1/9第六章|化學反應(yīng)與能量第一節(jié)化學反應(yīng)與能量變化學習目標重點難點1.認識物質(zhì)具有能量,認識吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng),了解化學反應(yīng)體系能量改變與化學鍵的斷裂和形成有關(guān)。2.知道化學反應(yīng)可以實現(xiàn)化學能與其他能量形式的轉(zhuǎn)化,以原電池為例認識化學能可以轉(zhuǎn)化為電能,從氧化還原反應(yīng)的角度初步認識原電池的工作原理。3.體會提高燃料的燃燒效率、開發(fā)高能清潔燃料和研制新型電池的重要性。重點1.化學反應(yīng)中能量變化的本質(zhì)。2.化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置特點及原理。難點化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置特點及原理。第1課時化學反應(yīng)與熱能新知探究(一)——吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)1.探究反應(yīng)中的能量變化實驗操作實驗現(xiàn)象有產(chǎn)生;用溫度計測量,溫度升高

聞到氣味;燒杯壁發(fā)涼;木片和燒杯黏結(jié);混合物呈糊狀

實驗結(jié)論該反應(yīng)產(chǎn)生氣體,熱量

該反應(yīng)產(chǎn)生NH3和H2O,熱量

化學方程式Ba(OH)2·8H2O+2NH4ClBaCl2+2NH3↑+10H2O結(jié)論:化學反應(yīng)除了有新物質(zhì)生成以外,還總會伴隨著能量變化,通常主要表現(xiàn)為熱量的釋放或吸收。2.放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)的化學反應(yīng),如鎂條、鋁片與鹽酸的反應(yīng),木炭、氫氣、甲烷等在氧氣中的燃燒,氫氣與氯氣的化合等

吸熱反應(yīng)的化學反應(yīng),如氫氧化鋇與氯化銨的反應(yīng),鹽酸與碳酸氫鈉的反應(yīng),灼熱的炭與二氧化碳的反應(yīng)等

[微點撥]化學反應(yīng)中的能量變化不一定全部轉(zhuǎn)化為熱能,還可能轉(zhuǎn)化為光能、動能、電能等。應(yīng)用化學冬季生活中常常采用下列方法獲得熱量:①燒炭取暖;②用電暖器取暖;③天然氣壁掛爐取暖;④空調(diào)取暖;⑤地下水循環(huán)取暖等。在有些吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)中都用到酒精燈,怎樣判斷該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)?放熱反應(yīng)加熱的目的是什么?[題點多維訓(xùn)練]1.正誤判斷(正確的打“√”,錯誤的打“×”)。(1)硝酸銨固體溶于水,溶液的溫度降低,該變化為吸熱反應(yīng)。()(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(yīng)。()(3)鎂條在空氣中燃燒是放熱反應(yīng),反應(yīng)過程中所釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為熱能。()(4)吸熱反應(yīng)需要加熱才能進行,放熱反應(yīng)都不需要加熱就可以進行。()2.中華傳統(tǒng)文化蘊含著豐富的化學知識。下列詩句中主要涉及吸熱反應(yīng)的是()A.千里冰封,萬里雪飄B.野火燒不盡,春風吹又生C.投泥潑水愈光明,爍玉流金見精悍D.爆竹聲中一歲除,春風送暖入屠蘇3.下列說法正確的是()A.Fe與S在加熱條件下才能發(fā)生反應(yīng),所以該反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)B.HNO3、H2SO4分別與NaOH溶液反應(yīng)都放出熱量C.分解反應(yīng)都是吸熱反應(yīng),化合反應(yīng)都是放熱反應(yīng)D.合成氨的反應(yīng)是放熱反應(yīng),所以N2與其他物質(zhì)的反應(yīng)也是放熱反應(yīng)4.把下列物質(zhì)分別加入裝有水的錐形瓶中,立即塞緊帶U形管的塞子,已知U形管內(nèi)預(yù)先裝有少量水(為便于觀察,預(yù)先將水染成紅色),如圖所示,結(jié)果U形管左邊液面升高,則加入的物質(zhì)可能是()A.NaOH固體 B.濃H2SO4C.NH4NO3晶體 D.Na2O2固體新知探究(二)——化學反應(yīng)中能量變化的原因?qū)W設(shè)計根據(jù)H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)中能量變化的數(shù)據(jù),探索化學反應(yīng)前后的能量變化。化學鍵反應(yīng)中能量變化1mol化學鍵反應(yīng)中能量變化斷裂H—H吸收436kJ共吸收kJ

斷裂Cl—Cl吸收243kJ形成H—Cl放出431kJ共放出kJ

結(jié)論1molH2(g)與1molCl2(g)反應(yīng)生成2molHCl(g),放出183kJ的能量1.從化學鍵的斷裂與形成分析,放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)的原因是什么?2.從物質(zhì)具有能量的高低,如何理解放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)?[系統(tǒng)融通知能]1.化學鍵與能量變化的關(guān)系2.放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)的比較項目放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)形成原因反應(yīng)物具有的總能量大于生成物具有的總能量反應(yīng)物具有的總能量小于生成物具有的總能量與化學鍵強弱的關(guān)系生成物分子成鍵時釋放的總能量大于反應(yīng)物分子斷鍵時吸收的總能量生成物分子成鍵時釋放的總能量小于反應(yīng)物分子斷鍵時吸收的總能量3.能量圖像分析當a<b或Q1>Q2反應(yīng)表現(xiàn)為放熱反應(yīng),反之表現(xiàn)為吸熱反應(yīng)。[典例]已知某化學反應(yīng)A2(g)+2B2(g)2AB2(g)(A2、B2、AB2的結(jié)構(gòu)式分別為AA、B—B、B—A—B),反應(yīng)過程中的能量變化如圖所示,下列有關(guān)敘述正確的是()A.該反應(yīng)的進行一定需要加熱B.該反應(yīng)若生成2molAB2(g),則放出的熱量為(E1-E2)kJC.該反應(yīng)斷開反應(yīng)物中化學鍵吸收的總能量大于形成生成物中化學鍵釋放的總能量D.生成2molB—A放出E2kJ能量聽課記錄:|思維建模|判斷吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的兩種思維(1)根據(jù)反應(yīng)物和生成物的總能量的相對大小判斷——反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量的反應(yīng)為放熱反應(yīng),反之為吸熱反應(yīng)(宏觀角度)。(2)根據(jù)化學鍵斷裂和形成時能量變化大小關(guān)系判斷——斷裂反應(yīng)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的反應(yīng)為吸熱反應(yīng),反之為放熱反應(yīng)(微觀角度)。[題點多維訓(xùn)練]題點(一)能量變化的原因1.(2024·廣饒一中段考)下圖是碳和水蒸氣發(fā)生反應(yīng)生成CO、H2的途徑和三個狀態(tài)的能量,該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),下列說法中正確的是()C+H2OC+2H+OCO+H2E1E2E3A.步驟1是放熱過程B.步驟2是吸熱過程C.E1、E2、E3的大小關(guān)系是E2>E3>E1D.C(s)+H2O(g)的總能量一定高于CO(g)+H2(g)的總能量2.下列說法正確的是()A.化學反應(yīng)除了生成新物質(zhì)外,還伴隨著能量的變化,且均表現(xiàn)為吸熱或放熱B.能量守恒定律說明,放熱反應(yīng)必須從外界吸收能量后才能發(fā)生C.石墨完全轉(zhuǎn)化為金剛石時,要吸收熱量,說明金剛石比石墨穩(wěn)定D.化學反應(yīng)是吸熱還是放熱取決于生成物具有的總能量和反應(yīng)物具有的總能量的相對大小3.(2024·深圳羅湖區(qū)高一期中)某放熱反應(yīng)A+B2C,在反應(yīng)過程中,斷裂1molA中的化學鍵消耗的能量為Q1kJ,斷裂1molB中的化學鍵消耗的能量為Q2kJ,形成1molC中的化學鍵釋放的能量為Q3kJ。下列說法中正確的是()A.Q1+Q2<Q3 B.Q1+Q2>Q3C.Q1+Q2<2Q3 D.Q1+Q2>2Q3題點(二)能量圖像分析4.(2024·蘇州期中)甲醇重整反應(yīng)的原理為CH3OH+H2OCO2+3H2,其能量變化如圖所示。下列說法正確的是()A.該反應(yīng)是一個吸收熱量的過程B.反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量C.由氫原子形成H—H時放出能量D.H—C斷裂時放出能量5.反應(yīng)A+BC(吸熱)分兩步進行:①A+BX(放熱);②XC(吸熱)。下列示意圖中,能正確表示總反應(yīng)過程中能量變化的是()新知探究(三)——化學反應(yīng)中能量變化的應(yīng)用1.人類獲取熱能的途徑與常規(guī)能源現(xiàn)階段人類獲取熱能的主要途徑都是通過;利用最多的常規(guī)能源是(煤、石油和天然氣)。

2.化石燃料獲取能量面臨的問題(1)儲量有限,短期內(nèi)不可再生。(2)影響環(huán)境:煤和石油產(chǎn)品燃燒排放的粉塵、SO2、NOx、CO等是大氣污染物的主要來源。3.節(jié)能減排的措施(1)燃料燃燒階段提高燃料的。通過改進鍋爐的爐型和燃料空氣比、清理積灰等方法提高燃料的燃燒效率。(2)能量利用階段提高能源的利用率。如使用節(jié)能燈,改進電動機的材料和結(jié)構(gòu),以及發(fā)電廠、鋼鐵廠余熱與城市供熱聯(lián)產(chǎn)等。(3)開發(fā)使用新能源,目前,人們比較關(guān)注的新能源有、風能、地熱能、海洋能和等。

[微點撥]理想的新能源特點是資源豐富、可以再生、對環(huán)境無污染等。4.能源的分類分類依據(jù)種類舉例來源來自太陽輻射的能量太陽能、煤、石油、天然氣、生物質(zhì)能、風能等來自地球內(nèi)部的能量地熱能、核能來自天體的引力能量潮汐能轉(zhuǎn)換過程一次能源太陽能、煤、石油、天然氣、生物質(zhì)能、風能二次能源石油制品、煤氣、電能利用歷史化石燃料煤、石油、天然氣新能源太陽能、風能、地熱能、海洋能、氫能、生物質(zhì)能等性質(zhì)可再生能源太陽能、風能、水能、生物質(zhì)能不可再生能源煤、石油、天然氣、核能[題點多維訓(xùn)練]1.正誤判斷(正確的打“√”,錯誤的打“×”)。(1)天然氣為化石能源,可以再生。()(2)煤的燃燒可以導(dǎo)致酸雨、加劇溫室效應(yīng)。()(3)風能、水能為新能源。()(4)氫能、電能為一次能源。()2.人類將在未來幾十年內(nèi)逐漸由“碳素燃料文明時代”過渡至“太陽能文明時代”(包括風能、生物質(zhì)能等太陽能的轉(zhuǎn)換形態(tài)),人們將適應(yīng)“低碳經(jīng)濟”和“低碳生活”。下列說法不正確的是()A.研究菠菜蛋白質(zhì)“發(fā)電”不屬于“太陽能文明”B.發(fā)展太陽能經(jīng)濟會減緩溫室效應(yīng)C.植物進行光合作用是將太陽能轉(zhuǎn)化為化學能D.石油和天然氣都屬于碳素燃料3.為消除目前燃料燃燒時產(chǎn)生的環(huán)境污染,同時緩解能源危機,有關(guān)專家提出了利用太陽能制取氫能的構(gòu)想。下列說法正確的是()A.H2O的分解反應(yīng)是放熱反應(yīng)B.氫能源已被普遍使用C.氫氣不易貯存和運輸,無開發(fā)利用價值D.2molH2O(l)具有的總能量低于2molH2(g)和1molO2(g)具有的總能量4.(2024·佛山高一期末)我國固體燃料運載火箭發(fā)射水平不斷取得新突破。下列關(guān)于“該燃料”說法錯誤的是()A.與液體燃料相比易存儲和運輸B.固體燃料提供的能量一定比液體燃料的多C.燃燒時能量轉(zhuǎn)化形式為化學能→熱能→機械能D.燃燒前后能量大小關(guān)系為反應(yīng)物的總能量>生成物的總能量課下請完成課時跟蹤檢測(九)第六章化學反應(yīng)與能量第一節(jié)化學反應(yīng)與能量變化第1課時化學反應(yīng)與熱能新知探究(一)1.氣泡刺激性放出吸收Mg+2HClMgCl2+H2↑2.釋放熱量吸收熱量[應(yīng)用化學]提示:持續(xù)用酒精燈加熱,撤掉酒精燈反應(yīng)就停止的反應(yīng)是吸熱反應(yīng);開始用酒精燈加熱,反應(yīng)開始后,撤去酒精燈仍能繼續(xù)反應(yīng)的是放熱反應(yīng)。放熱反應(yīng)加熱的目的一般是引發(fā)反應(yīng)或加快反應(yīng)速率。[題點多維訓(xùn)練]1.(1)×(2)×(3)×(4)×2.選CA項,所描述的是水的不同狀態(tài)之間的物理變化,不是化學反應(yīng),錯誤;B項,涉及燃燒過程,燃燒屬于放熱反應(yīng),錯誤;C項,涉及碳與水蒸氣的反應(yīng),該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),正確;D項,涉及劇烈燃燒過程,燃燒屬于放熱反應(yīng),錯誤。3.選BFe與S雖然需加熱才能發(fā)生反應(yīng),但反應(yīng)開始后,停止加熱,反應(yīng)能繼續(xù)進行,加熱只是為了引發(fā)反應(yīng),所以該反應(yīng)是放熱反應(yīng),A錯誤;中和反應(yīng)都是放熱反應(yīng),B正確;分解反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng),如H2O2的分解反應(yīng)就是放熱反應(yīng),化合反應(yīng)也不一定是放熱反應(yīng),如CO2與C的反應(yīng)就是吸熱反應(yīng),C錯誤;與N2反應(yīng)的物質(zhì)不同,能量變化也不同,不能根據(jù)合成氨反應(yīng)的能量變化來類推N2與其他物質(zhì)反應(yīng)的能量變化,如N2和O2在放電條件下生成NO就是吸熱反應(yīng),D錯誤。4.選C由題意知,加入物質(zhì)后應(yīng)吸收熱量,則加入A、B、D項物質(zhì)后為放出熱量,與題意不符。新知探究(二)[導(dǎo)學設(shè)計]6798621.提示:反應(yīng)物斷鍵吸收的總能量低于生成物成鍵放出的總能量時表現(xiàn)為放熱反應(yīng),反之為吸熱反應(yīng)。2.提示:反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量時表現(xiàn)為放熱反應(yīng),反之為吸熱反應(yīng)。[典例]選C吸熱反應(yīng)的發(fā)生不一定需要加熱,A錯誤;由圖可知生成2molAB2吸收的熱量為(E1-E2)kJ,B錯誤;生成4molB—A放出E2kJ能量,D錯誤。[題點多維訓(xùn)練]1.選C步驟1斷裂舊化學鍵,需要吸收能量,為吸熱過程,A項錯誤;步驟2形成新化學鍵,需要放出能量,為放熱過程,B項錯誤;根據(jù)步驟1是吸熱過程,可知E2>E1,步驟2是放熱過程,可知E2>E3,由于總反應(yīng)為吸熱反應(yīng),故E2>E3>E1,C項正確;該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),即C(s)+H2O(g)的總能量低于CO(g)+H2(g)的總能量,D項錯誤。2.選D化學反應(yīng)的能量變化大多為熱量變化,化學能也可能轉(zhuǎn)化為光能、電能等,A錯誤;放熱反應(yīng)的實質(zhì)是反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,并不一定從外界吸收能量,B錯誤;物質(zhì)具有的能量越高越不穩(wěn)定,故石墨比金剛石穩(wěn)定,C錯誤;化學反應(yīng)是吸熱還是放熱取決于生成物具有的總能量和反應(yīng)物具有的總能量的相對大小,D正確。3.選CA+B2C為放熱反應(yīng),則斷開化學鍵消耗的能量總和小于形成化學鍵釋放的能量總和,則Q1+Q2<2Q3,故C正確。4.選C由圖可知,反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,題中轉(zhuǎn)化過程是一個放出能量的過程,故A、B錯誤;形成H—H時放出能量,故C正確;斷開H—C時吸收能量,故D錯誤。5.選A根據(jù)①A+BX(放熱)可知,A和B的總能量大于X的;根據(jù)②XC(吸熱)可知,X的能量小于C的;再結(jié)合總反應(yīng)A+BC為吸熱反應(yīng),即A和B的總能量小于C的,可知A項正確。新知探究(三)1.物質(zhì)的燃燒化石燃料3.(1)燃燒效率(3)太陽能氫能[題點多維訓(xùn)練]1.(1)×(2)√(3)√(4)×2.選A菠菜蛋白質(zhì)“發(fā)電”屬于“太陽能文明”,A錯誤;發(fā)展太陽能經(jīng)濟,能減少