第六章化學反應與能量第一節(jié)化學反應與能量變化第1課時化學反應與熱能[核心素養(yǎng)發(fā)展目標]

1.知道化學反應可以實現化學能與熱能的轉化，認識吸熱和放熱反應。2.能用化學鍵解釋某些吸熱反應和放熱反應。3.認識燃料的燃燒效率、保護環(huán)境、開發(fā)清潔燃料的必要性和重要性。一、化學反應過程中存在熱量變化1．實驗探究實驗操作實驗現象實驗結論化學方程式有氣泡產生；用溫度計測量，溫度升高聞到刺激性氣味；燒杯壁發(fā)涼；玻璃片和燒杯黏結在一起，混合物呈糊狀該反應產生氣體，放出熱量該反應產生NH3和H2O，吸收熱量Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl=BaCl2＋2NH3↑＋10H2O結論：

化學反應除了有新物質生成以外，還總會伴隨著能量變化，通常主要表現為熱能的變化，有的放出熱量，有的吸收熱量。2．放熱反應和吸熱反應(1)概念①放熱反應：②吸熱反應：釋放熱量的化學反應。吸收熱量的化學反應。(2)常見的放熱反應和吸熱反應放熱反應吸熱反應①所有燃燒反應②酸堿中和反應③大多數化合反應④活潑金屬跟水或酸的反應⑤物質的緩慢氧化①大多數分解反應②銨鹽與堿的反應，如Ba(OH)2·8H2O或Ca(OH)2與NH4Cl反應③以C、H2、CO為還原劑的氧化還原反應,如C與H2O(g)反應,C與CO2反應④NaHCO3與鹽酸的反應判斷正誤(1)硝酸銨固體溶于水，溶液的溫度降低，該變化為吸熱反應(

)(2)氫氣燃燒，濃硫酸溶于水，都放出熱量，這些變化都為放熱反應

(

)(3)化學反應既有物質變化，又有能量變化

(

)(4)鎂條在空氣中燃燒是放熱反應，反應過程中所釋放的能量全部轉化為熱能

(

)(5)吸熱反應需要加熱才能進行，放熱反應都不需要加熱就可以進行

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)(6)火藥爆炸時所釋放的能量包括熱、光、聲、機械能等多種能量形式

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)××√××√理解應用1．除了用手觸摸和溫度計測量外還可以借助其他方法感知溫度的變化，如在探究化學反應過程中有熱量變化時，某興趣小組設計了如下三套裝置：(1)該小組選擇裝置Ⅰ探究Na2O2和H2O反應為放熱反應,將水滴入盛有過氧化鈉的試管中,現象為_______________________________，化學方程式：___________________________________________。U形管右側液面下降，左側液面上升2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑(2)該小組采用裝置Ⅱ，探究硝酸銨溶于水的能量變化，當向盛有硝酸銨固體的試管中滴入少量水，發(fā)現導管中形成一段水柱，則該變化________(填“是”或“不是”)吸熱反應，原因為_______________________________________。(3)該小組在探究鎂和鹽酸反應熱量變化時，選擇了裝置Ⅲ，發(fā)現反應過程中，導管口有氣泡冒出該裝置________(填“能”或“不能”)證明鎂和鹽酸反應為放熱反應，原因為_______________________________________________________________________________。硝酸銨溶于水沒有新物質生成，為物理變化不是

鎂和鹽酸反應生成氫氣，無論是吸熱反應還是放熱反應，燒杯中導管口都有氣泡冒出不能2．根據日常生活和回憶已學化學反應，對下列變化按吸熱或放熱的標準分類：①鈉投入水中②煅燒石灰石制生石灰③食物腐爛④炸藥爆炸⑤氫氣在氯氣中燃燒⑥生石灰與水作用制熟石灰⑦碳與水蒸氣制取水煤氣(CO和H2)

⑧硫酸與氫氧化鈉的中和反應⑨氦氣球受熱爆炸(1)屬于放熱反應的有：________________(填序號，下同)。(2)屬于吸熱反應的有：______________。①③④⑤⑥⑧②⑦有關吸熱反應和放熱反應理解的三個“不一定”(1)放熱反應不一定容易發(fā)生，如合成氨反應需要在高溫、高壓和催化劑作用下才能發(fā)生；吸熱反應不一定難發(fā)生，如Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應在常溫下能發(fā)生。(2)需要加熱才能發(fā)生的反應不一定是吸熱反應，如硫與鐵的反應；吸熱反應不一定需要加熱，如Ba(OH)2·8H2O晶體和NH4Cl晶體的反應。(3)放熱過程不一定是放熱反應，如NaOH固體的溶解和濃硫酸的稀釋是放熱過程，但不是放熱反應；吸熱過程不一定是吸熱反應，如升華、蒸發(fā)等過程是吸熱過程，但不是吸熱反應。二、化學反應中能量變化的原因1．化學反應中能量變化的實質(微觀探析)化學鍵斷裂——化學鍵形成——吸收能量放出能量化學鍵能:指常溫常壓下，斷裂1mol同一種化學鍵所吸收的能量,或形成1mol同一種化學鍵所釋放的能量,叫鍵能。斷鍵的鍵能

=成鍵的鍵能斷裂1molH—H鍵(H—H→2H)______436KJ形成1molH—H鍵(2H→H—H)______436KJ例如：通過單個化學鍵分析即：H—H鍵的鍵能為436KJ/mol吸收釋放斷裂4molC-H鍵(→C+4H)____1660KJ形成1molC-H鍵(C+H→C-H)______415KJ吸收釋放即：C—H鍵的鍵能為415KJ/molH——HCl——Cl吸收能量436KJ吸收能量243KJCl——ClH——H放出能量431KJ放出能量431KJ反應物鍵能綜合：436+243=679KJ產物的鍵能綜合：431×2=862KJ679KJ–862KJ=-183KJ，反應為放熱(1)以H2＋Cl2=2HCl反應為例探究化學反應中能量變化(2)化學反應中能量變化的本質原因反應物生成物中間粒子斷鍵吸收能量E1成鍵釋放能量E2能量變化決定E1>E2吸熱反應E1<E2放熱反應(1)任何物質都具有一定的能量——化學能。③物質含有的能量越低，構成物質化學鍵的鍵能越大，物質就越穩(wěn)定。②條件不同能量大小不同,所以改變外界條件可以控制化學反應的發(fā)生。①物質種類不同能量大小不同。2．化學反應中能量變化的決定因素(宏觀辨識)特點：(2)化學反應中能量變化決定于反應物的總能量和生成物的總能量的相對大小。放熱反應吸熱反應

化學能轉化為熱能熱能轉化為化學能被生成物“儲存”?剛開始需要加熱的放熱反應?自發(fā)放熱反應E反應過程反應物E1生成物E2①放熱反應(3)通過坐標圖認識放熱反應和吸熱反應物質能量的變化能量變化過程:分類②吸熱反應E反應過程反應物E1生成物E2?需要持續(xù)加熱的吸熱反應?自發(fā)吸熱反應能量變化過程:分類判斷正誤：(1)對于一個化學反應來說，當化學鍵斷裂時吸收的能量大于化學鍵形成時放出的能量，則反應放熱(

)(2)相同條件下形成1molH—Cl鍵放出的能量與斷開1molH—Cl鍵吸收的能量相等(

)(3)任何化學反應，都有物質變化，同時伴隨著能量變化(

)(4)放熱反應為“貯存”能量的過程,吸熱反應為“釋放”能量的過程(

)(5)已知Fe與稀鹽酸的反應為放熱反應，即Fe的能量大于H2的能量(

)×√√××1．已知N2(g)和O2(g)反應生成2molNO(g)吸收180kJ能量，反應過程中能量變化如下圖所示。根據圖示回答下列問題：(1)該反應中反應物所具有的總能量________(填“高于”或“低于”)生成物的總能量。(2)1molNO(g)分子中的化學鍵斷裂時要吸收________kJ能量。(3)斷裂1molN≡N吸收的能量x值為________。低于6329462．磷元素有多種性質不同的單質，紅磷(結構復雜用“P”表示)和白磷(P4)是磷的兩種同素異形體，充分燃燒之后的產物都是五氧化二磷。在25℃、101kPa下，31g白磷完全轉化為紅磷，放出11kJ的熱量，根據以上事實回答下列問題：(1)紅磷轉化為白磷屬于________反應(填“放熱”或“吸熱”)。(2)等質量的紅磷和白磷分別完全燃燒，放出熱量較多的是________(填“白磷”或“紅磷”，下同)。(3)31g白磷與31g紅磷的能量較高的是________，二者更穩(wěn)定的是________。吸熱白磷白磷紅磷三、化學能與熱能相互轉化的應用1．現階段人類獲取熱能的主要途徑是：_____________；使用最多的常規(guī)能源是：__________________________。2．化石燃料獲取能量面臨的問題(1)儲量有限，短期內不可再生。(2)影響環(huán)境：煤、石油產品燃燒排放的_____________________________等是大氣污染物的主要來源。物質的燃燒化石燃料(煤、石油和天然氣)

粉塵、SO2、NOx、CO3．節(jié)能減排的措施(1)燃料燃燒階段提高燃料的燃燒效率。(2)能量利用階段提高能源的利用率。(3)開發(fā)使用新能源，目前人們比較關注的新能源有太陽能、風能、地熱能、海洋能和氫能等。理解應用小明的爸爸是一名出租車司機，為倡導“綠水青山就是金山銀山”這一理念，小明回到家和爸爸進行了一番爭論。小明認為：現在空氣污染比較嚴重，應將汽車燃料改用新能源，或者污染較小的燃料。小明的爸爸認為：現在城市污染不是很嚴重，新能源汽車價格高，續(xù)航能力差，不經濟，汽油作燃料性價比高，適合長時間運行。為了說服爸爸，小明又給爸爸展示了三張圖片。燃料液化石油氣天然(CNG)95號乙醇汽油價格(元/升)4.82.36.9熱值(kJ/kg)4.5×1044.0×1044.6×104圖3不同能源在各年代所占比例圖2常用車用燃料熱值及價格最后小明的爸爸贊同了小明的觀點，決定將汽油改為天然氣。(1)小明鼓勵爸爸，將汽油改為天然氣CNG的目的是。(2)結合圖3，對于能源的選擇，請你再提一條符合小明的目的的建議：。(3)“開源節(jié)流”是應對能源危機的重要舉措，下列做法有助于能源“開源節(jié)流”的是________(填字母)。a.大力發(fā)展農村沼氣，將廢棄的秸稈轉化為清潔高效的能源b.大力開采煤、石油和天然氣以滿足人們日益增長的能源需求c.開發(fā)太陽能、水能、風能、地熱能等新能源,減少使用煤、石油等化石燃料d.減少資源消耗，增加資源的重復使用、資源的循環(huán)再生節(jié)約石油資源，減少對空氣的污染，天然氣作汽油燃料性價比相對較高提示為減少化石能源對環(huán)境的影響，可以大力開發(fā)利用新能源，如太陽能、風能、海洋能、氫能等

acd隨堂演練知識落實1．(2019·山東泰安高一期末)已知2H→H2的能量變化如圖所示。下列說法不正確的是(

)A．2H→H2過程中形成的化學鍵是共價鍵B．相同質量的氫氣分子的能量比氫原子的能量低C．2H→H2過程中形成1mol新化學鍵放出437.6kJ的能量D．1molH2離解成2molH要放出437.6kJ熱量D2．(2019·四川遂寧高一期末)如圖是某化學反應過程中能量變化的曲線圖。下列敘述正確的是(

)A．該反應為吸熱反應B．該圖可以表示Zn與HCl溶液反應的能量變化C．該反應先發(fā)生物質變化后發(fā)生能量變化D．斷開反應物中化學鍵吸收的能量大于形成生成物中化學鍵放出的能量B3．(2019·淮南月考)液態(tài)儲氫技術