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高中化学人教版 (2019)必修 第二册第一节 化学反应与能量变化备课课件ppt
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这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册第一节 化学反应与能量变化备课课件ppt，共25页。PPT课件主要包含了小知识，有气泡产生，镁与盐酸反应放出热量，镁条逐渐溶解，温度计指示温度升高，有刺激性气味气体产生，吸热反应与放热反应，放热反应与吸热反应，化学反应的特征，化学反应的实质等内容，欢迎下载使用。
化学反应与光能、热能、电能...
“暖宝宝”中含有铁粉、活性炭、水、氯化钠等物质，遇空气发生反应的化学方程式：
4Fe+3O2+6H2O=4Fe(OH)3
生活中哪些事实说明了在化学反应中伴随着能量的变化？请说出能量转化的方式。
现代社会的一切活动都离不开能量，化学反应在发生物质变化的同时伴随有能量变化，是人类获取能量的重要途径。
自热包发热原理1、自热包内含有生石灰、碳酸钠、焙烧硅藻土、铁粉、铝粉、焦炭粉、活性炭2、CaO+H2O=Ca(OH)2放出大量热3、其他物质使反应速率可控，还提供持续稳定的反应，是自热包安全性的保障。4、反应过程中还会生成少量氢气， 建议自热锅在通风处食用
[问题1]在化学反应中，能量变化主要表现为热量的放出或吸收，分别触摸下列两个实验中的试管外壁或烧杯外壁，判断反应中的热量变化，写出对应的化学反应方程式。
学习任务一 化学反应中的热量变化
Mg + 2HCl = MgCl2 + H2↑
该反应产生NH3，吸收热量
(2)闻到气味后迅速用玻璃片盖上烧杯
Ba(OH)2.8H2O+2NH4Cl=BaCl2+10H2O+2NH3↑
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
用手摸烧杯底部有冰凉感觉
用手拿起烧杯，木片粘结到烧杯的底部
[问题2]化学上有释放热量的化学反应叫放热反应；把吸热热量的化学反应叫吸热反应；试根据生活常识判断下列反应是放热反应还是吸热反应？
吸热反应一定需要加热？放热反应一定不需要加热吗？
金属与酸、水的反应；燃烧反应； 中和反应；多数化合反应；缓慢氧化反应； 铝热反应
Ba(OH)2和NH4Cl的反应；HCl和NaHCO3的反应；C与CO2；C与H2O(g)多数分解反应；
特别提醒：吸热反应和放热反应属于化学反应，一些物质溶于水，也会有吸热和放热现象：浓H2SO4、NaOH(s)等溶于水要放热 ；NH4NO3(s)、NH4Cl(s)等溶于水要吸热 ，但不能说是放热反应和吸热反应。
释放热量的化学反应——放热反应 吸收热量的化学反应——吸热反应
2.常见的放热反应和吸热反应
3、活泼金属与水或酸的反应
1、C、H2、CO等高温下作还原剂 例：C+CO2、H2+CuO、C+H2O(g)2、大部分分解反应3、Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl4.盐酸与碳酸氢钠
判断放热反应、吸热反应的两大误区:①条件误区:误认为能量变化与反应条件有关。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，需要持续加热才进行的反应为吸热反应，不需加热或加热停止后仍能进行的反应为放热反应。
②表象误区:误认为吸热的过程就是吸热反应,放热过程就是放热反应。忽视了放热反应、吸热反应都是化学反应这一前提。一些物理变化也会有吸热和放热现象：浓H2SO4、NaOH(s)等溶于水要放热；干冰升华、冰融化、硝酸铵等铵盐溶于水会吸热
1.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。铁粉和硫粉加热才能发生反应,属于吸热反应吗?
化学反应的放热与吸热与反应条件没有关系。需要加热的反应不一定是吸热反应；放热的反应不一定不需要加热
2.于谦的这首诗中,涉及哪些反应?请写出这些反应的化学方程式,并指明反应是放热反应还是吸热反应。
提示:CaCO3====CaO+CO2↑ 吸热反应CaO+H2O====Ca(OH)2 放热反应Ca(OH)2 +CO2====CaCO3↓+H2O 放热反应
吸热现象：干冰升华、冰融化等；硝酸铵等铵盐溶于水
放热现象：浓硫酸、NaOH等溶于水；
3.已知有下列变化过程:①浓硫酸溶于水;②盐酸和氢氧化钠溶液的反应;③甲烷在空气中燃烧;④氢气和氯气反应;⑤二氧化碳气体与碳共热生成一氧化碳;
⑥加热高锰酸钾生成锰酸钾;⑦液态水变成水蒸气;⑧铝与盐酸反应产生氢气;⑨常温下,Ba(OH)2·8H2O晶体研细后与NH4Cl晶体反应。
问题思考:(1)以上变化中,需要吸收热量的是________,是不是都需要加热? 提示:⑤、⑥、⑦、⑨均需要吸收热量。⑨不需要加热。
(2)上述变化中,属于化学变化并且能够放出热量的有__________。 提示:②、③、④、⑧均是化学变化且放出热量。
4.除了用手触摸和温度计测量外还可以借助其他方法感知温度的变化，如在探究化学反应过程中有热量变化时，某兴趣小组设计了如下三套实验装置：(1)该小组选择装置Ⅰ探究Na2O2和H2O反应为放热反应，将水滴入盛有过氧化钠的试管中，现象为_________________________，化学方程式：______________________________。
U形管右侧液面下降，左侧液面上升
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
(2)该小组采用装置Ⅱ，探究硝酸铵溶于水的能量变化，当向盛有硝酸铵固体的试管中滴入少量水，发现导管中形成一段水柱，则该变化_______(填“是”或“不是”)吸热反应，原因为_________。
硝酸铵溶于水没有新物质生成，为物理变化
(3)该小组在探究镁和盐酸反应热量变化时，选择了装置Ⅲ，发现反应过程中，导管口有气泡冒出该装置______(填“能”或“不能”)证明镁和盐酸反应为放热反应，原因为_________________。
化学反应中能量变化的主要原因是什么？
化学反应中能量变化的原因
[问题3]阅读课文P33，请根据下列信息判断氢气和氯气化合生成氯化氢的反应是吸收能量还是放出能量？
H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g)旧化学键断裂需要吸收的能量：436 + 243 = 679kJ新化学键形成需要释放的能量：2×431 = 862kJ能量变化（放出热量）：862 － 679 ＝ 183kJ
上述分析表明，化学键断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因。
化学反应中能量变化的原因---微观角度
+436 kJ (H2)+243 kJ (Cl2)
2×(-431 kJ)= - 862 kJ
H2 (g) + CI2(g) = 2HCI(g)
H—H + Cl—Cl → 2H—Cl
(436+243)KJ
(431+431)KJ
反应结果放出能量=(431+431)—(436+243)KJ=183KJ
取决于断键吸收的总能量与成键放出的总能量的相对大小
化学反应中热量变化的实质
旧键断裂吸收的热量大于新键形成放出的热量，为吸热反应；旧键断裂吸收的热量小于新键形成放出的热量，为放热反应。
化学反应的能量变化的宏观分析
[问题4]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。根据下述示意图判断反应物、生物物具有的总能量相对大小与放热反应和吸热反应有何关系？
放热反应：反应物的总能量 > 生成物的总能量吸热反应：反应物的总能量 < 生成物的总能量
①反应物总能量 小于 生成物总能量，为吸热反应。
②反应物的总能量大于生成物的总能量时 为放热反应
化学反应中能量变化的原因---宏观角度
微观粒子都在不停地运动和相互作用着，如分子平动能、分子转动能、分子振动能、分子间势能、原子间键能、电子运动能、核内基本粒子间核能等等。系统内部这些能量的总和叫做系统的内能即热力学能，也就是中学教材上所说的物质具有的能量。
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
1、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C B. B的能量一定高于D C. 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
2.(1)20世纪30年代,Eyring和Pzer在碰撞理论的基础上提出化学反应的过渡态理论:化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的,而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能量的过渡态。如图是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图,说明这个反应是___________(填“吸热”或“放热”)反应,NO2和CO的总能量________(填“大于”“小于”或“等于”)CO2和NO的总能量。
(2)已知在高温、高压、催化剂作用下,1 ml C(石墨)转化为C(金刚石),吸收1.9 kJ的热量。①该反应________(填“是”或“不是”)吸热反应。 ②C(石墨)和C(金刚石)相比,________能量高,________更稳定。 ③推测C(石墨)与C(金刚石)各1 ml在相同条件下燃烧,________放出的热量多。
C(金刚石) C(石墨)
3.氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中,破坏1 ml氢气中的化学键消耗的能量为Q1 kJ,破坏1 ml氯气中的化学键消耗的能量为Q2 kJ,形成1 ml氯化氢中的化学键释放的能量为Q3 kJ。下列关系式中,正确的是( )A.Q1+Q2>Q3B.Q1+Q2>2Q3C.Q1+Q2
反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量
成键时释放的总能量大于断键时吸收的总能量
成键时释放的总能量小于断键时吸收的总能量
1、宏观角度：物质的能量
①E反应物> E生成物, ______反应
②E反应物< E生成物, ______反应
①E断键吸收> E成键释放, ______反应
②E断吸 < E成放 , ______反应
用图像表征以上两个角度的吸、放热反应过程
如何判断一个化学反应完成后的结果是吸热还是放热？
释放给环境体系能量降低
能量来自环境体系能量升高
2015年我国能源消费总量和构成
利用过程中面临两个问题
学习任务二 人类对能源的利用
[问题5]阅读必修二教材第34-35页，回答下列有关问题：1、现阶段人类获取热能的主要途径是什么？使用最多的常规能源有哪些？2、从我国能源消费总量和构成角度，了解我国能源利用存在哪些问题？
人类利用能源的三个阶段：柴草时期、化石能源时期和多能源结构时期。
能源的不可再生，储量有限；产生大量大气污染物。
化学反应与光能、热能、电能...
“暖宝宝”中含有铁粉、活性炭、水、氯化钠等物质，遇空气发生反应的化学方程式：
4Fe+3O2+6H2O=4Fe(OH)3
生活中哪些事实说明了在化学反应中伴随着能量的变化？请说出能量转化的方式。
现代社会的一切活动都离不开能量，化学反应在发生物质变化的同时伴随有能量变化，是人类获取能量的重要途径。
自热包发热原理1、自热包内含有生石灰、碳酸钠、焙烧硅藻土、铁粉、铝粉、焦炭粉、活性炭2、CaO+H2O=Ca(OH)2放出大量热3、其他物质使反应速率可控，还提供持续稳定的反应，是自热包安全性的保障。4、反应过程中还会生成少量氢气， 建议自热锅在通风处食用
[问题1]在化学反应中，能量变化主要表现为热量的放出或吸收，分别触摸下列两个实验中的试管外壁或烧杯外壁，判断反应中的热量变化，写出对应的化学反应方程式。
学习任务一 化学反应中的热量变化
Mg + 2HCl = MgCl2 + H2↑
该反应产生NH3，吸收热量
(2)闻到气味后迅速用玻璃片盖上烧杯
Ba(OH)2.8H2O+2NH4Cl=BaCl2+10H2O+2NH3↑
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
用手摸烧杯底部有冰凉感觉
用手拿起烧杯，木片粘结到烧杯的底部
[问题2]化学上有释放热量的化学反应叫放热反应；把吸热热量的化学反应叫吸热反应；试根据生活常识判断下列反应是放热反应还是吸热反应？
吸热反应一定需要加热？放热反应一定不需要加热吗？
金属与酸、水的反应；燃烧反应； 中和反应；多数化合反应；缓慢氧化反应； 铝热反应
Ba(OH)2和NH4Cl的反应；HCl和NaHCO3的反应；C与CO2；C与H2O(g)多数分解反应；
特别提醒：吸热反应和放热反应属于化学反应，一些物质溶于水，也会有吸热和放热现象：浓H2SO4、NaOH(s)等溶于水要放热 ；NH4NO3(s)、NH4Cl(s)等溶于水要吸热 ，但不能说是放热反应和吸热反应。
释放热量的化学反应——放热反应 吸收热量的化学反应——吸热反应
2.常见的放热反应和吸热反应
3、活泼金属与水或酸的反应
1、C、H2、CO等高温下作还原剂 例：C+CO2、H2+CuO、C+H2O(g)2、大部分分解反应3、Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl4.盐酸与碳酸氢钠
判断放热反应、吸热反应的两大误区:①条件误区:误认为能量变化与反应条件有关。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，需要持续加热才进行的反应为吸热反应，不需加热或加热停止后仍能进行的反应为放热反应。
②表象误区:误认为吸热的过程就是吸热反应,放热过程就是放热反应。忽视了放热反应、吸热反应都是化学反应这一前提。一些物理变化也会有吸热和放热现象：浓H2SO4、NaOH(s)等溶于水要放热；干冰升华、冰融化、硝酸铵等铵盐溶于水会吸热
1.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。铁粉和硫粉加热才能发生反应,属于吸热反应吗?
化学反应的放热与吸热与反应条件没有关系。需要加热的反应不一定是吸热反应；放热的反应不一定不需要加热
2.于谦的这首诗中,涉及哪些反应?请写出这些反应的化学方程式,并指明反应是放热反应还是吸热反应。
提示:CaCO3====CaO+CO2↑ 吸热反应CaO+H2O====Ca(OH)2 放热反应Ca(OH)2 +CO2====CaCO3↓+H2O 放热反应
吸热现象：干冰升华、冰融化等；硝酸铵等铵盐溶于水
放热现象：浓硫酸、NaOH等溶于水；
3.已知有下列变化过程:①浓硫酸溶于水;②盐酸和氢氧化钠溶液的反应;③甲烷在空气中燃烧;④氢气和氯气反应;⑤二氧化碳气体与碳共热生成一氧化碳;
⑥加热高锰酸钾生成锰酸钾;⑦液态水变成水蒸气;⑧铝与盐酸反应产生氢气;⑨常温下,Ba(OH)2·8H2O晶体研细后与NH4Cl晶体反应。
问题思考:(1)以上变化中,需要吸收热量的是________,是不是都需要加热? 提示:⑤、⑥、⑦、⑨均需要吸收热量。⑨不需要加热。
(2)上述变化中,属于化学变化并且能够放出热量的有__________。 提示:②、③、④、⑧均是化学变化且放出热量。
4.除了用手触摸和温度计测量外还可以借助其他方法感知温度的变化，如在探究化学反应过程中有热量变化时，某兴趣小组设计了如下三套实验装置：(1)该小组选择装置Ⅰ探究Na2O2和H2O反应为放热反应，将水滴入盛有过氧化钠的试管中，现象为_________________________，化学方程式：______________________________。
U形管右侧液面下降，左侧液面上升
2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑
(2)该小组采用装置Ⅱ，探究硝酸铵溶于水的能量变化，当向盛有硝酸铵固体的试管中滴入少量水，发现导管中形成一段水柱，则该变化_______(填“是”或“不是”)吸热反应，原因为_________。
硝酸铵溶于水没有新物质生成，为物理变化
(3)该小组在探究镁和盐酸反应热量变化时，选择了装置Ⅲ，发现反应过程中，导管口有气泡冒出该装置______(填“能”或“不能”)证明镁和盐酸反应为放热反应，原因为_________________。
化学反应中能量变化的主要原因是什么？
化学反应中能量变化的原因
[问题3]阅读课文P33，请根据下列信息判断氢气和氯气化合生成氯化氢的反应是吸收能量还是放出能量？
H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g)旧化学键断裂需要吸收的能量：436 + 243 = 679kJ新化学键形成需要释放的能量：2×431 = 862kJ能量变化（放出热量）：862 － 679 ＝ 183kJ
上述分析表明，化学键断裂和形成时的能量变化是化学反应中能量变化的主要原因。
化学反应中能量变化的原因---微观角度
+436 kJ (H2)+243 kJ (Cl2)
2×(-431 kJ)= - 862 kJ
H2 (g) + CI2(g) = 2HCI(g)
H—H + Cl—Cl → 2H—Cl
(436+243)KJ
(431+431)KJ
反应结果放出能量=(431+431)—(436+243)KJ=183KJ
取决于断键吸收的总能量与成键放出的总能量的相对大小
化学反应中热量变化的实质
旧键断裂吸收的热量大于新键形成放出的热量，为吸热反应；旧键断裂吸收的热量小于新键形成放出的热量，为放热反应。
化学反应的能量变化的宏观分析
[问题4]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。根据下述示意图判断反应物、生物物具有的总能量相对大小与放热反应和吸热反应有何关系？
放热反应：反应物的总能量 > 生成物的总能量吸热反应：反应物的总能量 < 生成物的总能量
①反应物总能量 小于 生成物总能量，为吸热反应。
②反应物的总能量大于生成物的总能量时 为放热反应
化学反应中能量变化的原因---宏观角度
微观粒子都在不停地运动和相互作用着，如分子平动能、分子转动能、分子振动能、分子间势能、原子间键能、电子运动能、核内基本粒子间核能等等。系统内部这些能量的总和叫做系统的内能即热力学能，也就是中学教材上所说的物质具有的能量。
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
1、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C B. B的能量一定高于D C. 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
2.(1)20世纪30年代,Eyring和Pzer在碰撞理论的基础上提出化学反应的过渡态理论:化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的,而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能量的过渡态。如图是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图,说明这个反应是___________(填“吸热”或“放热”)反应,NO2和CO的总能量________(填“大于”“小于”或“等于”)CO2和NO的总能量。
(2)已知在高温、高压、催化剂作用下,1 ml C(石墨)转化为C(金刚石),吸收1.9 kJ的热量。①该反应________(填“是”或“不是”)吸热反应。 ②C(石墨)和C(金刚石)相比,________能量高,________更稳定。 ③推测C(石墨)与C(金刚石)各1 ml在相同条件下燃烧,________放出的热量多。
C(金刚石) C(石墨)
3.氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中,破坏1 ml氢气中的化学键消耗的能量为Q1 kJ,破坏1 ml氯气中的化学键消耗的能量为Q2 kJ,形成1 ml氯化氢中的化学键释放的能量为Q3 kJ。下列关系式中,正确的是( )A.Q1+Q2>Q3B.Q1+Q2>2Q3C.Q1+Q2
反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量
成键时释放的总能量大于断键时吸收的总能量
成键时释放的总能量小于断键时吸收的总能量
1、宏观角度：物质的能量
①E反应物> E生成物, ______反应
②E反应物< E生成物, ______反应
①E断键吸收> E成键释放, ______反应
②E断吸 < E成放 , ______反应
用图像表征以上两个角度的吸、放热反应过程
如何判断一个化学反应完成后的结果是吸热还是放热？
释放给环境体系能量降低
能量来自环境体系能量升高
2015年我国能源消费总量和构成
利用过程中面临两个问题
学习任务二 人类对能源的利用
[问题5]阅读必修二教材第34-35页，回答下列有关问题：1、现阶段人类获取热能的主要途径是什么？使用最多的常规能源有哪些？2、从我国能源消费总量和构成角度，了解我国能源利用存在哪些问题？
人类利用能源的三个阶段：柴草时期、化石能源时期和多能源结构时期。
能源的不可再生，储量有限；产生大量大气污染物。
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