高三化学课件《化学反应与能量变化》

【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。
【解析】选D。反应放热还是吸热与是否加热无直接的关 系，与是否使用催化剂也无直接关系，多数吸热反应需要 加热，但有的不需要加热，例如Ba（OH）2·8H2O与 NH4Cl的反应是吸热反应，且该反应属于复分解反应，故 A、B、C三项错。放热反应的逆过程一定是吸热反应，D 正确。
【素养提升】 随着人们生活节奏的加快，市场上出现了多种类
生成物的总能量
吸热反应
断键吸收的热量_大__于__
成键放出的热量
反应物的总能量_小__于__
生成物的总能量
【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。
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：
计算分析：
化学键
H—H Cl—Cl H—Cl 结论
反应中能量变化
【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。
应开始后，停止加热，反应能继续进行，加热只是为 了引发反应，所以该反应是放热反应，A错误；中和 反应都是放热反应，B正确；分解反应不一定是吸热 反应，如H2O2的分解反应就是放热反应，化合反应也 不一定是放热反应，如CO2与C的反应就是吸热反应，
C错误；与N2反应的物质不同，能量变化也不同，不 能根据合成氨反应的能量变化来类推N2与其他物质反 应的能量变化，如N2和O2在放电条件下生成NO就是 吸热反应，D错误。
实验 结论
该反应_放__出__热__量__
该反应_吸__收__热__量__
化学反应发生时伴有_热__量__的__释__放__和__吸__收__
2．放热反应和吸热反应
（1）含义： ①放热反应：释__放__热__量___的化学反应。 ②吸热反应：吸__收__热__量___的化学反应。
（2）实例： ①放热反应：
2．（2019·济南高一检测）已知2SO2+O2 噲垐 ?? 2SO3为放 热反应，对该反应的下列说法正确的是（ ） A．O2的能量一定高于SO2的能量 B．2 mol SO2和1 mol O2的总能量一定高于2 mol SO3 的总能量 C．SO2的能量一定高于SO3的能量 D．因该反应为放热反应，故不必加热就可发生
型的“即食饭盒”等快速给食物加热的产品。
下面让我们探究它们的工作原理。
（1）有一“自热米饭”的广告播得很火，它介绍在食
用时，将一无色液体加入一白色固体中，放上装米饭的
盒子，过几分钟米饭马上就热气腾腾，可以食用了，非
常方便。请你推测其白色固体和无色液体可能是如下哪
个组合？（ ）
A．硝酸铵和水
B．浓硫酸和水
（2）放热反应一定容易发生，吸热反应一定难发生 吗？
提示：不一定。反应放热和吸热与反应的条件无关， 有些放热反应必须加热才能发生，如木炭的燃烧；而 有些吸热反应常温下就能发生，如Ba（OH）2·8H2O 与NH4Cl的反应。
【案例示范】 【典例】（2019·菏泽高一检测）下列说法正确的 是（ ） A．Fe与S在加热条件下才能发生反应，所以该反应属 于吸热反应 B．HNO3、H2SO4分别与NaOH溶液反应都放出热量
【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。
【解析】选B。因反应2SO2+O2噲 垐 ?? 2SO3为放热反应，所 以2 mol SO2和1 mol O2的能量和一定高于2 mol SO3的 能量，A错误，B正确，C错误；化学反应的实质是旧键 的断裂和新键的形成，而断键过程需要吸收能量，故放 热反应有些也需要一定条件，该反应是放热的，但需要 加热才能发生，D错误。
【补偿训练】 1．下列各图中，表示吸热反应的图是（ ）
【解析】选A。反应物的总能量小于生成物的总能量 则为吸热反应。
2．（2019·廊坊高一检测）关于吸热反应的说法正确 的是（ ）
A．凡需加热的反应一定是吸热反应 B．只有分解反应才是吸热反应 C．使用催化剂的反应是吸热反应 D．CO2与CaO化合是放热反应，则CaCO3分解是吸热 反应
璃棒快速搅拌，玻璃片盖上
烧杯
实 验 装 置
实 _镁__条__逐__渐__溶__解_，__ 有刺激性气味气体产生，用手
验 _有__气__泡__产__生__，_ 触摸杯壁下部，烧杯壁_变__凉__，
现 _温__度__计__的__示__数__ 试着用手拿起烧杯，木__片__黏___
象 _升__高__
_在__烧__杯__上__
C．分解反应都是吸热反应，化合反应都是放热反应 D．合成氨的反应是放热反应，所以N2与其他物质的 反应也是放热反应
【解题指南】解答本题需注意以下3点： （1）反应放热还是吸热与反应条件无关。 （2）熟记常见的放热反应和吸热反应类型。 （3）注意知识迁移的合理性。
【解析】选B。Fe与S虽然需加热才能发生反应，但反
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：
定义
形成 原因
与化 学键 强弱 的关
系
放热反应 释放热量的化学反应 反应物具有的总能量 大于生成物具有的总
能量
生成物分子成键时释 放的总能量大于反应 物分子断键时吸收的
总能量
吸热反应 吸收热量的化学反应
反应物具有的总能量小 于生成物具有的总能量
1 mol化学键
反应中能量变化
吸收436 kJ 吸收243 kJ
共吸收679 kJ
放出431 kJ
共放出862 kJ
679 kJ-862 kJ=-183 kJ，即反应放出 183 kJ热量
2．多角度分析化学反应的能量变化
分析 角度 微观
宏观
放热反应
断键吸收的热量_小__于__
成键放出的热量
反应物的总能量_大__于__
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？
C．氧化钙和水
D．固体酒精和水
提示：选C。硝酸铵溶于水吸热，A选项错误；浓硫酸 具有腐蚀性，且操作不方便，B选项错误；氧化钙与 水反应放出大量的热，C选项正确；酒精溶于水时热 效应不明显，D选项错误。
（2）目前市面上有一种新型饭盒“即热饭盒”，其 原理是在饭盒底部有两层，一层存放水，另一层存放 镁和铁的混合物。使用时打开隔离层，即发生反应： Mg+2H2O====X+H2↑。请根据以上信息回答下列各 题： ①该饭盒底部“即热”存在什么能量之间的转化？ 提示：化学能转化为热能。
②已知X是一种碱，则X的化学式是什么？你推断X的 化学式的依据是什么？
提示：根据质量守恒（原子守恒）定律可知X的化学 式为Mg（OH）2。
③上述化学反应属于哪种基本反应类型？由该反应可 知化学反应发生时都伴随什么变化？
提示：置换反应。化学反应发生时都伴随着物质的变 化和能量的变化。
【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，Hale Waihona Puke Baidu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。
【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。
（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。
（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。
化学反应与能量变化
第1课时 化学反应与热能
一、 化学反应与能量 1．实验探究：
实 验 操 作
试管中加入2 mL 2 mol·L-1盐酸，并用 温度计测量其温度， 再向试管中放入打磨 过的镁条
将20 g Ba（OH）2·8H2O晶体 研细后与10 g NH4Cl晶体一起 放入烧杯中，并将烧杯放在
滴有几滴水的木片上。用玻
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、可_以__再__生__，__对__环__境__无__污__染___。 （2）人们比较关注的新能源：_太__阳__能、_风__能、地热 能、海洋能和_氢__能等。
生成物分子成键时释放 的总能量小于反应物分 子断键时吸收的总能量
反应 过程 图示
放热反应
吸热反应
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。