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化学必修 第二册第一节 化学反应与能量变化课文配套ppt课件
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这是一份化学必修 第二册第一节 化学反应与能量变化课文配套ppt课件，共53页。PPT课件主要包含了实验探究，答案D，答案B，答案A等内容，欢迎下载使用。
1.知道物质具有能量,认识常见的吸热反应和放热反应,能基于反应物总能量和生成物总能量的相对大小判断化学反应是吸热反应还是放热反应。2.了解体系能量的改变与化学键的断裂和形成有关,知道通过化学反应可以实现化学能与热能的转化。3.能借助锌铜原电池辨识简单原电池的构成要素;能基于氧化还原反应分析原电池的工作原理,认识化学能可以转化为电能。4.能基于物质及能量变化的角度评价燃料的使用价值;能举例说明化学电源对提高生活质量的重要意义。
第1课时 化学反应与热能
一、化学能与热能的相互转化1.吸热反应和放热反应。吸热反应: 吸收 热量的化学反应; 放热反应: 释放 热量的化学反应。
(1)镁与稀盐酸的反应(见图1)。
(2)Ba(OH)2·8H2O与氯化铵的反应(见图2)。
微思考能否从上述实验中得出以下结论:“置换反应都是放热反应,复分解反应都是吸热反应。”
微判断(1)Al与稀盐酸的反应为放热反应。( )(2)能量变化和物质变化一定是同时发生的。( )(3)放出能量的变化都是放热反应,吸收能量的变化都是吸热反应。( )(4)柴草燃烧时,化学能全部转化为热能。( )
二、化学键与化学反应中能量变化的关系1.化学反应过程。
2.化学反应中能量变化的原因。
化学键的 断裂与形成 是化学反应中能量变化的主要原因。
3.从物质所具有的能量角度判断化学反应中的能量变化。反应物的总能量大于生成物的总能量,反应 放热 ; 反应物的总能量小于生成物的总能量,反应 吸热 。
4.实例分析[以反应H2(g)+Cl2(g)══2HCl(g)为例]。
该反应 放出 (填“吸收”或“放出”) 183 kJ能量。
解析:判断一个反应是放热反应还是吸热反应,关键看反应物的总能量与生成物的总能量的差值。如果反应物的总能量高于生成物的总能量,反应放热;放热反应只表明反应物总能量比生成物总能量高,而加热是反应的条件,两者无必然联系,许多放热反应也必须加热才能开始进行。
三、能源的利用1.常规能源。(1)从早期的以 树枝杂草 为主要能源到现代以 煤、石油、天然气为主要能源。(2)化石燃料特点:①短期内不可再生,储量有限;②燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO等是大气污染物的主要来源。
2.新能源。(1)理想新能源: 太阳能 、 风能 、 地热能 、 海洋能 和 氢能 等。 (2)特点:资源丰富、可以再生、对环境无污染。
一 从物质具有能量角度理解化学反应过程中的能量变化
问题探究随着人们生活节奏的加快,市场上出现了多种可快速给食物加热的产品。有一种称作“自热米饭”的使用说明: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,过几分钟米饭就热气腾腾,可以食用了。
(1)“自热米饭”中的白色固体和无色液体可能是什么物质?提示:白色固体可能是氧化钙,无色液体可能是水。氧化钙与水反应可以放出大量的热。(2)化学反应中的能量变化与物质内部的能量有何关系?提示:物质具有的能量越高越不稳定,能量越低越稳定。反应物内部的总能量大于生成物内部的总能量,反应释放能量,反应物内部的总能量小于生成物内部的总能量,反应吸收能量。
重难归纳1.放热反应和吸热反应的比较。
2.常见的放热反应与吸热反应。
易错提醒1.需加热才能发生的反应不一定是吸热反应,如碳与氧气的反应。 2.放热反应常温下不一定容易发生;吸热反应也不一定需要加热,如Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应。 3.有热量变化的过程不一定是化学变化,如NaOH固体溶于水、升华、蒸发等。
典例剖析【例1】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.③④B.①②C.①②③④D.②③④
学以致用1.下列化学变化中,反应物的总能量低于生成物的总能量的是( )。
解析:当反应物的总能量低于生成物的总能量时,该反应为吸热反应,H2、C2H5OH的燃烧均为放热反应;CaO与CO2的化合反应属于放热反应;CaCO3的分解反应属于吸热反应。
2.下列说法正确的是( )。A.Fe与S在加热条件下才能发生反应,所以该反应属于吸热反应B.HNO3、H2SO4分别与NaOH溶液反应都放出热量C.分解反应都是吸热反应,化合反应都是放热反应D.合成氨的反应是放热反应,所以N2与其他物质的反应也是放热反应答案:B
解析:Fe与S虽然需加热才能发生反应,但反应开始后,停止加热,反应能继续进行,加热只是为了引发反应,所以该反应是放热反应,A项错误;中和反应都是放热反应,B项正确;分解反应不一定都是吸热反应,如H2O2的分解反应就是放热反应,化合反应也不一定都是放热反应,如CO2与C的反应就是吸热反应,C项错误;与N2反应的物质不同,能量变化也不同,不能根据合成氨反应的能量变化来类推N2与其他物质反应的能量变化,如N2与O2在放电条件下生成NO就是吸热反应,D项错误。
二 从化学键角度理解化学反应过程中的能量变化
问题探究某研究所的研发团队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,大大压缩了发射成本。(1)乙醇燃烧是吸热反应还是放热反应?提示:燃烧均为放热反应。
(2)已知乙醇的结构式如图所示,1 ml C2H5OH参与燃烧反应时,乙醇需要断开共价键的物质的量是多少?
提示:1 ml乙醇含有1 ml C—C、5 ml C—H、1 ml C—O、1 ml O—H,共8 ml共价键。
(3)化学反应中的能量变化与化学键有何关系?提示:化学反应总是伴随着能量的变化,化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因,通常主要表现为热量的释放或吸收。设反应物中旧化学键断裂吸收的总能量为E1,生成物中新化学键形成释放的总能量为E2,若E1>E2,则反应吸收能量;若E1
重难归纳化学反应过程中的能量变化来源于化学反应过程中旧化学键断裂与新化学键形成时的能量变化。1.若反应物中的化学键断裂时吸收的能量高于生成物成键时释放的能量,则该反应吸收能量,吸收的能量=反应物断键吸收的总能量-生成物成键释放的总能量。2.若反应物中的化学键断裂时吸收的能量低于生成物成键时释放的能量,则该反应放出能量,放出的能量=生成物成键释放的总能量-反应物断键吸收的总能量。
3.化学键与化学反应中能量变化的关系示意图:
当E1>E2时,反应吸收能量,为吸热反应;当E1
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两项错误;断键时需要吸收能量, B项错误,C项正确。
学以致用3.下列说法中不正确的是( )。A.化学键断裂需要吸收能量,化学键形成需要放出能量B.化学反应必然伴随能量变化C.相同条件下,形成1 ml H—Cl所放出的能量与断开1 ml H—Cl吸收的能量相等D.放出能量越多的化学反应通常生成物越不稳定答案:D解析:化学反应放出能量越多,则生成物能量越低,更加稳定。
根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的能量变化,其中正确的是( )。A.释放1 638 kJ的能量B.吸收1 638 kJ的能量C.释放126 kJ的能量D.吸收126 kJ的能量答案:A解析:在反应中,要破坏6 ml P—P、3 ml O=O,吸收的能量为6 ml×198 kJ·ml-1+3 ml×498 kJ·ml-1=2 682 kJ,形成12 ml P—O需释放的能量为12 ml×360 kJ·ml-1=4 320 kJ。E释放-E吸收=1 638 kJ。
1.下列反应既是氧化还原反应,又是吸热反应的是( )。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晶体的反应答案:B
解析:锌与稀硫酸的反应、甲烷在氧气中的燃烧既是氧化还原反应,也是放热反应,A项、C项不符合题意;灼热的木炭与二氧化碳反应生成一氧化碳既是氧化还原反应,也是吸热反应,B项符合题意;Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体反应是吸热反应,但不是氧化还原反应,D项不符合题意。
2.已知反应A+B═C+D的能量变化如图所示,下列说法正确的是( )。A.该反应是放热反应B.只有在加热条件下才能进行C.反应物的总能量高于生成物的总能量D.反应中断开化学键吸收的总能量高于形成化学键放出的总能量答案:D
解析:根据图像可知反应物的总能量低于生成物的总能量,则反应是吸热反应。A项,该反应是吸热反应,错误;B项,反应条件与反应是放热反应还是吸热反应无关,错误;C项,反应物的总能量低于生成物的总能量,错误;D项,反应吸热,则反应中断开化学键吸收的总能量高于形成化学键放出的总能量,正确。
3.生活中每时每刻都在发生着各种化学反应。下列反应不一定属于放热反应的是( )。A.H2SO4溶液与Ba(OH)2溶液的反应B.燃烧反应C.复分解反应D.Na与水的反应答案:C解析:H2SO4溶液与Ba(OH)2溶液混合发生中和反应,是放热反应;燃烧是指剧烈的发光、发热的反应,因而都是放热反应;复分解反应,有的是放热反应,如酸碱中和反应,有的是吸热反应,如氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应;Na与水反应时放热。
4.党的二十大报告,为“碳达峰”“碳中和”举旗定向。氢气是未来的理想能源,理由是( )。①可以再生 ②燃烧时不污染环境 ③用于制取H2的水资源丰富 ④密度小,便于运输A.①②③B.②③④C.①③④D.①②④答案:A解析:氢气密度小,但氢气是可燃性气体,不便于贮存和运输。
5.化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。如图表示N2(g)与O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化: 下列说法中正确的是( )。A.1 ml N2(g)与1 ml O2(g)反应放出的能量为180 kJB.1 ml N2(g)和1 ml O2(g)具有的总能量小于2 ml NO(g)具有的总能量C.通常情况下,N2(g)与O2(g)混合能直接生成NO(g)D.NO是一种酸性氧化物,能与NaOH溶液反应生成盐和水
解析:1 ml N2(g)与1 ml O2(g)反应吸收的能量为946 kJ+498 kJ-2×632 kJ=180 kJ,A项错误;1 ml N2(g)和1 ml O2(g)具有的总能量小于2 ml NO(g)具有的总能量,B项正确;在放电或高温条件下,N2(g)与O2(g)混合能直接生成NO(g),C项错误;NO不是酸性氧化物,与NaOH溶液不反应,D项错误。
6.硅是太阳能电池的重要材料。工业冶炼纯硅的原理如下:
有关的化学反应与能量变化如图所示,请回答下列问题:
1.知道物质具有能量,认识常见的吸热反应和放热反应,能基于反应物总能量和生成物总能量的相对大小判断化学反应是吸热反应还是放热反应。2.了解体系能量的改变与化学键的断裂和形成有关,知道通过化学反应可以实现化学能与热能的转化。3.能借助锌铜原电池辨识简单原电池的构成要素;能基于氧化还原反应分析原电池的工作原理,认识化学能可以转化为电能。4.能基于物质及能量变化的角度评价燃料的使用价值;能举例说明化学电源对提高生活质量的重要意义。
第1课时 化学反应与热能
一、化学能与热能的相互转化1.吸热反应和放热反应。吸热反应: 吸收 热量的化学反应; 放热反应: 释放 热量的化学反应。
(1)镁与稀盐酸的反应(见图1)。
(2)Ba(OH)2·8H2O与氯化铵的反应(见图2)。
微思考能否从上述实验中得出以下结论:“置换反应都是放热反应,复分解反应都是吸热反应。”
微判断(1)Al与稀盐酸的反应为放热反应。( )(2)能量变化和物质变化一定是同时发生的。( )(3)放出能量的变化都是放热反应,吸收能量的变化都是吸热反应。( )(4)柴草燃烧时,化学能全部转化为热能。( )
二、化学键与化学反应中能量变化的关系1.化学反应过程。
2.化学反应中能量变化的原因。
化学键的 断裂与形成 是化学反应中能量变化的主要原因。
3.从物质所具有的能量角度判断化学反应中的能量变化。反应物的总能量大于生成物的总能量,反应 放热 ; 反应物的总能量小于生成物的总能量,反应 吸热 。
4.实例分析[以反应H2(g)+Cl2(g)══2HCl(g)为例]。
该反应 放出 (填“吸收”或“放出”) 183 kJ能量。
解析:判断一个反应是放热反应还是吸热反应,关键看反应物的总能量与生成物的总能量的差值。如果反应物的总能量高于生成物的总能量,反应放热;放热反应只表明反应物总能量比生成物总能量高,而加热是反应的条件,两者无必然联系,许多放热反应也必须加热才能开始进行。
三、能源的利用1.常规能源。(1)从早期的以 树枝杂草 为主要能源到现代以 煤、石油、天然气为主要能源。(2)化石燃料特点:①短期内不可再生,储量有限;②燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO等是大气污染物的主要来源。
2.新能源。(1)理想新能源: 太阳能 、 风能 、 地热能 、 海洋能 和 氢能 等。 (2)特点:资源丰富、可以再生、对环境无污染。
一 从物质具有能量角度理解化学反应过程中的能量变化
问题探究随着人们生活节奏的加快,市场上出现了多种可快速给食物加热的产品。有一种称作“自热米饭”的使用说明: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,过几分钟米饭就热气腾腾,可以食用了。
(1)“自热米饭”中的白色固体和无色液体可能是什么物质?提示:白色固体可能是氧化钙,无色液体可能是水。氧化钙与水反应可以放出大量的热。(2)化学反应中的能量变化与物质内部的能量有何关系?提示:物质具有的能量越高越不稳定,能量越低越稳定。反应物内部的总能量大于生成物内部的总能量,反应释放能量,反应物内部的总能量小于生成物内部的总能量,反应吸收能量。
重难归纳1.放热反应和吸热反应的比较。
2.常见的放热反应与吸热反应。
易错提醒1.需加热才能发生的反应不一定是吸热反应,如碳与氧气的反应。 2.放热反应常温下不一定容易发生;吸热反应也不一定需要加热,如Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应。 3.有热量变化的过程不一定是化学变化,如NaOH固体溶于水、升华、蒸发等。
典例剖析【例1】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.③④B.①②C.①②③④D.②③④
学以致用1.下列化学变化中,反应物的总能量低于生成物的总能量的是( )。
解析:当反应物的总能量低于生成物的总能量时,该反应为吸热反应,H2、C2H5OH的燃烧均为放热反应;CaO与CO2的化合反应属于放热反应;CaCO3的分解反应属于吸热反应。
2.下列说法正确的是( )。A.Fe与S在加热条件下才能发生反应,所以该反应属于吸热反应B.HNO3、H2SO4分别与NaOH溶液反应都放出热量C.分解反应都是吸热反应,化合反应都是放热反应D.合成氨的反应是放热反应,所以N2与其他物质的反应也是放热反应答案:B
解析:Fe与S虽然需加热才能发生反应,但反应开始后,停止加热,反应能继续进行,加热只是为了引发反应,所以该反应是放热反应,A项错误;中和反应都是放热反应,B项正确;分解反应不一定都是吸热反应,如H2O2的分解反应就是放热反应,化合反应也不一定都是放热反应,如CO2与C的反应就是吸热反应,C项错误;与N2反应的物质不同,能量变化也不同,不能根据合成氨反应的能量变化来类推N2与其他物质反应的能量变化,如N2与O2在放电条件下生成NO就是吸热反应,D项错误。
二 从化学键角度理解化学反应过程中的能量变化
问题探究某研究所的研发团队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,大大压缩了发射成本。(1)乙醇燃烧是吸热反应还是放热反应?提示:燃烧均为放热反应。
(2)已知乙醇的结构式如图所示,1 ml C2H5OH参与燃烧反应时,乙醇需要断开共价键的物质的量是多少?
提示:1 ml乙醇含有1 ml C—C、5 ml C—H、1 ml C—O、1 ml O—H,共8 ml共价键。
(3)化学反应中的能量变化与化学键有何关系?提示:化学反应总是伴随着能量的变化,化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因,通常主要表现为热量的释放或吸收。设反应物中旧化学键断裂吸收的总能量为E1,生成物中新化学键形成释放的总能量为E2,若E1>E2,则反应吸收能量;若E1
重难归纳化学反应过程中的能量变化来源于化学反应过程中旧化学键断裂与新化学键形成时的能量变化。1.若反应物中的化学键断裂时吸收的能量高于生成物成键时释放的能量,则该反应吸收能量,吸收的能量=反应物断键吸收的总能量-生成物成键释放的总能量。2.若反应物中的化学键断裂时吸收的能量低于生成物成键时释放的能量,则该反应放出能量,放出的能量=生成物成键释放的总能量-反应物断键吸收的总能量。
3.化学键与化学反应中能量变化的关系示意图:
当E1>E2时,反应吸收能量,为吸热反应;当E1
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两项错误;断键时需要吸收能量, B项错误,C项正确。
学以致用3.下列说法中不正确的是( )。A.化学键断裂需要吸收能量,化学键形成需要放出能量B.化学反应必然伴随能量变化C.相同条件下,形成1 ml H—Cl所放出的能量与断开1 ml H—Cl吸收的能量相等D.放出能量越多的化学反应通常生成物越不稳定答案:D解析:化学反应放出能量越多,则生成物能量越低,更加稳定。
根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的能量变化,其中正确的是( )。A.释放1 638 kJ的能量B.吸收1 638 kJ的能量C.释放126 kJ的能量D.吸收126 kJ的能量答案:A解析:在反应中,要破坏6 ml P—P、3 ml O=O,吸收的能量为6 ml×198 kJ·ml-1+3 ml×498 kJ·ml-1=2 682 kJ,形成12 ml P—O需释放的能量为12 ml×360 kJ·ml-1=4 320 kJ。E释放-E吸收=1 638 kJ。
1.下列反应既是氧化还原反应,又是吸热反应的是( )。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晶体的反应答案:B
解析:锌与稀硫酸的反应、甲烷在氧气中的燃烧既是氧化还原反应,也是放热反应,A项、C项不符合题意;灼热的木炭与二氧化碳反应生成一氧化碳既是氧化还原反应,也是吸热反应,B项符合题意;Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体反应是吸热反应,但不是氧化还原反应,D项不符合题意。
2.已知反应A+B═C+D的能量变化如图所示,下列说法正确的是( )。A.该反应是放热反应B.只有在加热条件下才能进行C.反应物的总能量高于生成物的总能量D.反应中断开化学键吸收的总能量高于形成化学键放出的总能量答案:D
解析:根据图像可知反应物的总能量低于生成物的总能量,则反应是吸热反应。A项,该反应是吸热反应,错误;B项,反应条件与反应是放热反应还是吸热反应无关,错误;C项,反应物的总能量低于生成物的总能量,错误;D项,反应吸热,则反应中断开化学键吸收的总能量高于形成化学键放出的总能量,正确。
3.生活中每时每刻都在发生着各种化学反应。下列反应不一定属于放热反应的是( )。A.H2SO4溶液与Ba(OH)2溶液的反应B.燃烧反应C.复分解反应D.Na与水的反应答案:C解析:H2SO4溶液与Ba(OH)2溶液混合发生中和反应,是放热反应;燃烧是指剧烈的发光、发热的反应,因而都是放热反应;复分解反应,有的是放热反应,如酸碱中和反应,有的是吸热反应,如氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应;Na与水反应时放热。
4.党的二十大报告,为“碳达峰”“碳中和”举旗定向。氢气是未来的理想能源,理由是( )。①可以再生 ②燃烧时不污染环境 ③用于制取H2的水资源丰富 ④密度小,便于运输A.①②③B.②③④C.①③④D.①②④答案:A解析:氢气密度小,但氢气是可燃性气体,不便于贮存和运输。
5.化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。如图表示N2(g)与O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化: 下列说法中正确的是( )。A.1 ml N2(g)与1 ml O2(g)反应放出的能量为180 kJB.1 ml N2(g)和1 ml O2(g)具有的总能量小于2 ml NO(g)具有的总能量C.通常情况下,N2(g)与O2(g)混合能直接生成NO(g)D.NO是一种酸性氧化物,能与NaOH溶液反应生成盐和水
解析:1 ml N2(g)与1 ml O2(g)反应吸收的能量为946 kJ+498 kJ-2×632 kJ=180 kJ,A项错误;1 ml N2(g)和1 ml O2(g)具有的总能量小于2 ml NO(g)具有的总能量,B项正确;在放电或高温条件下,N2(g)与O2(g)混合能直接生成NO(g),C项错误;NO不是酸性氧化物,与NaOH溶液不反应,D项错误。
6.硅是太阳能电池的重要材料。工业冶炼纯硅的原理如下:
有关的化学反应与能量变化如图所示,请回答下列问题:
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