苏教版高中化学必修第二册精品课件 专题6 化学反应与能量变化 第2单元 第1课时 放热反应与吸热反应

③燃烧
解析 金属与酸的置换反应、中和反应、所有燃烧反应都是放热反应;复分 解反应不一定是放热反应。
易错警示 有关放热反应和吸热反应理解的三个“不一定” (1)放热反应不一定容易发生,如合成氨反应需要在高温、高压和催化剂作 用下才能发生;吸热反应不一定难发生,如Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体 的反应在常温下就能发生。 凡是持续加热才能进行的反应一般就是吸热反应
学以致用·随堂检测全达标
1.下列反应既是氧化还原反应又是放热反应的是( B ) A.NaOH和HCl反应 B.Zn和HCl反应 C.Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反应 D.碳与H2O(g)反应
解析 NaOH和HCl反应为放热反应,但不是氧化还原反应,A错误;Zn和HCl 反应为放热反应,也是氧化还原反应,B正确;Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反应是 吸热反应,也不是氧化还原反应,C错误;碳与H2O(g)反应是吸热反应,是氧 化还原反应,D错误。
ΔH=-890 kJ·mol-1
解析 8 g CH4的物质的量为0.5 mol,0.5 mol CH4完全燃烧生成CO2和液态水 (常温常压)时,放出445 kJ热量,则1 mol CH4在氧气中燃烧生成CO2和液态 水,放出890 kJ热量,则热化学方程式为CH4(g)+2O2(g) ══ CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ·mol-1。
A.2CH4(g)+4O2(g) ══ 2CO2(g)+4H2O(g)
B.CH4(g)+2O2(g) ══ CO2(g)+2H2O(l)
C.CH4(g)+2O2(g) ══ CO2(g)+2H2O(l)
D.
1 2
CH4(g)+O2(g)
══
CO12 2(g)+H2O(l)
ΔH=890 kJ·mol-1 ΔH=890 kJ·mol-1 ΔH=-890 kJ·mol-1
吸热反应。
(2)实验探究
实验操作 实验现象
实验结论及化学方程式
有 气泡 产生;用手触 摸试管外壁,温度 升高
化学方程式: Mg+2HCl ══ MgCl2+H2↑
结论:该反应 放出 热量
实验操作
实验现象
实验结论及化学方程式
闻到 刺激性 气味;烧
杯壁 发凉 ;玻璃片和烧
杯 黏结在一起
,
混合物呈 糊状
目录索引
基础落实·必备知识全过关 重难探究·能力素养全提升 学以致用·随堂检测全达标
1.通过实验探究,认识常见的吸热反应和放热反应,培养科学探究 与创新意识的学科核心素养。 素养目标 2.能正确表示化学反应中热的释放或吸收,能正确书写热化学方 程式,培养变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知的能力。
3.热化学方程式 (1)定义:能表示化学反应中 放出或吸收 的热量的化学方程式。 (2)意义:不仅表明了化学反应中的物质变化,也表明了化学反应中的
能量 变化。 (3)书写——“三字诀”
放
吸
【微思考】(1)CaCO3受热分解的热化学方程式为CaCO3(s) ══ CaO(s)+CO2(g) ΔH=178.2 kJ·mol-1,该热化学方程式表示的含义是什么?
化学方程式:
Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl ══BaCl2+2NH3↑+10H2O
结论:该反应 吸收 热
量
【微点拨】需要加热才能进行的反应不一定是吸热反应(如碳的燃烧),不
需要加热就能进行的反应也不一定是放热反应[如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl 的反应]。
(3)常见的放热反应和吸热反应
(3)有同学认为材料2中反应属于氧化还原反应,与吸热反应是否矛盾? 提示 不矛盾。化学反应可以从不同角度进行分类。
(4)有同学从材料中得出结论:不需要加热的反应是放热反应;需要加热的 是吸热反应。这结论是否正确? 提示 不正确。不能根据反应条件判断是放热反应还是吸热反应。
深化拓展 1.多角度认识化学反应的分类 (1)按反应物和生成物的种类和类别分类 化合反应,如 S+O2 SO2;
表示适量N2和O2完全反应的热化学方程式
为 N2(g)+2O2(g) ══ 2NO2(g) ΔH=67.8 kJ·mol-1
。
重难探究·能力素养全提升
探究一 放热反应与吸热反应的理解
问题探究
放热反应和吸热反应研究的参照系为反应体系,而非环境
材料1 “十一”长假期间,小明和爸爸妈妈一起到野外游玩,临近中午时,他 们一家围在一起准备就餐。只见小明的爸爸拿出一个包装盒,轻轻一拉露 在外面的绳头,几分钟后打开盒盖,热气腾腾的饭菜便呈现在眼前。他们没 有生火为什么吃的饭是热的呢?原来,盒底部有夹层,内部设有水袋和氧化 钙加热袋,当拉动绳头时,水袋中的水和氧化钙接触,会使饭菜变热。 材料2 资料介绍,碳和水蒸气在持续高温作用下,才能反应生成一氧化碳 和氢气。
②酸碱中和反应
H2O2的分解反应是放热反应
③大多数化合反应
②铵盐与碱的反应,如Ba(OH)2·8H2O或
④活泼金属跟水或酸的反应 Ca(OH)2与NH4Cl反应
⑤物质的缓慢氧化
③以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应,如
C与H2O(g)反应,C与CO2反应
④NaHCO3与盐酸的反应
应用体验
【典例1】下列反应一定属于放热反应的是( C ) ①H2SO4与Ba(OH)2溶液的反应 ②Mg与CH3COOH溶液的反应 反应 ④中和反应 ⑤复分解反应 A.仅①②③ B.仅①②④ C.仅①②③④ D.仅③④⑤
3.依据事实,写出下列反应的热化学方程式。
(1)在25 ℃、101 kPa下,1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68 kJ。则
表示甲醇燃烧的热化学方程式为
CH3OH(l)+
3 2
O2(g)
══
CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-725.76 kJ·mol-1
。
(2)若适量的N2和O2完全反应,每生成23 g NO2需要吸收16.95 kJ热量。则
分解反应,如 2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑; 置换反应,如 Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑;
复分解反应,如 AgNO3+HCl AgCl↓+HNO3。
(2)按是否有离子参加分类 离子反应,如 3Cu+8H++2NO3-
3Cu2++2NO↑+4H2O;
非离子反应,如 2H2+O2 2H2O。 (3)按是否有化合价变化分类
氧化还原反应,如 2Mg+CO2 2MgO+C; 非氧化还原反应,如 NaOH+HCl NaCl+H2O。
(4)按反应中的热效应分类 放热反应,如 2Na+2H2O 2NaOH+H2↑;
吸热反应,如 CaCO3 CaO+CO2↑。
2.常见的放热反应和吸热反应
放热反应
吸热反应
①大多数分解反应
①所有燃烧反应
(2)需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应,如碳与氧气的反应;吸热 反应不一定需要加热,如Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体的反应。 (3)放热过程不一定是放热反应,如NaOH固体的溶解和浓硫酸的稀释是放 热过程,但不是放热反应;吸热过程不一定是吸热反应,如升华、蒸发等过 程是吸热过程,但不是吸热反应。
提示 表示1 mol CaCO3固体吸收178.2 kJ的热量,完全分解生成1 mol CaO 固体和1 mol CO2气体。 (2)在一定条件下,1 mol氮气与1 mol氧气反应生成2 mol一氧化氮气体,吸收 180 kJ的热量,写出该反应的热化学方程式。
提示 N2(g)+O2(g) ══2NO(g) ΔH=180 kJ·mol-1。
探究二 热化学方程式的意义与书写
问题探究
氢气在氧气中燃烧的热量变化,可用下列热化学方程式分别表示:
①2H2(g)+O2(g) ══ 2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
ΔH的单位中“mol-1”的含义是指每摩尔反应
1
②H2(g)+ 2 O2(g) ══ H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
提示 化学计量数不同,参加反应的H2的物质的量不同,ΔH不同。 (3)②和③相比较,ΔH不同的原因是什么?
提示 生成H2O的聚集状态不同,ΔH不同。 (4)③表示的意义是什么? 提示 在一定条件下,1 mol氢气与 12mol氧气完全反应,生成1 mol气态水,放 出241.8 kJ的热量。
应用体验
( ×)
(4)同温同压下,反应H2(g)+Cl2(g) ══ 2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不 同。( ×)
2.下列对于化学反应过程的理解,错误的是( B ) A.化学反应过程中同时存在物质和能量的变化 B.凡是能量变化一定发生在化学变化中 C.化学反应中同时存在质量守恒和能量守恒 D.能量的释放和吸收以发生变化的物质为基础 解析 化学反应过程中都会伴随着物质变化和能量变化,A正确。化学变化 过程中往往伴随着能量的变化,而有能量变化时不一定发生化学变化,如灯 泡通电发光放热,B错误。化学反应的实质是原子的重新组合,符合质量守 恒定律;反应过程中往往伴随着能量的变化,符合能量守恒定律,C正确。化 学反应过程中同时存在物质和能量的变化,且能量的释放和吸收是以发生 变化的物质为基础的,二者密不可分,D正确。
③H2(g)+
1 2
O2(g·mol-1
请思考下列问题:
(1)①与化学方程式2H2+O2 ══ 2H2O相比较,有何特点?
提示 注明了反应物、生成物的聚集状态;在化学方程式的右边注明了反应
热ΔH的正负、数值和单位。 (2)①与②相比较,ΔH不同的原因是什么?
【典例2】请写出298 K、101 kPa时,下列反应的热化学方程式。 (1)1 mol CH4与2 mol O2反应生成1 mol CO2和2 mol H2O(l),放热890.3 kJ。 (2)用CO(g)还原1 mol Fe2O3(s),放热24.8 kJ。
答案 (1)CH4(g)+2O2(g) ══ CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1 (2)3CO(g)+Fe2O3(s) ══ 3CO2(g)+2Fe(s) ΔH=-24.8 kJ·mol-1
自我检测
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)氢气燃烧,浓硫酸溶于水,都放出热量,这些变化都为放热反应。( × ) (2)镁条在空气中燃烧是放热反应,反应过程中所释放的能量全部转化为热 能。( × ) (3)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)和 4SO2(g)+2O2(g) 4SO3(g)的 ΔH 相等。
(1)材料1和材料2中所涉及的化学反应是放热反应还是吸热反应?通过上述 材料,你体会到化学反应与环境存在怎样的能量交换? 提示 材料1为放热反应,材料2为吸热反应;化学反应过程中一定伴随能量 变化,有的反应表现为从外界吸收能量,有的反应表现为向外界释放能量。 (2)材料1的反应为化合反应,是否所有的化合反应均为放热反应? 提示 不是。如碳和二氧化碳的反应为吸热反应。
基础落实·必备知识全过关
必备知识
1.反应中化学能与其他能量的转化 (1)天然气的燃烧:化学能→ 热 能、 光 能。 (2)CaCO3的高温分解:热能→ 化学 能。 (3)植物的光合作用: 光 能→化学能。 (4)电解水制H2: 电 能→化学能。
2.放热反应与吸热反应
化学反应都伴随有能量的变化
(1)定义:把 放出热 的反应称为放热反应,把 吸收热 的反应称为
规律总结 “五看”法判断热化学方程式的正误 一看方程式是否配平; 二看各物质的聚集状态是否正确; 三看ΔH的“+”“-”符号是否正确(“+”可省略); 四看反应热的单位是否为“kJ·mol-1”; 五看反应热的数值与化学计量数是否对应。
变式训练2
(2023河北唐山高一期末)沼气的主要成分是CH4,已知常温常压下,8 g CH4 完全燃烧生成CO2和H2O时放出445 kJ的热量,则下列热化学方程式正确的 是( C )
变式训练1 (2023黑龙江齐齐哈尔高一期中)下列生活中发生的反应属于吸热反应的 是( C ) A.食物的腐败 B.铁与稀盐酸反应 C.蒸馒头时小苏打受热分解 D.生石灰制熟石灰
解析 食物的腐败发生氧化反应,属于放热反应,A错误;铁与稀盐酸发生置 换反应,属于放热反应,B错误;蒸馒头时小苏打受热分解,属于吸热反应,C正 确;生石灰制熟石灰发生化合反应,属于放热反应,D错误。