必修二6.1.1化学.pptx

<p>,第六章化学反映与能量,第一节化学反映与能量变化,第1学时化学反映与热能,一、化学反映与能量,1.实验探究:,实,验,操,作,试管中加入,2 mL,2 molL,-1,盐酸,并用温度计测量其温度,再向试管中放入打磨过的镁条,将,20 g Ba(OH),2,8H,2,O,晶体研细后与,10 g NH,4,Cl,晶体一起放入烧杯中,并将烧杯放在滴有几滴水的木片上。用玻璃棒快速搅拌,玻璃片盖上烧杯,实,验,装,置,实,验,现,象,_,_,_,_,有刺激性气味气体产生,用手,触摸杯壁下部,烧杯壁,_,试着用手拿起烧杯,_,_,镁条逐步溶解,有气泡产生,温度计的示数,升高,变凉,木片黏,在烧杯上,实验,结论,该反应,_,该反应,_,化学反应发生时伴有,_,放出热量,吸取热量,热量的释放和吸取,2.放热反映和吸热反映,(1)含义:,放热反映:_的化学反映。,吸热反映:_的化学反映。,释放热量,吸取热量,(2)实例:,放热反映:,a.镁条、铝片与盐酸的反映;,b.木炭、氢气、甲烷等在氧气中的燃烧;,c.氢气与氯气的化合。,吸热反映:,a.氢氧化钡与氯化铵的反映;,b.盐酸与碳酸氢钠的反映;,c.灼热的炭与二氧化碳的反映。,【微思考】冬季生活中经常采用下列办法获得热量:,烧炭取暖;,用电暖器取暖;,天然气壁挂炉取暖;,空调取暖;,地下水循环取暖等,都属于放热反映吗?,提示:属于。发生化学反映时释放热量才是放热反映,分别属于煤炭和甲烷的燃烧反映。是电能转化为热能;只是热量的交换。,二、化学键与化学反映中能量变化的关系,1.化学反映中能量变化的本质因素:,(1)因素:,(2)实例:,计算分析:,化学键,反应中能量变化,1 mol,化学键,反应中能量变化,HH,吸收,436 kJ,共吸收,679 kJ,ClCl,吸收,243 kJ,HCl,放出,431 kJ,共放出,862 kJ,结论,679 kJ-862 kJ=-183 kJ,即反应放出,183 kJ,热量,2.多角度分析化学反映的能量变化,分析,角度,放热反应,吸热反应,微观,断键吸收的热量,_,成键放出的热量,断键吸收的热量,_,成键放出的热量,宏观,反应物的总能量,_,生成物的总能量,反应物的总能量,_,生成物的总能量,不大于,不不大于,不不大于,不大于,【巧判断】,(1)吸热反映需要加热才干反映。(),提示:。如氢氧化钡与氯化铵的反映吸热,在常温下就能进行。,(2)已知Al与稀盐酸的反映为放热反映,即Al的能量不不大于H2的能量。(),提示:。反映放热阐明反映物的总能量不不大于生成物的总能量,即Al与稀盐酸含有的总能量不不大于AlCl3与H2所含有的总能量,而Al与H2的能量大小无法比较。,(3),有能量变化的物质变化一定是化学变化。,(,),提示,:,。有能量变化的物质变化不一定是化学变化,物质发生物理变化时也伴有能量变化。如冰融化、氢氧化钠的溶解等。,三、人类对能源的运用,1.运用的三个阶段:,2.化石燃料运用过程中亟待解决的两方面问题,(1)一是其短期内不可再生,储量有限;,(2)二是煤和石油产品燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO等是大气污染物的重要来源。,3.在燃料运用过程中,节能的重要环节:,(1)燃料燃烧阶段可通过改善锅炉的炉型和燃料空气比、清理积灰等办法提高燃料的燃烧效率;,(2)能量运用阶段可通过使用节能灯,改善电动机的材料和构造,以及发电厂、钢铁厂余热与都市供热联产等方法增进能源循环运用,有效提高能量运用率。,4.,新能源,(1),特点,:,资源丰富、,_,。,(2),人们比较关注的新能源,:_,能、,_,能、地热能、海洋能和,_,能等。,能够再生,对环境无污染,太阳,风,氢,【,情境,思考,】,2019,中国,(,山西,),国际清洁能源博览会于,2019,年,6,月,28,日上午在太原开幕。,本次展会以“清洁低碳、绿色发展”为主题,聚焦煤炭清洁运用、新能源、储能、节能环保等领域,展示新技术新产品新应用,搭建中西部清洁能源及设备供需平台,增进煤改电、煤改气、煤改清洁采暖在中西部的实施,加强雾霾的治理,有效改善呼吸环境。,(1)提高燃料的燃烧效率应当从哪些方面考虑?,提示:使燃料与氧气充足接触,如将煤粉碎、液化和气化;通入充足的氧气。,(2)日常生产、生活中经常采用下列能源:,煤;石油;天然气;太阳能;水能;氢能;,核能;风能;地热能等,属于清洁能源的有哪些?,提示:。清洁能源即绿色能源,是指不排放污染物、能够直接用于生产生活的能源,它涉及核能和可再生能源。可再生能源是指原材料能够再生的能源,如水力发电、风力发电、太阳能、水能、生物能(沼气)、地热能(涉及地源和水源)、海潮能等能源。,知识点一放热反映与吸热反映的理解,【重点释疑】,1.放热反映与吸热反映的比较:,放热反应,吸热反应,定义,释放热量的化学反应,吸收热量的化学反应,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,强弱,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,放热反应,吸热反应,反应,过程,图示,2.常见的放热反映和吸热反映,3.化学反映遵照的两条基本规律,(1)质量守恒定律:自然界的物质发生转化时,总质量保持不变。,(2)能量守恒定律:一种形式的能量能够转化为另一种形式的能量,但体系包含的总能量不变。,【思考讨论】,(1)做实验时,吸热反映和放热反映都用到酒精灯,如何判断该反映是吸热反映还是放热反映?放热反映加热的目的是什么?,提示:持续用酒精灯加热,撤掉酒精灯反映就停止的反映是吸热反映;开始用酒精灯加热,反映开始后,撤去酒精灯仍能继续反映的是放热反映。放热反映加热的目的普通是引发反映或加紧反映速率。,(2)放热反映一定容易发生,吸热反映一定难发生吗?,提示:不一定。反映放热和吸热与反映的条件无关,有些放热反映必须加热才干发生,如木炭的燃烧;而有些吸热反映常温下就能发生,如Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反映。,【案例示范】,【典例】(2019菏泽高一检测)下列说法对的的,是(),A.Fe与S在加热条件下才干发生反映,因此该反映属于吸热反映,B.HNO3、H2SO4分别与NaOH溶液反映都放出热量,C.分解反映都是吸热反映,化合反映都是放热反映,D.合成氨的反映是放热反映,因此N2与其它物质的反映也是放热反映,【解题指南】解答本题需注意下列3点:,(1)反映放热还是吸热与反映条件无关。,(2)熟记常见的放热反映和吸热反映类型。,(3)注意知识迁移的合理性。,【解析】选B。Fe与S即使需加热才干发生反映,但反映开始后,停止加热,反映能继续进行,加热只是为了引发反映,因此该反映是放热反映,A错误;中和反映都是放热反映,B对的;分解反映不一定是吸热反映,如H2O2的分解反映就是放热反映,化合反映也不一定是放热反映,如CO2与C的反映就是吸热反映,C错误;与N2反映的,物质不同,能量变化也不同,不能根据合成氨反映的能量变化来类推N2与其它物质反映的能量变化,如N2和O2在放电条件下生成NO就是吸热反映,D错误。,【母题追问】(1)上题B项含有等物质的量H2SO4的稀硫酸、浓硫酸分别与足量的氢氧化钠溶液反映放出的热量相等吗?,提示:不相等。浓硫酸与足量的氢氧化钠溶液反映放出的热量除了中和反映放出的热量,尚有浓硫酸稀释放出的热量。,(2)从物质能量的角度解释上题D项合成氨反映放热的因素?,提示:合成氨反映中,参加反映的N2和H2的总能量不不大于生成的NH3的总能量,故反映放热。,【规律办法】放热反映和吸热反映判断“四办法,(1)根据反映条件判断。普通需要持续加热的反映为吸热反映。,(2)根据能量变化图象判断。反映物的总能量不不大于生成物的总能量,则反映为放热反映;反之,则为吸热反映。,(3)根据断键和成键所吸取和释放的能量数据判断。如果旧键断裂吸取的能量不不大于新键形成释放的能量,则为吸热反映;反之,为放热反映。,(4)经验判断法:根据常见的放热反映、吸热反映的类型判断。,【迁移应用】,1.(2019邯郸高一检测)下列说法对的的是(),A.任何化学反映都随着着能量的变化,B.H2O(g)H2O(l)该过程放出大量的热,因此该过程是化学变化,C.化学反映中能量的变化都体现为热量的变化,D.对于如图所示的过程,是吸取能量的过程,【解析】选A。任何化学反映都有能量的变化,但有能量变化的过程不一定是化学变化,如物质的三态变化,即使存在能量变化,但不存在旧化学键的断裂与新化学键的形成,故不是化学变化,B项错误;化学反映中能量变化的形式有多个,除热能外,尚有光能、电能等,C项错误;由图象知,该过程中反映物的总能量不不大于生成物的总能量,故该过程中放出能量,D项错误。,2.(2019济南高一检测)已知2SO2+O2 2SO3为放热反映,对该反映的下列说法对的的是(),A.O2的能量一定高于SO2的能量,B.2 mol SO2和1 mol O2的总能量一定高于2 mol SO3的总能量,C.SO2的能量一定高于SO3的能量,D.因该反映为放热反映,故不必加热就可发生,【解析】选B。因反映2SO2+O2 2SO3为放热反映,因此2 mol SO2和1 mol O2的能量和一定高于2 mol SO3的能量,A错误,B对的,C错误;化学反映的实质是旧键的断裂和新键的形成,而断键过程需要吸取能量,故放热反映有些也需要一定条件,该反映是放热的,但需要加热才干发生,D错误。,【赔偿训练】,1.下列各图中,表达吸热反映的图是(),【解析】选A。反映物的总能量不大于生成物的总能量则为吸热反映。,2.(2019廊坊高一检测)有关吸热反映的说法对的的是(),A.凡需加热的反映一定是吸热反映,B.只有分解反映才是吸热反映,C.使用催化剂的反映是吸热反映,D.CO2与CaO化合是放热反映,则CaCO3分解是吸热反映,【解析】选D。反映放热还是吸热与与否加热无直接的关系,与与否使用催化剂也无直接关系,多数吸热反映需要加热,但有的不需要加热,例如Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反映是吸热反映,且该反映属于复分解反映,故A、B、C三项错。放热反映的逆过程一定是吸热反映,D对的。,【素养提高】,随着人们生活节奏的加紧,市场上出现了多个类型的“即食饭盒”等快速给食物加热的产品。,下面让我们探究它们的工作原理。,(1)有一“自热米饭”的广告播得很火,它介绍在食用时,将一无色液体加入一白色固体中,放上装米饭的盒子,过几分钟米饭立刻就热气腾腾,能够食用了,非常方便。请你推测其白色固体和无色液体可能是以下哪个组合?(),A.硝酸铵和水B.浓硫酸和水,C.氧化钙和水D.固体酒精和水,提示:选C。硝酸铵溶于水吸热,A选项错误;浓硫酸含有腐蚀性,且操作不方便,B选项错误;氧化钙与水反映放出大量的热,C选项对的;酒精溶于水时热效应不明显,D选项错误。,(2)现在市面上有一种新型饭盒“即热饭盒”,其原理是在饭盒底部有两层,一层寄存水,另一层寄存镁和铁的混合物。使用时打开隔离层,即发生反映:Mg+2H2O=X+H2。请根据以上信息回答下列各题:,该饭盒底部“即热”存在什么能量之间的转化?,提示:化学能转化为热能。,已知X是一种碱,则X的化学式是什么?你推断X的化学式的根据是什么?,提示:根据质量守恒(原子守恒)定律可知X的化学式为Mg(OH)2。,上述化学反映属于哪种基本反映类型?由该反映可知化学反映发生时都随着什么变化?,提示:置换反映。化学反映发生时都随着着物质的变化和能量的变化。,知识点二运用化学键计算化学反映中的能量变化,【重点释疑】,1.化学键与能量变化的关系:,2.计算公式:,用Q(吸)表达反映物分子化学键断裂时吸取的总能量,Q(放)表达生成物分子化学键形成时放出的总能量。,公式:Q=Q(吸)-Q(放),运用化学键形成和断裂时的能量变化计算化学反映中的能量变化:,【思考讨论】,(1)对于放热反映:2H2+O2 2H2O来说,“断裂1个HH键和1个OO键所吸取的能量不大于形成1个HO键所放出的能量”这种说法与否对的?,点燃,=,提示:不对的。在反映2H2+O2 2H2O中,每断裂1个OO键,同时断裂2个HH键,形成4个HO键;对的说法是断裂2个HH键和1个OO键所吸取的能量不大于形成4个HO键所放出的能量。,点燃,=,(2)如图是1 mol氢气燃烧的能量变化图,试分析a、b表达的含义。,提示:化学反映发生时首先断裂反映物中的化学键,再形成生成物中的化学键,故a表达破坏1 mol HH键、0.5 mol OO键所吸取的能量,b表达形成2 mol HO键所放出的能量。,【案例示范】,【典例】断开1 mol HH键、1 mol NH键、,1 mol NN键分别需要吸取的能量为436 kJ、,391 kJ、946 kJ。,(1)1 mol N2完全反映生成NH3需_(填“吸取”或“放出”)能量_kJ。,(2)1 mol H2完全反映生成NH3需_(填“吸取”或“放出”)能量_kJ。(不考虑可逆反映),【思维建模】解答运用键能计算热量的试题思路以下:,【解析】本题能够从断键吸取的能量数值与成键放出,的能量数值的相对大小来判断,若E(断键)E(成键),则为吸热反映;若E(断键)587 kJ,因此该反映是放出能量的反映;,根据反映式可知该反映是可逆反映,也是氧化还原反映。,【赔偿训练】,1.(2019孝感高一检测)化学反映A2+B2=2AB的能量变化如图所示,则下列说法对的的是(),A.1 mol A2和1 mol B2完全反映吸取(y-x)kJ热量,B.断裂1 mol AA键和1 mol BB键放出x kJ的能量,C.断裂2 mol AB键需要吸取y kJ的能量,D.2 mol AB的总能量高于1 mol A2和1 mol B2的总能量,【解析】选C。从题图能够看出,反映物的总能量高于生成物的总能量,该反映是放热反映,1 mol A2和1 mol B2完全反映放出(y-x)kJ热量,A、D项错误;断键时需要吸取能量,B项错误,C项对的。,2.(2019潍坊高一检测)化学反映可视为旧键断裂和,新键形成的过程。化学键的键能是形成(或断开)1 mol,化学键时释放(或吸取)的能量。已知白磷和P4O6的分,子构造如图所示,现提供断裂(或形成)1 mol下列化学,键的吸取(或放出)的能量(kJ):PP:198,PO:360,O,O:498,则反映P4(白磷)+3O2=P4O6生成1 mol,P4O6(),A.放出1 638 kJ热量B.吸取1 638 kJ热量,C.放出126 kJ热量D.吸取126 kJ热量,【解析】选A。由反映方程式知,该反映的能量变化包,括1 mol P4、3 mol O2断裂键吸取的能量和1 mol P4O6,形成键放出的能量。由各物质的分子构造知1 mol,P4含6 mol PP键,3 mol O2含3 mol OO键,1 mol,P4O6含12 mol PO键,故(198 kJ6+498 kJ3)-,360 kJ12=-1 638 kJ,即放出1 638 kJ热量。,【素养提高】,据巴西政府网站公布的消息,巴西国家空间研究所的研发团体开发出了一种可作火箭和卫星引擎推动剂的新型燃料,其原料以低价的乙醇为主,大大压缩发射成本。,(1)已知乙醇的构造式为 ,1 mol C2H5OH含有共价键的物质的量是多少?,提示:1 mol 乙醇含有1 mol CC键、5 mol CH键、1 mol CO键、1 mol OH键,共8 mol。,(2)乙醇燃烧是吸热反映还是放热反映?,提示:燃烧均为放热反映。,(3)已知断开或生成1 mol化学键的数据以下:,化学键,CC,CH,O,O,HO,CO,C,O,键能,/,(kJmol,-1,),348,413,498,463,351,745,则,1 mol,乙醇与,O,2,完全燃烧生成,CO,2,和,H,2,O,放出的能量是多少,?,提示:C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g),则断,裂化学键吸取的能量为348 kJ+5413 kJ+351 kJ+,463 kJ+3498 kJ=4 721 kJ,生成化学键放出的,能量为2 mol2745 kJmol-1+3 mol2,463 kJmol-1=5 758 kJ,整个过程放出能量,能量,变化为5 758 kJ-4 721 kJ=1 037 kJ。,【,课堂回眸,】,</p>