高中化學 2-1-2 化學鍵與化學反應(yīng)中的能量變化課件 魯科版必修2.ppt

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第2課時 化學鍵與化學反應(yīng)中的能量變化,1.實驗操作步驟、現(xiàn)象及結(jié)論,,升高,NaOH＋ HCl=== NaCl＋H2O,釋放,,,,,,溶解,氣泡,升高,釋放,Zn＋2HCl===ZnCl2,＋H2↑,刺激性氣味氣體,凍結(jié)在一起,吸收,,,,,2.化學反應(yīng)中能量變化結(jié)論 每一個化學反應(yīng)都伴隨著能量的變化，有的 能量，有的 能量。,釋放,吸收,1.常見的放熱反應(yīng) (1)所有的 反應(yīng)；(2)酸堿 反應(yīng)；(3)金屬與水或酸發(fā)生的 反應(yīng)；(4)大多數(shù) 反應(yīng)(C與CO2反應(yīng)等除外)；(5)鋁熱反應(yīng)。 2．常見的吸熱反應(yīng) (1)銨鹽與堿的反應(yīng)[如Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl固體的反應(yīng)]；(2)大多數(shù) 反應(yīng)；(3)以C、H2、CO為還原劑的氧化還原反應(yīng)。,燃燒,中和,置換,化合,分解,化學反應(yīng)中能量變化的實質(zhì) (1)在化學反應(yīng)過程中，破壞舊化學鍵時，需要 一定的能量來克服原子(或離子)間的相互作用；形成新化學鍵時，又要 一定的能量。因此，在化學反應(yīng)中，不僅有 生成，而且還伴隨著能量的變化。,吸收,釋放,新物質(zhì),(2)在化學反應(yīng)中，如果形成新化學鍵所 的能量 破 壞舊化學鍵所 的能量，該反應(yīng)開始后，就會有一定的能 量以 、 或 等形式釋放出來；如果新化學鍵的形 成所 的能量 破壞舊化學鍵所 的能量，該反應(yīng) 就需要不斷 能量才能使反應(yīng)持續(xù)進行。 (3)化學反應(yīng)與其他形式的能量的轉(zhuǎn)化 化學反應(yīng)的能量變化還可以看做“儲存”在物質(zhì)內(nèi)部的能量 ( 能)轉(zhuǎn)化為 能、 能或 能等釋放出來，或者是 能、 能或 能等轉(zhuǎn)化為物質(zhì)內(nèi)部的能量( 能)被 “儲存”起來的過程。,釋放,大于,吸收,熱能,電能,光能,釋放,小于,吸收,吸收,化學,熱,電,光,熱,電,光,化學,【慎思1】 天然氣的燃燒是化學變化，該反應(yīng)能放出較多的能量。那么，你知道化學反應(yīng)中為什么會有能量變化嗎？ 提示 形成新化學鍵所釋放的能量不等于破壞舊化學鍵所吸收的能量。 【慎思2】 某同學在做消石灰與氯化銨反應(yīng)的實驗時，沒有發(fā)現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象，其原因可能有哪些？ 提示 (1)藥品用量太少；(2)消石灰沒有研碎；(3)用玻璃棒攪拌速度過慢；(4)燒杯與玻璃片間滴的水過多。,【慎思3】 需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)嗎？ 提示 不對，加熱只是反應(yīng)所需的一種條件，并不能證明一定是吸熱反應(yīng)。反應(yīng)的放熱、吸熱取決于反應(yīng)物總能量和生成物總能量的相對大小。只要反應(yīng)物總能量大于生成物總能量，反應(yīng)一定放熱。有的反應(yīng)很難進行，條件要求很高，但仍是放熱反應(yīng)，例如合成氨的反應(yīng)。,【慎思4】 討論判斷 ①任何化學反應(yīng)都伴隨能量變化 ( )。 ②化學反應(yīng)中的能量變化都表現(xiàn)為熱量的變化 ( )。 ③反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量時，發(fā)生放熱反應(yīng) ( )。 ④反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量時，發(fā)生吸熱反應(yīng) ( )。 ⑤煤燃燒時化學能主要轉(zhuǎn)化為熱能 ( )。 ⑥化石燃料和植物燃燒時放出的能量均來源于太陽能 ( )。 ⑦動物體內(nèi)葡萄糖被氧化成CO2是熱能轉(zhuǎn)變成化學能的過程 ( )。 提示 ①√ ②× ③√ ④√ ⑤√ ⑥√ ⑦×,化學反應(yīng)發(fā)生時，物質(zhì)種類變化的同時一定伴有能量變化， 但一個化學反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)取決于形成新化學 鍵釋放的能量和破壞舊化學鍵所吸收的能量的相對大小或反 應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的相對大小，與反應(yīng)條件無 關(guān)。 我們可以從四個方面來判斷一個化學反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸 熱反應(yīng)：,1．從化學鍵的斷裂與形成來判斷 若E1＞E2，反應(yīng)為吸熱反應(yīng)； 若E1＜E2，反應(yīng)為放熱反應(yīng)。,2．從反應(yīng)物和生成物所具有的能量來判斷 若反應(yīng)物所具有的總能量大于生成物所具有的總能量，則反應(yīng)為放熱反應(yīng)(如圖1)； 若反應(yīng)物所具有的總能量小于生成物所具有的總能量，則反應(yīng)為吸熱反應(yīng)(如圖2)。,3．根據(jù)經(jīng)驗規(guī)律來判斷 (1)常見的放熱反應(yīng) ①所有的燃燒反應(yīng)；②酸堿中和反應(yīng)；③金屬與水或酸發(fā)生的置換反應(yīng)；④大多數(shù)化合反應(yīng)(C與CO2反應(yīng)等除外)；⑤鋁熱反應(yīng)。 (2)常見的吸熱反應(yīng) ①銨鹽與堿的反應(yīng)[如Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl固體的反應(yīng)]；②大多數(shù)分解反應(yīng)；③以C、H2、CO為還原劑的氧化還原反應(yīng)。,4．根據(jù)反應(yīng)條件來判斷 需要持續(xù)加熱才能進行的反應(yīng)一般是吸熱反應(yīng)，如碳酸鈣的受熱分解；若反應(yīng)在開始時需要加熱，反應(yīng)開始后不再加熱就能繼續(xù)進行，則反應(yīng)為放熱反應(yīng)，如鐵與硫的反應(yīng)。,【例題】 下列說法正確的是 ( )。 A．吸熱反應(yīng)一定是釋放能量 B．在一個確定的化學反應(yīng)關(guān)系中，反應(yīng)物的總能量總是 高于生成物的總能量 C．反應(yīng)是放熱還是吸熱要看破壞舊化學鍵吸收的能量總 和與形成新化學鍵釋放出的總和的大小 D．吸熱反應(yīng)在常溫下不能發(fā)生,解析 吸熱反應(yīng)是把熱能等轉(zhuǎn)化為物質(zhì)內(nèi)部的能量被“貯 存”起來的過程，故A項錯誤；在一個確定的化學反應(yīng)關(guān)系 中，反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量總是不等，當前者大 于后者，化學反應(yīng)為放熱反應(yīng)；前者小于后者，化學反應(yīng)為 吸熱反應(yīng)，故B項錯誤；化學反應(yīng)是放熱還是吸熱要看破壞 舊化學鍵吸收的能量總和與形成新化學鍵釋放出的能量總和 的大小，故C項正確；放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)在一定的條件下 都能發(fā)生，吸熱反應(yīng)在常溫下也能發(fā)生，如Ba(OH)2·8H2O 與NH4Cl固體的反應(yīng)，故D項錯誤。 答案 C,1．吸熱反應(yīng)并不一定需要加熱才能發(fā)生，如Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl固體的反應(yīng)；放熱反應(yīng)有時需要加熱才能發(fā)生，如鐵與硫的反應(yīng)。因此，化學反應(yīng)需要在一定條件下才能發(fā)生，是否需要加熱由反應(yīng)物本身的性質(zhì)決定，而與反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)無關(guān)。,2．化學變化都伴有能量變化，但伴有能量變化的過程不一定都是化學變化。如NaOH固體的溶解、濃硫酸的稀釋等過程都有明顯的熱量放出，但這些過程中沒有新物質(zhì)的生成，故它們不是化學變化。 3．化學反應(yīng)中的能量變化不僅僅表現(xiàn)為熱量變化，能量的表現(xiàn)形式多種多樣。反應(yīng)中可能是化學能與熱能、電能或光能等之間的轉(zhuǎn)化。常見的化學反應(yīng)的能量變化通常表現(xiàn)為熱量變化。,【體驗1】 下列變化過程中，需吸收能量的是 ( )。 A．H＋H===H2 B．H＋Cl===HCl C．I2===I＋I D．C＋O2===CO2 解析 物質(zhì)間進行化學反應(yīng)時，形成化學鍵時要放出能量，A、B在形成H2、HCl時釋放能量；D是碳的燃燒反應(yīng)，根據(jù)生活常識我們也知道燃燒過程釋放能量；而拆開物質(zhì)中的化學鍵時則需要吸收能量。 答案 C,【體驗2】下列變化屬于吸熱反應(yīng)的是________(填序號)。 ①液態(tài)水汽化；②膽礬受熱變?yōu)榘咨勰?；③苛性鈉固體溶于水；④氯酸鉀分解制氧氣；⑤生石灰與水反應(yīng)生成熟石灰；⑥干冰升華 解析 注意吸熱過程、放熱過程與吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)的區(qū)別。①水的汽化是物理變化，不屬于吸熱反應(yīng)；②CuSO4·5H2O受熱分解生成CuSO4和H2O，屬于吸熱反應(yīng)；⑤是放熱反應(yīng)；③⑥均為物理變化。 答案 ②④,規(guī)律探究八 利用化學鍵計算化學反應(yīng)中的能量變化 【知識支持】 1．正確理解和公式導出 化學鍵的斷裂和形成是物質(zhì)在化學反應(yīng)中發(fā)生能量變化的主要原因，利用化學鍵的能量變化可粗略計算化學反應(yīng)過程中的能量變化。以H2＋Cl2===2HCl(H2、Cl2的物質(zhì)的量均為1 mol)為例：,【問題探究】 化學反應(yīng)A2＋B2===2AB的能量變化如圖所示，則下列說法正確的是 ( )。,A．該反應(yīng)是吸熱反應(yīng) B．1 mol A—A鍵和1 mol B—B鍵斷裂能放出x kJ的能量 C．2 mol A—B鍵斷裂需要吸收y kJ的能量 D．2 mol AB的總能量高于1 mol A2和1 mol B2的總能量 解析 由圖知，1 mol A2和1 mol B2的總能量高于2 mol AB的 能量，所以該反應(yīng)放熱；化學鍵斷裂時需吸收能量，B項錯 誤，C項正確。 答案 C,名師點評 化學反應(yīng)中的能量變化值＝Q總吸－Q總放。利用這 一公式進行計算時，還應(yīng)注意： (1)可以根據(jù)化學反應(yīng)中的能量變化計算某一種具體的化學鍵 斷裂時吸收能量或形成時放出能量的多少。 (2)計算出的能量變化如果為正值，則反應(yīng)吸熱，如果是負 值，則反應(yīng)放熱。,