人教版高一化学必修二2.1-化学能与热能课件(共54张PPT)教学内容.ppt

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1、人教版高一化学必修二人教版高一化学必修二2.1-2.1-化学能与热能课件化学能与热能课件(共共5454张张PPT)PPT)必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量第一节化学能与热能第一节化学能与热能必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量化学化学键键与化学反与化学反应应中能量中能量变变化的关系化的关系1.化学反应的实质化学反应的实质化学反应的实质是原子化学反应的实质是原子(或原子团或原子团)的的_,即反应物中旧化学键的即反应物中旧化学键的_和生成物中新化学和生成物中新化学键的键的_。2.化学反应中能量变化的原因化

2、学反应中能量变化的原因(微观角度微观角度)(1)物物质质中的原子之中的原子之间间是通是通过过_结结合的。合的。(2)断开反断开反应应物中的化学物中的化学键键要要_能量能量,形成生成形成生成物中的化学物中的化学键键要要_能量。能量。重新重新组组合合断裂断裂形成形成化学化学键键吸收吸收放出放出预习：预习：必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量(3)物物质质在化学反在化学反应应中中发发生能量生能量变变化的主要原因化的主要原因是化学是化学键键的断裂和形成。的断裂和形成。3.化学反应中能量变化的决定因素化学反应中能量变化的决定因素(宏观角度宏观角度)(1)物物质质的的稳稳定性与能量的关系

3、定性与能量的关系必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量(2)化学反化学反应应中能量中能量变变化的决定因素化的决定因素(用用E表示物表示物质质能量能量)必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量1.有化学有化学键键断裂的断裂的变变化一定是化学化一定是化学变变化化吗吗？提示提示有化学有化学键键断裂的断裂的变变化不一定是化学化不一定是化学变变化。化。如如:HCl溶于水溶于水时时,在水分子的作用下在水分子的作用下,HCl键键被被破坏破坏,但是无新化学但是无新化学键键的生成的生成,不是化学不是化学变变化。化。必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量化学能与化学能

4、与热热能的相互能的相互转转化化1.两条基本的自然定律两条基本的自然定律(两个守恒两个守恒):_定律、定律、_定律。定律。2.吸热反应和放热反应吸热反应和放热反应(1)定定义义吸吸热热反反应应:吸收吸收热热量的化学反量的化学反应应。放放热热反反应应:放出放出热热量的化学反量的化学反应应。质质量守恒量守恒能量守恒能量守恒必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量(2)实验实验探究探究必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量2.放放热热反反应应是否一定不需加是否一定不

5、需加热热？吸？吸热热反反应应是否一定是否一定必必须须加加热热？必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量人人类类利用能源的三个利用能源的三个阶阶段段1.柴草时期柴草时期:该时该时期从火的期从火的发现发现至至18世世纪产业纪产业革命革命,以以树树枝枝杂杂草草为为主要能源。主要能源。2.化石能源时期化石能源时期:从从18世世纪纪中期到中期到现现代代,以煤、以煤、_、天然气天然气为为主要能源。主要能源。3.多能源结构时期多能源结构时期:以可再生能源和清以可再生能源和清洁洁能源能源(绿绿色色能源能源)为为主要能源主要能源,主要包括太阳能、主要包括太阳能、氢氢能、能、_、生物生物质质能、地壳

6、地表能等。能、地壳地表能等。石油石油核能核能必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量3.(1)物物质发质发生化学反生化学反应应都伴随着能量的都伴随着能量的变变化化,那么有那么有能量能量变变化的物化的物质变质变化一定是化学化一定是化学变变化化吗吗？(2)化学反化学反应应中的能量中的能量变变化是否只表化是否只表现为热现为热量的量的变变化化？提示提示(1)不一定。物不一定。物质发质发生物理生物理变变化化时时也会伴有也会伴有能量能量变变化。如化。如浓浓硫酸的稀硫酸的稀释释、氢氢氧化氧化钠钠的溶解、冰的溶解、冰融化成液融化成液态态的水等都有能量的的水等都有能量的变变化。化。(2)不是。化学

7、反不是。化学反应应中一定有能量的中一定有能量的变变化化,通常表通常表现现为热为热量的量的变变化化,但也可能有其他的能量形式但也可能有其他的能量形式,如如电电能能或光能等。或光能等。必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量1.当两个原子形成化学当两个原子形成化学键时键时,原子的能量将原子的能量将()A.升高升高B.降低降低C.保持不保持不变变 D.一个升高一个降低一个升高一个降低解析解析:因为形成新化学键时要放出能量因为形成新化学键时要放出能量,所以当所以当两个原子形成化学键时两个原子形成化学键时,必定放出能量必定放出能量,使得原子使得原子的能量降低。的能量降低。答案答案:B必修必

8、修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量2.图图中所示是两个反中所示是两个反应应前后反前后反应应物物总总能量和生成能量和生成物物总总能量的比能量的比较较,对对于于A、B两个反两个反应应的的说说法正确法正确的是的是()必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量A.A反反应应是放是放热热反反应应,B反反应应也是放也是放热热反反应应B.A反反应应是放是放热热反反应应,B反反应应是吸是吸热热反反应应C.A反反应应是吸是吸热热反反应应,B反反应应也是吸也是吸热热反反应应D.A反反应应不需要加不需要加热热,B反反应应必必须须加加热热解析解析:若反应物总能量高于生成物总能量若反应物总能量

9、高于生成物总能量,则反应则反应为放热反应为放热反应,反之反之,为吸热反应为吸热反应;但是无论是吸热反但是无论是吸热反应应,还是放热反应都与反应是否加热无关。还是放热反应都与反应是否加热无关。答案答案:B必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量3.某同学做如下某同学做如下实验实验,以以检验检验反反应应中的能量中的能量变变化。化。必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量(1)实验实验中中发现发现反反应应后后(a)中温度升高中温度升高,由此可以判由此可以判断断(a)中反中反应应是是_热热反反应应;(b)中温度降低中温度降低,由由此可以判断此可以判断(b)中反中反应应是是_

10、热热反反应应。(2)写出写出铝铝与与盐盐酸反酸反应应的离子方程式的离子方程式_。(3)根据能量守恒定律根据能量守恒定律,(b)中反中反应应物的物的总总能量能量应该应该_其生成物的其生成物的总总能量。能量。必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量解析解析:(1)反应后反应后(a)中温度升高中温度升高,(b)中温度降低中温度降低,说明说明(a)中反应为放热反应中反应为放热反应,(b)中反应为吸热反应。中反应为吸热反应。(2)铝与盐酸反应的离子方程式为铝与盐酸反应的离子方程式为2Al6H=2Al33H2。(3)(b)中反应为吸热反应中反应为吸热反应,根据能量守恒定律根据能量守恒定律,(

11、b)中中反应物的总能量应该低于其生成物的总能量。反应物的总能量应该低于其生成物的总能量。答案答案:(1)放吸放吸(2)2Al6H=2Al33H2(3)低于低于必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量放放热热反反应应吸吸热热反反应应定定义义 释释放放热热量的化学反量的化学反应应 吸收吸收热热量的化学反量的化学反应应宏宏观观解解释释反反应应物具有的物具有的总总能量能量大于生成物具有的大于生成物具有的总总能量能量反反应应物具有的物具有的总总能量能量小于生成物具有的小于生成物具有的总总能量能量微微观观解解释释生成物分子成生成物分子成键时释键时释放的放的总总能量大于反能量大于反应应物分子断

12、物分子断键时键时吸收的吸收的总总能量能量生成物分子成生成物分子成键时释键时释放的放的总总能量小于反能量小于反应应物分子断物分子断键时键时吸收的吸收的总总能量能量吸吸热热反反应应与放与放热热反反应应的比的比较较1.放热反应和吸热反应放热反应和吸热反应必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量图图示示实实例例NaOHHCl=NaClH2OBa(OH)28H2O2NH4Cl=BaCl22NH310H2O必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量(1)需加热才能发生的反应不一定是吸热反应需加热才能发生的反应不一定是吸热反应,

13、如如碳和氧气的反应碳和氧气的反应;放热反应常温下不一定容易发放热反应常温下不一定容易发生生,如铝热反应如铝热反应;吸热反应也不一定需要加热吸热反应也不一定需要加热,如如Ba(OH)28H2O晶体和晶体和NH4Cl晶体的反应。晶体的反应。(2)吸热反应和放热反应都是化学变化吸热反应和放热反应都是化学变化,如浓硫酸如浓硫酸和和NaOH固体溶于水是放热过程固体溶于水是放热过程,但不是放热反但不是放热反应应;如升华、蒸发等过程是吸热过程如升华、蒸发等过程是吸热过程,但不是吸热但不是吸热反应。反应。考前提醒：考前提醒：必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量已知反已知反应应XY=MN为为吸

14、吸热热反反应应,对这对这个反个反应应的的下列下列说说法中正确的是法中正确的是()A.X的能量一定低于的能量一定低于M的的,Y的能量一定低于的能量一定低于N的的B.因因为该为该反反应为应为吸吸热热反反应应,故一定要加故一定要加热热反反应应才能才能进进行行C.破坏反破坏反应应物中的化学物中的化学键键所吸收的能量小于形成生所吸收的能量小于形成生成物中化学成物中化学键键所放出的能量所放出的能量D.X和和Y的的总总能量一定低于能量一定低于M和和N的的总总能量能量必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量名师解析名师解析:因反应因反应XY=MN为吸热反应为吸热反应,则则反应物反应物(XY)的总

15、能量小于生成物的总能量小于生成物(MN)的总能的总能量量,D正确正确,A错误错误;反应吸热反应吸热,则破坏反应物中的化学则破坏反应物中的化学键所吸收的总能量大于形成生成物中化学键所放键所吸收的总能量大于形成生成物中化学键所放出的能量出的能量,C错误。有些吸热反应常温下也能进行错误。有些吸热反应常温下也能进行,如如Ba(OH)28H2O与与NH4Cl的反应的反应,B错误。错误。答案答案:D必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量化学反应都伴随着能量变化化学反应都伴随着能量变化,只有两种情况只有两种情况:一种一种为吸热反应为吸热反应,一种为放热反应。某个反应是吸热一种为放热反应。某个

16、反应是吸热反应还是放热反应与反应条件无必然关系。反应还是放热反应与反应条件无必然关系。规律方法：规律方法：必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量1.下列反下列反应应既属于氧化既属于氧化还还原反原反应应,又是吸又是吸热热反反应应的的是是()A.锌锌粒与稀硫酸的反粒与稀硫酸的反应应B.灼灼热热的木炭与的木炭与CO2反反应应C.甲甲烷烷在氧气中的燃在氧气中的燃烧烧反反应应D.Ba(OH)28H2O晶体与晶体与NH4Cl晶体的反晶体的反应应解析解析:属于氧化还原反应的有属于氧化还原反应的有A、B、C,反应反应A、C是放热反应是放热反

17、应,反应反应B、D是吸热反应。是吸热反应。答案答案:B必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量即即:断裂化学断裂化学键键吸收的能量吸收的能量形成化学形成化学键键放出的能量放出的能量H2Cl2HCl1 mol化学化学键键436 kJ243 kJ431 kJH2Cl2=2HCl共吸收共吸收436 kJ243 kJ679 kJ共放出共放出862 kJ679 kJ862 kJ183 kJ,即反即反应应放出放出183 kJ热热量量必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量

18、必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量3.举例举例则反应则反应:N23H2=2NH3的能量变化的能量变化QQ(吸吸)Q(放放)(942 kJ436 kJ3)391 kJ3296 kJ即该过程放出即该过程放出96 kJ热量。热量。化学化学键变键变化化能量能量变变化化拆开拆开1 mol NN吸收吸收942 kJ拆开拆开1 mol HH吸收吸收436 kJ形成形成1 mol NH放出放出391 kJ必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量(1)同一个化学键同一个化学键,断裂时吸收的能量与形成时放出的断裂时吸收的能量与形成时放出的能量相等。能量相等。(2)微观上微观上,吸

19、收的能量与放出的能量的相对大小决定吸收的能量与放出的能量的相对大小决定了反应的能量变化。了反应的能量变化。宏观上宏观上,反应物的总能量与生成物的总能量的相对大反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小决定了反应的能量变化。小决定了反应的能量变化。考向提醒：考向提醒：必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量思路点拨思路点拨:解答此类题目时解答此类题目时,要特别注意分子中共要特别注意分子中共价键数目计算价键数目计算,如如1 mol NH3中含有中含有3 mol NH键键,1 mol H2O中含有中含有2 mol OH键。键。自主解答

20、自主解答:(1)化学反应中化学反应中,旧键断裂吸收能量旧键断裂吸收能量,新新键形成放出能量键形成放出能量,反应吸热或放热的多少取决于二反应吸热或放热的多少取决于二者吸收和放出能量的相对大小。者吸收和放出能量的相对大小。必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量旧键断裂需要吸收的能量旧键断裂需要吸收的能量:Q吸吸E(NN)3E(HH)945.0 kJ/mol3436.0 kJ/mol2 253.0 kJ/mol。因为。因为1 mol NH3中含有中含有3 mol NH键键,化学反应中生成化学反应中生成2 mol NH3,共含有共含有6 mol NH键键,所以新键形成放出的能量所以新键

21、形成放出的能量:Q放放6E(NH)6391.0 kJ/mol2 346.0 kJ/mol,Q吸吸Q3B.Q1Q22Q3C.Q1Q2Q3 D.Q1Q22Q3必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量解析解析:燃烧反应一定为放热反应。燃烧反应一定为放热反应。答案答案:D必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量探究化学反应中的能量变化探究化学反应中的能量变化某校某校兴兴趣小趣小组对氢组对氢氧化氧化钠钠溶液和稀溶液和稀盐盐酸混合后的酸混合后的有关有关问题问题,进进行了如下探究行了如下探究:(1)甲同学甲同学为为了了证证明明氢氢氧化氧化钠钠溶液与稀溶液与稀盐盐酸能酸能够够发发生

22、反生反应应,设计设计并完成了如下并完成了如下图图所示所示实验实验。例子：例子：必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量X溶液是溶液是_,滴入的量一般滴入的量一般为为_。乙同学乙同学认为认为甲同学的甲同学的实验实验不能充分不能充分证证明明氢氢氧化氧化钠钠溶液与稀溶液与稀盐盐酸能酸能够发够发生反生反应应,乙同学的理由是乙同学的理由是_。(2)丙同学利用保温瓶式量丙同学利用保温瓶式量热计热计,测测出出10 mL 10%氢氢氧化氧化钠钠溶液和不同体溶液和不同体积积的的10%盐盐酸混合酸混合过过程中程中,溶溶液的温度液的温度变变化化见见

23、下表下表(假假设设两溶液密度相同两溶液密度相同)。必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量加入加入盐盐酸的体酸的体积积(V)/mL 溶液温度上升溶液温度上升(t)/25.249.6612.0816.01018.2由以上数据判断由以上数据判断盐盐酸和酸和氢氢氧化氧化钠钠的反的反应应是是_(填填“吸吸热热”或或“放放热热”)反反应应。必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量解析解析:(1)由题图知加入的指示剂在由题图知加入的指示剂在NaOH溶液溶液中呈红色中呈红色,在酸性溶液中呈无色在酸性溶液中呈无色,故该试剂为酚酞。故该试剂为酚酞。甲同学的实验不能充分说明是盐酸与氢氧

24、化钠甲同学的实验不能充分说明是盐酸与氢氧化钠溶液发生了反应溶液发生了反应,还是盐酸与红色物质发生了反应。还是盐酸与红色物质发生了反应。(2)由表格中的数据说明反应后溶液温度升高由表格中的数据说明反应后溶液温度升高,该反该反应为放热反应。应为放热反应。答案答案:(1)酚酚酞酞12滴滴甲同学的甲同学的实验实验不能不能说说明是明是盐盐酸与酸与氢氢氧化氧化钠钠溶液溶液发发生了反生了反应还应还是是盐盐酸酸与与红红色物色物质发质发生了反生了反应应(2)放放热热必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量1.下列下列对对化学反化学反应应的的认识错误认识错误的是的是()A.会引起化学会引起化学键键的

25、的变变化化B.会会产产生新的物生新的物质质C.必然引起物必然引起物质质状状态态的的变变化化 D.必然伴随着能量的必然伴随着能量的变变化化解析解析:化学反应的实质为旧化学键的断裂和新化化学反应的实质为旧化学键的断裂和新化学键的生成学键的生成,在化学键变化过程中一定会伴随能量在化学键变化过程中一定会伴随能量的变化和物质的变化的变化和物质的变化,C错。错。答案答案:C随堂检测：随堂检测：必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量2.(2012泰州高一泰州高一检测检测)下列各下列各图图示中示中,表示吸表示吸热热反反应应的是的是()必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量解析解

26、析:若反应物的能量低于生成物的能量若反应物的能量低于生成物的能量,则反则反应为吸热反应。应为吸热反应。答案答案:A必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量3.下列下列变变化化过过程需要吸收能量的是程需要吸收能量的是()必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量解析解析:A选项中氢气球发生爆炸时发生了氢气与氧选项中氢气球发生爆炸时发生了氢气与氧气的反应气的反应,是燃烧反应为放热反应是燃烧反应为放热反应;B选项中向河水选项中向河水中投放生石灰时发生了中投放生石灰时发生了CaOH2O=Ca(OH)2,是是放热反应放热反应;C选项中两个氯原子之间结合成氯气分子选项中两个氯原子

27、之间结合成氯气分子,原子之间形成了共价键原子之间形成了共价键,对外释放能量对外释放能量;因此因此,A、B、C三个过程均是释放能量的变化过程。三个过程均是释放能量的变化过程。D选项中一选项中一个氢气分子分解生成了两个氢原子个氢气分子分解生成了两个氢原子,破坏氢气分子破坏氢气分子中的化学键要吸收能量。所以正确答案为中的化学键要吸收能量。所以正确答案为D。答案答案:D必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量答案答案:B必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量5.键键能是指在能是指在25、1.01105Pa,将将1 mo

28、l理想气体理想气体分子分子AB拆开拆开为为中性气中性气态态原子原子A和和B时时所需要的能量。所需要的能量。显显然然键键能越大能越大,化学化学键键越牢固越牢固,含有含有该键该键的分子越的分子越稳稳定。如定。如HH的的键键能是能是436 kJmol1,是指使是指使1 mol H2分子分子变变成成2 mol H原子需要吸收原子需要吸收436 kJ的能量。的能量。(1)已知已知HCl键键的的键键能能为为431 kJmol1,下列叙述正下列叙述正确的是确的是_。A.每生成每生成1 mol HCl键键放出放出431 kJ能量能量B.每生成每生成1 mol HCl键键吸收吸收431 kJ能量能量C.每拆开每

29、拆开1 mol HCl键键放出放出431 kJ能量能量D.每拆开每拆开1 mol HCl键键吸收吸收431 kJ能量能量必修必修2 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量(2)已知已知键键能能:HH为为436 kJmol1;HF为为565 kJmol1;HCl为为431 kJmol1;HBr为为366 kJmol1。则则下列分子受下列分子受热时热时最最稳稳定的是定的是_。A.HF B.HClC.HBr D.H2(3)能用能用键键能大小解能大小解释释的是的是_。A.氮气的化学性氮气的化学性质质比氧气比氧气稳稳定定B.常温常常温常压压下溴呈液下溴呈液态态,碘呈固碘呈固态态C.稀有气体一般很稀有气体一般很难发难发生化学反生化学反应应D.硝酸易硝酸易挥发挥发而硫酸而硫酸难挥发难挥发解析解析:键能越大键能越大,分子的稳定性越强分子的稳定性越强,键能影响物质键能影响物质的化学性质的化学性质,而一些物理性质如熔、沸点而一些物理性质如熔、沸点(挥发性挥发性)等等决定于分子间作用力的大小。决定于分子间作用力的大小。答案答案:(1)AD(2)A(3)A结束结束