高中化学鲁科版 (2019)必修 第二册化学反应与能量转化图文ppt课件

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一、化学反应中的能量变化1.探究化学反应中的能量变化
2.放热反应和吸热反应[微点拨]　常见的放热反应和吸热反应类型放热反应：(1)大多数化合反应；(2)酸碱中和反应；(3)燃烧反应，如木炭、CH4、H2、CO等在空气中的燃烧，H2在Cl2中的燃烧等；(4)金属与酸的反应；(5)铝热反应。吸热反应：(1)大多数分解反应；(2)碳酸氢钠和柠檬酸的反应；(3)C与水蒸气的反应、C与CO2的反应等；(4)Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应。
二、化学反应中能量变化的实质1.从化学键角度分析
436 kJ+249 kJ=685 kJ
2.从物质所具有的总能量关系分析
1.判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)化学反应过程中不一定都有能量变化。( )(2)O2 2O过程需要释放能量。( )(3)硝酸铵溶于水的过程中体系的能量降低，该过程为吸热反应。( )(4)所有化学反应中，反应物的总能量一定大于生成物的总能量。( )(5)相同条件下，断裂1 ml H—Cl键吸收的能量和形成1 ml H—Cl键释放的能量相同。( )(6)需要点燃或加热才能发生的反应一定是吸热反应。( )(7)镁带燃烧时，化学能全部转化为热能。( )(8)有能量放出的变化都是放热反应，吸收能量的变化都是吸热反应。( )
2.工业冶炼纯硅的原理如下(①为粗硅冶炼，②③为精炼硅)：①SiO2+2C Si+2CO↑②Si+3HCl SiHCl3+H2 ③SiHCl3+H2 Si+3HCl化学反应与能量变化如下图所示，回答下列问题。
(1)反应①是__________ (填“吸热”或“放热”)反应，反应②是_________ (填“吸热”或“放热”)反应。  (2)反应③破坏反应物中的化学键所吸收的能量_________ (填“大于”或“小于”)形成生成物中化学键所放出的能量。 答案：(1)吸热　放热　(2)大于
新知探究(一)　吸热反应与放热反应的比较[活动·探究]某同学设计如下三种实验方案以探究某反应是放热反应还是吸热反应。方案一：如图甲，在小烧杯里放一些已除去氧化铝保护膜的铝片，然后向烧杯里加入10 mL 2 ml·L-1稀硫酸，再插入一支温度计，温度计的温度由20 ℃逐渐升至75 ℃，随后，温度逐渐下降至30 ℃，最终停留在20 ℃。
方案二：如图乙，在烧杯底部用熔融的蜡烛粘一块小木片，在烧杯里加入10 mL 2 ml·L-1稀硫酸，再向其中加入氢氧化钠溶液，片刻后提起烧杯，发现小木片脱落下来。方案三：如图丙，A试管中发生某化学反应，实验前U形管中的左右两侧红墨水液面相平，在化学反应过程中，通过观察U形管两侧红墨水液面高低变化判断某反应是吸热反应还是放热反应。
(1)铝片与稀硫酸的反应是吸热反应还是放热反应?写出该过程中发生反应的离子方程式?提示：铝片与稀硫酸的反应是放热反应；该反应的离子方程式为2Al+6H+==2Al3++3H2↑。(2)方案一中，温度升至最大值后又下降的原因是什么?提示：温度升至最大值后又下降的原因可能是反应完全后，热量向空气中传递，烧杯里物质的温度降低。(3)方案二中，小木片脱落的原因是什么?由此得出的结论是什么?提示：温度升高使得蜡烛熔化，小木片脱落；氢氧化钠溶液与稀硫酸反应放出热量。
(4)方案三中，如果A试管里发生的反应是放热反应，则U形管中红墨水液面高度如何变化?提示：如果A试管里发生的反应是放热反应，锥形瓶中气体的压强增大，U形管中红墨水液面左边低于右边。(5)由方案三的现象得出结论：①②③组物质发生的反应是吸热反应还是放热反应?如果放置较长时间，可观察到U形管中出现什么现象?提示：由方案三的现象得出结论：①②③组物质发生的反应都是放热反应；如果放置较长时间，热量散失，装置中气体的压强与外界压强相等，U形管中红墨水液面左右两侧相平。
[归纳·点拨]放热反应和吸热反应的比较：
[助学资料]照明弹内部有一个特别的照明装置，里面装着照明剂。照明剂中包含金属可燃物、氧化剂和黏合剂等数种物质。金属可燃物主要用镁粉和铝粉制成。镁粉和铝粉燃烧时，能产生上千摄氏度的高温、发射出耀眼的光芒。该过程中，化学能转化成光能和热能。
[应用·体验]1.下列过程需要吸热的是(　　)A.O2 O+O　　　　　　B.H+Cl HClC.CaO+H2O==Ca(OH)2D.浓硫酸稀释解析：化学键的断裂是吸热过程，化学键的形成是放热过程，故O2 O+O需要吸热，H+Cl HCl需要放热，CaO溶于水、浓硫酸稀释均为放热过程。答案：A
2.下列属于吸热反应的是 (　　)A.盐酸与氢氧化钠溶液反应B.丙烷在空气中完全燃烧C.碳酸钠粉末遇水生成水合碳酸钠(Na2CO3·xH2O)D.C与水蒸气的反应解析：盐酸与氢氧化钠溶液的反应是放热反应，A不符合题意；丙烷在空气中完全燃烧是放热反应，B不符合题意；碳酸钠粉末遇水生成水合碳酸钠(Na2CO3·xH2O)是放热反应，C不符合题意；C与水蒸气的反应是吸热反应，D符合题意。答案：D
3.下列反应符合右图信息的是 (　　)A.生石灰加水制熟石灰B.氢氧化钡晶体与氯化铵晶体混合C.向氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸D.接触室中二氧化硫催化氧化成三氧化硫
解析：由题图可知，反应物的总能量低于生成物的总能量，为吸热反应，据此分析。生石灰加水制熟石灰是放热反应，故A不符合题意；氢氧化钡晶体与氯化铵晶体混合属于吸热反应，故B符合题意；向氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸发生的是酸碱中和反应，属于放热反应，故C不符合题意；接触室中二氧化硫经催化氧化生成三氧化硫属于放热反应，故D不符合题意。答案：B
[归纳提升]化学反应中能量变化的“不一定”(1)需加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如碳和氧气的反应。(2)放热反应常温下不一定容易发生，如铝热反应。(3)吸热反应也不一定需要加热，如NH4Cl晶体和Ba(OH)2·8H2O晶体的反应。(4)放热(或吸热)过程不一定是放热(或吸热)反应，如冰融化是吸热过程而不是吸热反应。
新知探究(二)　反应中能量变化的计算方法[典例·感知] [典例]　氨是化肥工业和基本有机化工的主要原料。氨可加工成硝酸，现代化学工业中，常将硝酸生产归属于合成氨工业范畴。合成氨反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)的能量变化如图所示，请回答下列问题。
(1)图中A、C分别表示_________________、 _________________ ，反应______ (填“吸收”或“释放”)能量。 (2)反应过程中断裂的化学键及其物质的量为____________ ， _____________(填“吸收”或“释放”)的能量为____________ (用E1、E2或E3表示)；形成的化学键及其物质的量为____________ ， ____________(填“吸收”或“释放”)的能量为________ (用E1、E2或E3表示)。 (3)E2=__________(用含E1、E3的代数式表示)。 
[解析]　(1)A、C分别表示1 ml N2(g)和3 ml H2(g)(反应物)的总能量、2 ml NH3(g)(生成物)的总能量，由于反应物总能量高于生成物总能量，因此反应释放能量。(2)反应过程中断裂的化学键为1 ml N≡N键和3 ml H—H键，吸收的能量为E1；形成的化学键为6 ml N—H 键，释放的能量为E3。[答案]　(1)1 ml N2(g)和3 ml H2(g)(反应物)的总能量　2 ml NH3(g)(生成物)的总能量　释放(2)1 ml N≡N键和3 ml H—H键　吸收　E1　6 ml N—H键　释放　E3　(3)E3-E1 
[归纳·点拨]　　利用化学键计算反应中能量变化的解答思路：
[助学资料]键能是表征化学键强度的物理量，可以用键断裂时所需的能量大小来衡量。它是指101 kPa和25 ℃，将1 ml理想气体分子AB断裂为中性气态原子A和B所需要的能量或中性气态原子A和B合成1 ml理想气体分子AB所放出的能量(单位为kJ·ml-1)。键能越大，化学键越牢固，含有该键的分子越稳定。
[应用·体验]1.已知拆开1 ml H—H键吸收的能量为E1，拆开1 ml O==O键吸收的能量为E2，结合1 ml H—O键释放的能量为E3，对于氢气燃烧生成水的反应的能量变化中，下列各项正确的是(　　)A.2E1+E2>2E3　　　B.2E1+E24E3D.2E1+E2E3>E1D.C(s)+H2O(g)的总能量一定高于CO(g)+H2(g)的总能量
解析：步骤1断裂旧化学键，需要吸收能量，为吸热过程，A项错误；步骤2形成新化学键，需要放出能量，为放热过程，B项错误；根据步骤1是吸热过程，可知E2>E1，步骤2是放热过程，可知E2>E3，由于总反应为吸热反应，故E2>E3>E1，C项正确；该反应为吸热反应，即C(s)+H2O(g)的总能量低于CO(g)+H2(g)的总能量，D项错误。答案：C
4.1 ml氢气完全燃烧生成水蒸气时的能量变化如下图所示。下列说法正确的是 (　　)A.燃烧时化学能全部转化为热能B.断开1 ml氢氧键吸收930 kJ能量C.相同条件下，1 ml氢原子的能量为E1，1 ml氢分子的能量为E2，则2E1E2，故C项错误；该反应生成1 ml水蒸气时的能量变化为930 kJ-436 kJ-249 kJ=245 kJ，故D项正确。答案：D
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