安徽省安庆一中2012-2013学年高一化学2.1化学能与热能.ppt

必修2 第二章 化学反应与能量 第二章 化学反应与能量 必修2 第二章 化学反应与能量 第一节 化学能与热能 必修2 第二章 化学反应与能量 必修2 第二章 化学反应与能量 化学键键与化学反应应中能量变变化的关系 1.化学反应的实质 化学反应应的实质实质 是原子(或原子团团)的_, 即反应应物中旧化学键键的_和生成物中新化学 键键的_。 2.化学反应中能量变化的原因(微观角度) (1)物质质中的原子之间间是通过过_结结合的。 (2)断开反应应物中的化学键键要_能量,形成生成 物中的化学键键要_能量。 重新组组合 断裂 形成 化学键键 吸收 放出 预习： 必修2 第二章 化学反应与能量 (3)物质质在化学反应应中发发生能量变变化的主要原 因是化学键键的断裂和形成。 3.化学反应中能量变化的决定因素(宏观角度) (1)物质质的稳稳定性与能量的关系 必修2 第二章 化学反应与能量 (2)化学反应应中能量变变化的决定因素(用E表示物 质质能量) 必修2 第二章 化学反应与能量 1.有化学键键断裂的变变化一定是化学变变化吗吗？ 提示 有化学键键断裂的变变化不一定是化学变变化 。如:HCl溶于水时时,在水分子的作用下,HCl键键被 破坏,但是无新化学键键的生成,不是化学变变化。 必修2 第二章 化学反应与能量 化学能与热热能的相互转转化 1.两条基本的自然定律(两个守恒):_定律、 _定律。 2.吸热反应和放热反应 (1)定义义 吸热热反应应:吸收热热量的化学反应应。 放热热反应应:放出热热量的化学反应应。 质质量守恒 能量守恒 必修2 第二章 化学反应与能量 (2)实验实验 探究 必修2 第二章 化学反应与能量 必修2 第二章 化学反应与能量 必修2 第二章 化学反应与能量 2.放热热反应应是否一定不需加热热？吸热热反应应是否一 定必须须加热热？ 必修2 第二章 化学反应与能量 人类类利用能源的三个阶阶段 1.柴草时期:该时该时 期从火的发现发现 至18世纪产业纪产业 革命, 以树树枝杂杂草为为主要能源。 2.化石能源时期:从18世纪纪中期到现现代,以煤、_、 天然气为为主要能源。 3.多能源结构时期:以可再生能源和清洁洁能源(绿绿色 能源)为为主要能源,主要包括太阳能、氢氢能、_、 生物质质能、地壳地表能等。 石油 核能 必修2 第二章 化学反应与能量 3.(1)物质发质发 生化学反应应都伴随着能量的变变化,那么 有能量变变化的物质变质变 化一定是化学变变化吗吗？ (2)化学反应应中的能量变变化是否只表现为热现为热 量的变变 化？ 提示 (1)不一定。物质发质发 生物理变变化时时也会伴 有能量变变化。如浓浓硫酸的稀释释、氢氢氧化钠钠的溶解 、冰融化成液态态的水等都有能量的变变化。 (2)不是。化学反应应中一定有能量的变变化,通常表现现 为热为热 量的变变化,但也可能有其他的能量形式,如电电能 或光能等。 必修2 第二章 化学反应与能量 1.当两个原子形成化学键时键时 ,原子的能量将( ) A.升高 B.降低 C.保持不变变 D.一个升高一个降低 解析: 因为形成新化学键时要放出能量,所以当 两个原子形成化学键时,必定放出能量,使得原子 的能量降低。 答案: B 必修2 第二章 化学反应与能量 2.(2012长长春高一检测检测 )图图中所示是两个反应应前 后反应应物总总能量和生成物总总能量的比较较,对对于A 、B两个反应应的说说法正确的是( ) 必修2 第二章 化学反应与能量 A.A反应应是放热热反应应,B反应应也是放热热反应应 B.A反应应是放热热反应应,B反应应是吸热热反应应 C.A反应应是吸热热反应应,B反应应也是吸热热反应应 D.A反应应不需要加热热,B反应应必须须加热热 解析: 若反应物总能量高于生成物总能量,则反应 为放热反应,反之,为吸热反应;但是无论是吸热反 应,还是放热反应都与反应是否加热无关。 答案: B 必修2 第二章 化学反应与能量 3.某同学做如下实验实验 ,以检验检验 反应应中的能量变变化 。 必修2 第二章 化学反应与能量 (1)实验实验 中发现发现 反应应后(a)中温度升高,由此可以判 断(a)中反应应是_热热反应应;(b)中温度降低, 由此可以判断(b)中反应应是_热热反应应。 (2)写出铝铝与盐盐酸反应应的离子方程式 _ _。 (3)根据能量守恒定律,(b)中反应应物的总总能量应该应该 _其生成物的总总能量。 必修2 第二章 化学反应与能量 解析: (1)反应后(a)中温度升高,(b)中温度降低, 说明(a)中反应为放热反应,(b)中反应为吸热反应 。 (2)铝与盐酸反应的离子方程式为 2Al6H=2Al33H2。 (3)(b)中反应为吸热反应,根据能量守恒定律,(b)中 反应物的总能量应该低于其生成物的总能量。 答案: (1)放 吸 (2)2Al6H=2Al33H2 (3)低于 必修2 第二章 化学反应与能量 放热热反应应吸热热反应应 定义义 释释放热热量的化学反 应应 吸收热热量的化学反应应 宏观观 解释释 反应应物具有的总总能 量大于生成物具有的 总总能量 反应应物具有的总总能量 小于生成物具有的总总 能量 微观观 解释释 生成物分子成键时键时 释释放的总总能量大于 反应应物分子断键时键时 吸收的总总能量 生成物分子成键时释键时释 放的总总能量小于反应应 物分子断键时键时 吸收的 总总能量 吸热热反应应与放热热反应应的比较较 1.放热反应和吸热反应 必修2 第二章 化学反应与能量 图图 示 实实 例 NaOHHCl= NaClH2O Ba(OH)28H2O 2NH4Cl= BaCl22NH3 10H2O 必修2 第二章 化学反应与能量 必修2 第二章 化学反应与能量 (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;放热反应常温下不一定容易发 生,如铝热反应;吸热反应也不一定需要加热,如 Ba(OH)28H2O晶体和NH4Cl晶体的反应。 (2)吸热反应和放热反应都是化学变化,如浓硫酸 和NaOH固体溶于水是放热过程,但不是放热反 应;如升华、蒸发等过程是吸热过程,但不是吸热 反应。 考前提醒： 必修2 第二章 化学反应与能量 (2012西安高一检测检测 )已知反应应XY=MN为为吸 热热反应应,对这对这 个反应应的下列说说法中正确的是( ) A.X的能量一定低于M的,Y的能量一定低于N的 B.因为该为该 反应为应为 吸热热反应应,故一定要加热热反应应才能 进进行 C.破坏反应应物中的化学键键所吸收的能量小于形成生 成物中化学键键所放出的能量 D.X和Y的总总能量一定低于M和N的总总能量 必修2 第二章 化学反应与能量 名师解析: 因反应XY=MN为吸热反应,则 反应物(XY)的总能量小于生成物(MN)的总能 量,D正确,A错误;反应吸热,则破坏反应物中的化学 键所吸收的总能量大于形成生成物中化学键所放 出的能量,C错误。有些吸热反应常温下也能进行, 如Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反应,B错误。 答案: D 必修2 第二章 化学反应与能量 化学反应都伴随着能量变化,只有两种情况:一种 为吸热反应,一种为放热反应。某个反应是吸热 反应还是放热反应与反应条件无必然关系。 规律方法 ： 必修2 第二章 化学反应与能量 必修2 第二章 化学反应与能量 1.下列反应应既属于氧化还还原反应应,又是吸热热反应应的 是( ) A.锌锌粒与稀硫酸的反应应 B.灼热热的木炭与CO2反应应 C.甲烷烷在氧气中的燃烧烧反应应 D.Ba(OH)28H2O晶体与NH4Cl晶体的反应应 解析: 属于氧化还原反应的有A、B、C,反应A、 C是放热反应,反应B、D是吸热反应。 答案: B 必修2 第二章 化学反应与能量 必修2 第二章 化学反应与能量 必修2 第二章 化学反应与能量 即: 断裂化学键键 吸收的能量 形成化学键键 放出的能量 H2Cl2HCl 1 mol化学 键键 436 kJ243 kJ431 kJ H2Cl2= 2HCl 共吸收436 kJ243 kJ679 kJ 共放出862 kJ 679 kJ862 kJ183 kJ,即反应应 放出183 kJ热热量 必修2 第二章 化学反应与能量 必修2 第二章 化学反应与能量 3.举例 则则反应应:N23H2=2NH3的能量变变化 QQ(吸)Q(放)(942 kJ436 kJ3)391 kJ3296 kJ 即该过该过 程放出96 kJ热热量。 化学键变键变 化能量变变化 拆开1 mol NN吸收942 kJ 拆开1 mol HH吸收436 kJ 形成1 mol NH放出391 kJ 必修2 第二章 化学反应与能量 (1)同一个化学键,断裂时吸收的能量与形成时放出的 能量相等。 (2)微观上,吸收的能量与放出的能量的相对大小决定 了反应的能量变化。 宏观上,反应物的总能量与生成物的总能量的相对大 小决定了反应的能量变化。 考向提醒 ： 必修2 第二章 化学反应与能量 必修2 第二章 化学反应与能量 思路点拨: 解答此类题目时,要特别注意分子中共 价键数目计算,如1 mol NH3中含有3 mol NH键,1 mol H2O中含有2 mol OH键。 自主解答: (1)化学反应中,旧键断裂吸收能量,新 键形成放出能量,反应吸热或放热的多少取决于二 者吸收和放出能量的相对大小。 必修2 第二章 化学反应与能量 旧键断裂需要吸收的能量:Q吸E(NN)3E(H H)945.0 kJ/mol3436.0 kJ/mol2 253.0 kJ/mol。因为1 mol NH3中含有3 mol NH键,化学 反应中生成2 mol NH3,共含有6 mol NH键,所以 新键形成放出的能量:Q放6E(NH)6391.0 kJ/mol2 346.0 kJ/mol,Q吸Q3 B.Q1Q22Q3 C.Q1Q2Q3 D.Q1Q22Q3 必修2 第二章 化学反应与能量 解析: 燃烧反应一定为放热反应。 答案: D 必修2 第二章 化学反应与能量 探究化学反应中的能量变化 某校兴兴趣小组对氢组对氢 氧化钠钠溶液和稀盐盐酸混合后 的有关问题问题 ,进进行了如下探究: (1)甲同学为为了证证明氢氢氧化钠钠溶液与稀盐盐酸能 够发够发 生反应应,设计设计 并完成了如下图图所示实验实验 。 例子： 必修2 第二章 化学反应与能量 必修2 第二章 化学反应与能量 X溶液是_,滴入的量一般为为_。 乙同学认为认为 甲同学的实验实验 不能充分证证明氢氢氧 化钠钠溶液与稀盐盐酸能够发够发 生反应应,乙同学的理由 是_。 (2)丙同学利用保温瓶式量热计热计 ,测测出10 mL 10% 氢氢氧化钠钠溶液和不同体积积的10%盐盐酸混合过过程 中,溶液的温度变变化见见下表(假设设两溶液密度相同) 。 必修2 第二章 化学反应与能量 加入盐盐酸的体积积 (V)/mL 溶液温度上升(t)/ 25.2 49.6 612.0 816.0 1018.2 由以上数据判断盐盐酸和氢氢氧化钠钠的反应应是 _(填“吸热热”或“放热热”)反应应。 必修2 第二章 化学反应与能量 解析: (1)由题图知加入的指示剂在NaOH溶液 中呈红色,在酸性溶液中呈无色,故该试剂为酚酞。 甲同学的实验不能充分说明是盐酸与氢氧化钠 溶液发生了反应,还是盐酸与红色物质发生了反应 。 (2)由表格中的数据说明反应后溶液温度升高,该反 应为放热反应。 答案: (1)酚酞酞 12滴 甲同学的实验实验 不能 说说明是盐盐酸与氢氢氧化钠钠溶液发发生了反应还应还 是盐盐酸 与红红色物质发质发 生了反应应 (2)放热热 必修2 第二章 化学反应与能量 1.下列对对化学反应应的认识错误认识错误 的是( ) A.会引起化学键键的变变化 B.会产产生新的物质质 C.必然引起物质质状态态的变变化 D.必然伴随着能量的变变化 解析: 化学反应的实质为旧化学键的断裂和新化 学键的生成,在化学键变化过程中一定会伴随能量 的变化和物质的变化,C错。 答案: C 随堂检测： 必修2 第二章 化学反应与能量 2.(2012泰州高一检测检测 )下列各图图示中,表示吸热热 反应应的是( ) 必修2 第二章 化学反应与能量 解析: 若反应物的能量低于生成物的能量,则反 应为吸热反应。 答案: A 必修2 第二章 化学反应与能量 3.下列变变化过过程需要吸收能量的是( ) 必修2 第二章 化学反应与能量 解析: A选项中氢气球发生爆炸时发生了氢气与氧 气的反应,是燃烧反应为放热反应;B选项中向河水 中投放生石灰时发生了CaOH2O=Ca(OH)2,是 放热反应;C选项中两个氯原子之间结合成氯气分子 ,原子之间形成了共价键,对外释放能量;因此,A、B 、C三个过程均是释放能量的变化过程。D选项中 一个氢气分子分解生成了两个氢原子,破坏氢气分 子中的化学键要吸收能量。所以正确答案为D。 答案: D 必修2 第二章 化学反应与能量 必修2 第二章 化学反应与能量 答案: B 必修2 第二章 化学反应与能量 5.键键能是指在2