化学第一节 化学反应与能量变化多媒体教学课件ppt
展开本课件内嵌有高清视频供老师参考使用视频:盐酸与镁反应前后溶液温度的变化 氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应 新能源简介本页可自行删除
了解化学能与热能的相互转化。了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。了解化学反应中能量转化的原因及常见的能量转化形式。了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。了解化学在解决能源危机中的重要作用。
焦炭燃烧提供能量用于炼铁
700多年前,著名的意大利旅行家马可·波罗到过中国,看见中国人烧煤炼铁,这是他生平第一次看到煤做燃料,马可·波罗在他的游记里记载了这件新鲜事。书中写到,中国有一种黑色石头,能燃烧,着起火来像火柴一样,而且终夜不灭。现代科学可以这样解释,煤中含有大量的碳,燃烧时放出热能。你一定想知道,这种能量从何而来?它与化学物质和化学反应有什么关系?请随我一起走进教材第六章:化学反应与能量。
一.化学能与热能的相互转化
1.化学反应 伴随有能量的变化, 化学反应中能量变化主要表现为 的变化,吸热或放热。
化石燃料燃烧会放出大量的热,除了燃烧,其它化学反应也伴随着放热或吸热现象。
2.化学能与热能的实验探究
Mg+2H+===Mg2++H2↑
Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl==BaCl2+10H2O+2NH3↑
3.放热反应和吸热反应化学上把释放热量的化学反应称为放热反应,吸收热量的化学反应称为吸热反应。(1)常见的放热反应:①所有的燃烧反应; ②大多数的化合反应;③酸碱中和反应; ④金属与酸或水反应置换出氢气; ⑤缓慢的氧化反应。(2)常见的吸热反应: ①大多数的分解反应; ②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应;③盐类的水解 ④以C、CO、H2为还原剂一些高温反应:
【注意】①放热反应和吸热反应必须是化学变化;②有热量放出未必是放热反应;③反应条件与热量变化没有必然的关系,既需要点燃或加热的反应不一定是吸热反应。
二.化学反应中能量变化的原因
1.化学键与化学反应中能量变化的关系
(1)化学键与能量的关系 化学反应的本质是反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成。化学键是物质内部微粒之间强烈的相互作用,断开反应物中的化学键需要 能量,形成生成物中的化学键要 能量。
问题:吸收的能量和释放的能量是否相等,会有什么影响?
(2)化学反应中能量变化的原因
(3)键能 标况下,将1ml气态分子AB断裂成理想气态原子所吸收的能量,单位(KJ·ml-1)
以H2和Cl2反应为例: 氢气和氯气反应的本质是在一定的条件下,氢气分子和氯气分子中的H-H键和Cl-Cl键断开,氢原子和氯原子通过形成H-Cl键而结合成HCl分子。
同学们试试计算反应的能量变化?
吸收总能量为: 释放总能量为: 反应中放出的热量:
436+243=679KJ
431×2=862KJ
862-679=183KJ
由于破坏旧键吸收的能量少于形成新键放出的能量,根据“能量守恒定律”,多余的能量就会以热量等形式释放出来。
(1)一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量,取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。可表示为:
2.化学反应中能量变化的决定因素
(2)化学反应中的能量变化通常表现为 的变化, 吸热或者放热。 吸热反应和放热反应与反应物和生成物总能量的关系如下: 吸热反应:反应物的总能量 生成物的总能量 放热反应:反应物的总能量 生成物的总能量
注意:任何一个化学反应均伴随能量的变化。
(3)以能量为纵坐标,画出吸热反应和放热反应的简单示意图
放热反应 吸热反应
反应物的总能量大于生成物的总能量
反应物的总能量小于生成物的总能量
三.人类利用能源的三个阶段
2.化石燃料利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等是大气污染物的主要来源。3.在燃料利用过程中,节能的主要环节:(1)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;(2)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,有效提高能量利用率。
4.新能源(1)特点:资源丰富、可以再生,对环境无污染。(2)人们比较关注的新能源:太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等。
【例题1】(2021·福建省泉州第一中学高一阶段练习)下列说法中正确的是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,停止加热反应可能会继续进行A.①②B.③④C.①②③④D.②③④【答案】B
【例题2】(2021·黑龙江·大兴安岭实验中学高一期中)下列说法中不正确的是 A.化学键的断裂与形成是化学反应过程的本质B.化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因C.从能量的角度看,断开化学键要吸收能量,形成化学键要放出能量D.若化学反应吸收能量时,其断键吸收的能量小于成键放出的能量【答案】D
【例题3】化学反应中往往伴随着能量的变化,下列反应既属于氧化还原反应,又属于放热反应的是A.石灰石的分解反应B.铝与稀盐酸反应C.Ba(OH)2·8H2O 与NH4Cl反应D.NaOH与稀硫酸反应【答案】B
【例题4】(2021·福建·泉州五中高一期中)根据如图提供的信息,下列所得结论不正确的是A.该反应是吸热反应 B.该反应中一定不存在释放能量的过程C.该反应可能是碳酸钙的分解反应 D.该反应不可能是铝与氧化铁的反应【答案】B
【例题6】(2021·北京·北师大实验中学高一期中)如图为反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的能量变化示意图。下列说法正确的是A.拆开2mlH2(g)和1mlO2(g)中的化学键成为H、O原子,放出1368kJ能量B.由H、O原子形成2mlH2O(g),共吸收1852kJ能量C.2mlH2(g)和1mlO2(g)反应生成2mlH2O(l),共放出484kJ能量D.2mlH2(g)和1mlO2(g)反应生成2mlH2O(g),共放出484kJ能量【答案】D
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