贵州省贵阳市第三十八中学高中化学《化学能与热能》课件 新人教版必修2.ppt

第一节化学能与热能贵阳市第三十八中学 第二章化学反应与能量 教学目标1 知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因 2 通过生产 生活中的实例了解化学能与热能的相互转化 3 探究化学能转化为热能在生产 生活中的应用 4 探究中和反应和中和热的测定 教学重难点化学键的断裂和形成与化学反应中能量变化的关系 能源与人类 能源是人类赖以生存和发展的物质基础 我们每时每刻 分分秒秒都离不开它 迄今为止 人类所能利用的能源主要是化学能 电能 以及核能等等 但是 由于人类大量开发和浪费资源 造成了资源的不合理利用从而引发了不可回避的能源危机 学与问 煤 石油 天然气的主要化学成分是烃类等有机物 煤中含有大量的碳 它们燃烧时放出热能 你一定想知道 这种能量从何而来 它与化学物质和化学反应有什么关系 石灰石 主要成分是碳酸钙 要经过高温煅烧才能变成生石灰 高温提供的热能在石灰石的分解反应中起到什么作用 学与问 不同的燃料其组成不同 燃烧后放出的热量也不相等 为什么不同的燃料燃烧时放出的热量会不同 燃料在燃烧反应中产生的热能来自哪里 知识回顾 2 化学反应的实质 旧化学键的断裂和新化学键的形成 1 化学反应的基本特征是什么 有新物质生成 同时伴随着光和热以及气体或沉淀 一 化学键与化学反应中能量变化的关系 化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成 化学反应时 断开反应物中的化学键要吸收能量 而形成生成物中的化学键要放出能量 化学键的断裂和形成正是化学反应中能量变化的主要原因 各种物质都储存有化学能 不同的物质不仅组成不同 结构不同 所包含的化学能也不同 思考 那么 一个化学反应吸收能量还是放出能量是由什么决定的呢 形成1mol化学键和破坏1mol化学键放出的热量和吸收的热量相同 例1 拆开1摩h h所需能量是436kj h h的键能 拆开1摩o o需要能量是496kj o o的键能 形成1molh o放出463kj h o的键能 试计算2摩h2和1摩o2生成2摩h2o的能量变化是多少 是放出热量还是吸收热量 吸收的热量 2 436kj 496kj 1368kj 放出的热量 4 463kj 1852kj 能量变化 1852kj 1368kj 484kj反应中放出484kj的热量 小结 一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量 决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小 从化学键的角度分析 一个化学反应的过程 本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程 吸收能量 放出能量 所以 一个化学反应是放出能量还是吸收能量 取决于所有断键吸收的总能量与所有形成新键放出的总能量的相对大小 反应物总能量 生成物总能量 反应物总能量 生成物总能量 水由高处向低处流要释放能量 势能 动能 吸能反应 反应物的总能量高 生成物的总能量高 放能反应 将水由低处抽向高处要提供能量 电能 机械能 势能 生成物的总能量低 反应物的总能量低 化学反应 化学反应 吸收能量 放出能量 规律 若e反 e生 则反应放热 则为放热反应 若e反 e生 则反应吸热 则为吸热反应 化学反应过程可以看成是 能量 的储存和释放过程 小结 1 化学反应中的能量变化 通常表现为热量的变化2 化学上把有热量放出的化学反应叫作放热反应3 化学上把吸收热量的化学反应叫作吸热反应4 体系能量越高 就越不稳定 能量越低 就越稳定 例如 1 液态水比水蒸汽稳定 2 hf比hbr稳定 反应中 生成1molhf比生成1molhbr放出的热量多 3 c燃烧生成co2放出的热量比生成co放出的热量多 co2比co稳定 放热反应是否不需要任何条件 反应就可以自行发生吸热反应是否要不断的加热 反应才能发生反应条件与该反应的能量变化之间有关系吗 反应条件与该反应的能量变化之间没有必然联系放热反应有时也需加热 如 碳的燃烧 吸热反应也可以自行发生 反应能否自发进行 是看在通常条件下达到该反应的条件否 练习 1 下列说法正确的是 a 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应b 任何放热反应在常温条件下一定能发生反应c 反应物和生成物所具有的总能量决定了反应结果是放热还是吸热d 吸热反应在一定条件下也能发生反应 cd 2 下列说法正确的是 a 需要加热方能发生的反应一定是吸热反应b 放热反应在常温下一定能进行c 反应是放热还是吸热 必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小d 化学反应释放的能量一定是热量 c 二 化学能与热能的相互转化 1 质量守恒定律和能量守恒定律 两条基本定律 一种能量可以转化成其他能量 但总的能量保持不变 这就是能量守恒定律 下面我们通过实验来认识和感受化学能与热能的相互转化 实验探究2 1 铝片与盐酸的反应 在一支试管中加入2 3ml mol l的盐酸 再插入用砂纸打磨光的铝条 观察现象 并用温度计测量溶液温度的变化 实验 1 铝与盐酸反应的化学方程式 2 在反应过程中你将能看到什么现象 3 用眼睛不能直接观察到反应中的热量变化 你将采取哪些简单易行的办法来了解反应中的热量变化 4 要明显的感知或测量反应中的热量变化 你在实验中应注意哪些问题 思考与讨论 实验2 1 铝与盐酸反应 放出大量气泡 温度升高 该反应是放热反应 实验2 2探究 ba oh 2 8h2o与nh4cl的反应 整个实验中有哪些创新之处 1 整个实验的现象 反应化学方程式和结论 实验2 2 现象 1 玻璃片 小木板 会与小烧杯粘结在一起2 有少许刺激性气味气体产生3 有水生成 结论 该反应是吸热反应 实验 强酸与强碱发生中和反应放出热量 升高 升高 升高 思考与交流 酸与碱发生中和反应生成1molh2o时所释放的热量称为中和热 如果要通过实验来测定盐酸与氢氧化钠反应的中和热 你认为在设计实验装置和操作时应该注意哪些问题 你准备如何设计并进行实验 请与同学讨论 交流 一是注重 量 的问题用稀溶液进行中和反应 减小溶解热的干扰 每次取等量的酸碱进行反应 做平行实验取平均值 二是尽量减小实验误差增强保温隔热措施 减少实验中热量的损失不断搅拌 使热量分散均匀 温度计的精确度要高 探索与总结 常见的放热反应和吸热反应 放热反应 燃料的燃烧 与o2的反应 中和反应活泼金属与水或酸的反应大部分化合反应 生石灰和水 物质的缓慢氧化 吸热反应 c co2h2 cuoc h2oba oh 2 8h2o nh4clcaco3高温分解大部分分解反应 讨论 放热反应都能自发进行吗 吸热反应都需要加热才能反应吗 化学能的应用 利用热量进行生活 生产和科研 利用热能使很多化学反应得以发生 如 科学视野 1 社会发展与能源利用 2 人类利用能源的三个阶段 柴草时期 中国古代制陶图 化石能源时期 多能源结构时期 能源的利用反映着人类进步 也促进人类的发展 但是 人类在利用能源造福人类的同时 也造成了环境的污染 随堂练习 1 下列说法正确的是 a 大多数的化合反应是吸收能量的反应b 大多数分解反应是吸收能量的反应c 释放能量的反应都不需要加热d 吸收能量的反应都需要加热 b 2 下列反应既属于氧化还原反应 又属于吸热反应的是 a 铝片与稀盐酸的反应b ba oh 2 8h2o和nh4cl的反应c 灼热的炭与co2的反应d 甲烷在氧气中的燃烧反应 c 3 把盛有镁片的试管放在盛有250c饱和石灰水的烧杯中 再用滴管向试管中滴入10ml1mol l的稀盐酸 分别描述