高三化学课件《化学反应与能量变化》

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
【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。
【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。
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。
【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。
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
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
【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
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
【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。
【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
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
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。
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
【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。
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__
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。
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？
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__
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：