1、第一节化学反应与能量变化第1课时化学反应与热能学习目标1.理解化学反应中能量变化的主要原因化学键的断裂和形成。2.知道化学反应中的能量变化和物质具有的能量之间的关系。3.了解吸热反应和放热反应的概念,熟悉常见的吸热反应和放热反应。重、难点重点:化学反应中能量变化的本质;难点:利用化学键的断裂和形成简单计算反应的吸、放热。课堂探究一、吸热反应与放热反应【教材实验6-1】镁和盐酸的反应。在一支试管中加入2mL2molL-1盐酸,并用温度计测量其温度。再向试管中放入用砂纸打磨光亮的镁条,观察现象,并测量溶液温度的变化。图1盐酸与镁反应前后溶液的温度变化现象:。结论:。【教材实验6-2】Ba(OH)2
2、8H2O和NH4Cl反应。将20gBa(OH)28H2O晶体研细后与10gNH4Cl晶体一起放入烧杯中,并将烧杯放在滴有几滴水的木片上,用玻璃棒快速搅拌,闻到气味后迅速用玻璃片盖上烧杯,用手触摸烧杯下部,试着用手拿起烧杯。观察现象。图2化学反应吸热使烧杯与木片间的水凝结成冰现象:。结论:。1.吸热反应与放热反应(1)放热反应:化学上把释放热量的化学反应称为放热反应。常见的放热反应:(2)吸热反应:把吸收热量的化学反应称为吸热反应。常见的吸热反应:【思考与交流】化学反应过程中为什么会有能量的变化?为什么有的化学反应释放热量,有的化学反应吸收热量?2.化学反应的能量变化的本质(1)在1mol氢分子
3、中,含有mol氢原子,含有molHH键。(2)已知在25和101kPa条件下,由2molH原子形成1molHH键时,放出436kJ的能量。若要使1mol氢分子变为2mol氢原子时,需要断开1molHH键,其能量变化是。(3)CH4的结构式是,1molCH4分子中含有molCH键。(4)在CH4中,断开1molCH键要吸收415kJ的能量。若要形成1molCH4中的CH键其能量变化是。(5)结论:在相同条件下,由原子形成1mol化学键时所的能量,与断开1mol相同化学键所的能量是相等的。【思考与交流】已知反应H2+Cl22HCl:断开1molHH键要吸收436kJ的能量;断开1molClCl键要
4、吸收243kJ的能量;生成1molHCl键要释放431kJ的能量。将下面图示补充完整并填空。E吸收=,E放出=,E吸收E放出,热反应。【总结】化学反应的能量变化的本质:化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。吸收能量E1释放能量E2,该反应为反应;吸收能量E1释放能量E2,该反应为反应。3.化学反应的能量变化的宏观分析(1)放热反应:反应物的总能量生成物的总能量;(2)吸热反应:反应物的总能量生成物的总能量。二、人类对能源的利用【提问】1.利用化学能源出现的两个问题是什么?2.怎么解决这两个问题?【总结】吸热反应放热反应(概念)化学反应中能量变化的本质(微观解释)吸热、放热反应与反应
5、物、生成物能量的关系(宏观判断)化石能源的贡献与问题及相关应对措施(应用价值)核心素养专练1.下列选项描述的过程能实现化学能转化为热能的是()2.中国化学家研究出一种新型复合光催化剂(C3N4/CQDs),能利用太阳光高效分解水,原理如图所示。下列说法不正确的是()A.通过该催化反应,实现了太阳能向化学能的转化B.反应中涉及非极性键的断裂和极性键的形成C.反应为2H2O2H2O+O2D.该过程中催化剂降低了反应的活化能3.下列关于化学反应与能量的说法不正确的是()A.乙醇的燃烧是放热反应B.Mg与盐酸的反应是吸热反应C.反应物化学键的断裂要吸收能量D.化学反应伴随有能量的变化4.结合图判断,下
6、列说法正确的是()A.1molH2(g)与12molO2(g)键能之和比1molH2O(g)的键能高B.H2O(g)变为H2O(l)时,断键吸收的能量小于成键放出的能量C.2molH(g)与1molO(g)生成1molH2O(g)所吸收的热量是bkJD.2mol液态水分解吸收的能量为2(b+c-a)kJ5.能正确反映电解水过程中的能量变化的是()6.化学反应伴随着能量变化是化学反应的基本特征之一。(1)已知拆开1molHH键、1molII键、1molHI键分别需要吸收的能量为436kJ、151kJ、299kJ。由1molH2和1molI2反应生成HI会(填“放出”或“吸收”)kJ的热量。(2)
7、下列反应中属于放热反应的是(填序号,下同),属于吸热反应的是。物质燃烧炸药爆炸酸碱中和反应二氧化碳通过炽热的炭食物因氧化而腐败Ba(OH)28H2O与NH4Cl反应铁粉与稀盐酸反应(3)最新报道:科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如图所示。下列说法中正确的是(填字母)。A.CO和O生成CO2是放热反应B.CO和O生成了具有极性共价键的CO2C.状态状态表示CO与O2反应的过程参考答案课堂探究一、吸热反应与放热反应【教材实验6-1】镁条逐渐溶解,有气泡产生,温度计温度上升该反应是放出热量【教材实验6-2】有刺激性气味气体产生;木片上的水结成冰,
8、木片与烧杯底被冰粘在了一起;用手触摸杯壁下部,有凉的感觉该反应是吸收热量1.(1)金属和酸的反应;木炭、氢气、甲烷的燃烧反应;氢气和氯气的化合反应;中和反应。(2)氢氧化钡和氯化铵的反应;盐酸和碳酸氢钠的反应;碳与二氧化碳的化合反应。【思考与交流】物质中的原子之间是通过化学键相结合的,当化学反应发生时,反应物的化学键断裂要吸收能量,而生成物的化学键形成要放出能量。2.(1)21(2)吸收436kJ的能量(3)4(4)放出1660kJ的能量放出吸收【思考与交流】436kJ+243kJ=679kJ431kJ2=862kJ吸热(2)二、人类对能源的利用1.一是其短期内不可再生,储量有限,随着能源消费需求的不断增加,能源消费量与储量之间的矛盾日益突显;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。2.解决办法节能燃料燃烧阶段,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;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,有效提高能源利用率。寻找清洁的新能源:太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等核心素养专练1.B2.B3.B4.D5.B6.答案:(1)放出11(2)(3)AB