化引起的
3.（课本41页第4题）在一定条件下，石墨转化为金刚石要吸收能量，在该条件下，下列结论正确的是（ ）A、金刚石比石墨稳定B、等质量的金刚石和石墨完全燃烧释放的热量相同C、金刚石转化为石墨是吸热反应D、1mlC（金刚石）比1ml（石墨）的总能量高
4.下列说法正确的是(　 　)A.放热反应在常温下一定很容易发生B.需要加热方能发生的反应一定是吸热反应C.吸热反应在通常条件下不可能很容易发生D.反应能否发生与条件有关，反应过程的能量变化与反应条件没有必然联系
5. 下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是（ ）A.锌粒与稀硫酸的反应 B.灼热的木炭与CO2的反应C.甲烷在氧气中的燃烧反应 D.Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应
7.已知反应A＋B＝C＋D为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是（ ） A. A的能量一定高于CB. B的能量一定高于DC. A和B的总能量一定高于C和D的总能量D. 该反应为放热反应，故不必加热就一定能发生
8.下列各图中，表示正反应是吸热反应的图是( )。
9. 已知某化学反应A2(g)＋2B2(g)===2AB2(g)(A2、B2、AB2的结构式分别为A==A、B—B、B—A—B)，反应过程中的能量变化如图所示，下列有关叙述正确的是（ ）A.该反应的进行一定需要加热或点燃B.该反应若生成2 ml AB2(g)，则放出的热量为(E1－E2) kJC.该反应断开反应物中化学键吸收的总能量大于形成生成物中化学键释放的总能量D.生成2 ml B—A放出E2 kJ能量
10.如图是铁和硫反应的装置图，将铁粉和硫粉混合后加热，待反应一发生即停止加热，反应仍可持续进行，直至反应完全生成新物质硫化亚铁。
①通过上述现象，说明该反应是吸热反应还是放热反应？
②有的同学说，吸热反应一定需要加热才能进行，而放热反应不需要加热就可以进行，这种说法正确吗？为什么？
吸热反应或放热反应与反应条件没有必然的联系。