《化学反应与能量变化》化学反应与能量PPT(第1课时化学反应与热能)
第一部分内容：必备知识·素养奠基
一、 化学反应与能量
1.实验探究:
2.放热反应和吸热反应
(1)含义:
①放热反应:_________的化学反应。
②吸热反应:_________的化学反应。
(2)实例:
①放热反应:
a.镁条、铝片与盐酸的反应;
b.木炭、氢气、甲烷等在氧气中的燃烧;
c.氢气与氯气的化合。
②吸热反应:
a.氢氧化钡与氯化铵的反应;
b.盐酸与碳酸氢钠的反应;
c.灼热的炭与二氧化碳的反应。
【微思考】冬季生活中常常采用下列方法获得热量:
①烧炭取暖;
②用电暖器取暖;
③天然气壁挂炉取暖;
④空调取暖;
⑤地下水循环取暖等,都属于放热反应吗?
提示:①③属于。发生化学反应时释放热量才是放热反应,①③分别属于煤炭和甲烷的燃烧反应。②④是电能转化为热能;⑤只是热量的交换。
二、 化学键与化学反应中能量变化的关系
1.化学反应中能量变化的本质原因:
(1)原因:
(2)实例:
2.多角度分析化学反应的能量变化
【巧判断】
(1)吸热反应需要加热才能反应。( )
提示:×。如氢氧化钡与氯化铵的反应吸热,在常温下就能进行。
(2)已知Al与稀盐酸的反应为放热反应,即Al的能量大于H2的能量。( )
提示:×。反应放热说明反应物的总能量大于生成物的总能量,即Al与稀盐酸具有的总能量大于AlCl3与H2所具有的总能量,而Al与H2的能量大小无法比较。
(3)有能量变化的物质变化一定是化学变化。( )
提示:×。有能量变化的物质变化不一定是化学变化,物质发生物理变化时也伴有能量变化。如冰融化、氢氧化钠的溶解等。
三、 人类对能源的利用
1.利用的三个阶段:
2.化石燃料利用过程中亟待解决的两方面问题
(1)一是其短期内不可再生,储量有限;
(2)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。
3.在燃料利用过程中,节能的主要环节:
(1)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;
(2)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,有效提高能量利用率。
4.新能源
(1)特点:资源丰富、______________________。
(2)人们比较关注的新能源:_____能、___能、地热能、海洋能和___能等。
【情境·思考】2019中国(山西)国际清洁能源博览会于2019年6月28日上午在太原开幕。
本次展会以“清洁低碳、绿色发展”为主题,聚焦煤炭清洁利用、新能源、储能、节能环保等领域,展示新技术新产品新应用,搭建中西部清洁能源及设备供需平台,促进煤改电、煤改气、煤改清洁采暖在中西部的实施,加强雾霾的治理,有效改善呼吸环境。
(1)提高燃料的燃烧效率应该从哪些方面考虑?
提示:使燃料与氧气充分接触,如将煤粉碎、液化和气化;通入充足的氧气。
(2)日常生产、生活中常常采用下列能源:
①煤;②石油;③天然气;④太阳能;⑤水能;⑥氢能;
⑦核能;⑧风能;⑨地热能等,属于清洁能源的有哪些?
提示:④⑤⑥⑦⑧⑨。清洁能源即绿色能源,是指不排放污染物、能够直接用于生产生活的能源,它包括核能和可再生能源。可再生能源是指原材料可以再生的能源,如水力发电、风力发电、太阳能、水能、生物能(沼气)、地热能(包括地源和水源)、海潮能等能源。
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化学反应与能量变化PPT，第二部分内容：关键能力·素养形成
知识点一 放热反应与吸热反应的理解
【重点释疑】
1.放热反应与吸热反应的比较:
2.常见的放热反应和吸热反应
3.化学反应遵循的两条基本规律
(1)质量守恒定律:自然界的物质发生转化时,总质量保持不变。
(2)能量守恒定律:一种形式的能量可以转化为另一种形式的能量,但体系包含的总能量不变。
【思考·讨论】
(1)做实验时,吸热反应和放热反应都用到酒精灯,怎样判断该反应是吸热反应还是放热反应?放热反应加热的目的是什么?
提示:持续用酒精灯加热,撤掉酒精灯反应就停止的反应是吸热反应;开始用酒精灯加热,反应开始后,撤去酒精灯仍能继续反应的是放热反应。放热反应加热的目的一般是引发反应或加快反应速率。
【母题追问】(1)上题B项含有等物质的量H2SO4的稀硫酸、浓硫酸分别与足量的氢氧化钠溶液反应放出的热量相等吗?
提示:不相等。浓硫酸与足量的氢氧化钠溶液反应放出的热量除了中和反应放出的热量,还有浓硫酸稀释放出的热量。
(2)从物质能量的角度解释上题D项合成氨反应放热的原因?
提示:合成氨反应中,参加反应的N2和H2的总能量大于生成的NH3的总能量,故反应放热。
【规律方法】放热反应和吸热反应判断“四"方法
(1)依据反应条件判断。通常需要持续加热的反应为吸热反应。
(2)依据能量变化图象判断。反应物的总能量大于生成物的总能量,则反应为放热反应;反之,则为吸热反应。
(3)依据断键和成键所吸收和释放的能量数据判断。如果旧键断裂吸收的能量大于新键形成释放的能量,则为吸热反应;反之,为放热反应。
(4)经验判断法:根据常见的放热反应、吸热反应的类型判断。
【迁移·应用】
1.(2019·邯郸高一检测)下列说法正确的是( )
A.任何化学反应都伴随着能量的变化
B.H2O(g)→H2O(l)该过程放出大量的热,所以该过程是化学变化
C.化学反应中能量的变化都表现为热量的变化
D.对于如图所示的过程,是吸收能量的过程
【解析】选A。任何化学反应都有能量的变化,但有能量变化的过程不一定是化学变化,如物质的三态变化,虽然存在能量变化,但不存在旧化学键的断裂与新化学键的形成,故不是化学变化,B项错误;化学反应中能量变化的形式有多种,除热能外,还有光能、电能等,C项错误;由图象知,该过程中反应物的总能量大于生成物的总能量,故该过程中放出能量,D项错误。
【迁移·应用】
1.(2019·长沙高一检测)SF6气体已有百年历史,它是法国两位化学家Moissan和Lebeau于1900年合成的人造惰性气体。六氟化硫具有良好的电气绝缘性能及优异的灭弧性能,国际上称为“气体绝缘开关设备”。SF6分子结构中只存在S—F键。已知:1 mol S(固体)转化为气态硫原子吸收能量280 kJ,断裂1 mol F—F、S—F键需吸收的能量分别为160 kJ、330 kJ。
则S(s)+3F2(g)====SF6(g)(已知s为固体,g为气体)的能量变化为( )
A.放出1 780 kJ的能量
B.放出1 220 kJ的能量
C.放出450 kJ的能量
D.吸收430 kJ的能量
【解析】选B。由题意得1 mol S(s)和3 mol F2形成气态硫原子和氟原子共需要吸收能量=280 kJ+3×160 kJ=760 kJ,而生成1 mol SF6气体时需形成6 mol S—F键,共放出能量: 6×330 kJ=1 980 kJ,因此该反应共放出的能量为1 980 kJ-760 kJ=1 220 kJ。
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