高中化学 第二章 化学反应与能量 第一节 化学能与热能（第1课时）课件 新人教版必修2.ppt

第一节化学能与热能 第一课时 第二章化学反应与能量 page 2 一 化学键与化学反应中能量变化的关系 新课内容 1 化学反应的本质 旧化学键断裂和新化学键形成 h h cl cl h cl 断开 断开 形成 h2 cl22hcl 吸收能量 吸收能量 放出能量 断键吸收能量 成键放出能量 page 3 一 化学键与化学反应中能量变化的关系 新课内容 2 化学反应中能量变化的主要原因 微观角度 化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因 page 4 思考 交流 例 在25 和101kpa的条件下 断裂1molh h需要吸收436kj能量 断裂1molcl cl键需要吸收243kj能量 形成1molh cl会放出431kj能量 通过计算说明化学反应h2 cl2 2hcl是吸收能量还是放出能量 解 设有1molh2与1molcl2完全反应 则断开反应物中化学键所吸收能量之和 436kj 243kj 679kj形成生成物中化学键所放出能量之和 2 431kj 862kj吸收能量小于放出能量 因此 该反应是放出能量 page 5 思考 交流 能量 h2 cl2 2h 2cl 2hcl 吸收能量679kj 放出能量862kj 放出能量183kj 反应坐标 以h2 cl2 2hcl反应为例 page 6 一 化学键与化学反应中能量变化的关系 新课内容 3 从化学键的角度判断化学反应中能量的变化 化学反应中是吸收能量还是放出能量 取决于断键吸收的总能量与成键放出的总能量的相对大小 反应放出能量 成键放出总能量 断键吸收总能量 反应吸收能量 断键吸收总能量 成键放出总能量 化学反应都伴随着能量的变化 page 7 二 化学能与化学反应中能量变化的关系 新课内容 化学能 即化学物质具有的能量 各种物质都储存有化学能 不同的物质化学能不同 物质具有能量越高 越不稳定 物质的能量越低 越稳定 能量高的物质易转化为能量低的物质 1 化学能 page 8 体系能量变化探究 水由高处向低处流要释放能量 势能转换为动能 反应物的总能量 生成物的总能量 化学反应放出能量 将水由低处抽向高处需提供能量 电能转换为机械能 再转换为势能 反应物的总能量 生成物的总能量 化学反应吸收能量 page 9 二 化学能与化学反应中能量变化的关系 新课内容 化学能 即化学物质具有的能量 各种物质都储存有化学能 不同的物质化学能不同 物质具有能量越高 越不稳定 物质的能量越低 越稳定 能量高的物质易转化为能量低的物质 1 化学能 2 化学反应中能量变化的决定因素 宏观角度 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 page 10 新课内容 化学反应的过程 可以看成是能量的 贮存 或 释放 的过程 反应物 生成物 能量 e 反应物的总能量 e1 生成物的总能量 e2 e 放出能量 反应过程 e 吸收能量 e 反应物 e 生成物 化学反应能量 e 反应物 e 生成物 化学反应能量 放出 吸收 page 11 课堂小结 化学反应中能量变化的原因 取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小 从化学键角度 从反应体系能量角度 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 q 断键 q 成键 吸收能量 q 断键 q 成键 放出能量 e 反应物 e 生成物 放出能量 e 反应物 e 生成物 吸收能量 注 一般用q表示吸收或放出的能量 用e表示化学能 page 12 练习1 氢气在氧气中燃烧放出热量 在反应中 破坏1molh h键消耗的能量为q1kj 破坏1molo o键消耗的能量为q2kj 形成1molh o键释放的能量为q3kj 下列关系式中正确的是 a 2q1 q2 4q3b 2q1 q2 4q3c q1 q2 q3d q1 q2 q3 b 练习 拓展 page 13 练习2 已知反应a b c d为放热反应 对该反应的下列说法中正确的是 a a的能量一定高于cb b的能量一定高于dc a和b的总能量一定高于c和d的总能量d a和b的总能量一定低于c和d的总能量 c 练习 拓展 思考与交流 吸收能量 放出能量 思考 化学反应中放出的能量会消失吗 吸收的能量又将如何变化 新课内容 二 化学能与热能的相互转化 能量的形式有多种 如化学能 热能 电能和光能等 能量之间可通过化学反应进行相互转化 化学反应中的能量变化主要表现为热量的变化 能量既不会凭空产生 也不会凭空消失 它只能从一种形式转化为另一种形式 在转化过程中体系包含的总能量不变 1 能量守恒定律 新课内容 二 化学能与热能的相互转化 2 放热反应和吸热反应 1 定义 放热反应 释放热量的化学反应 吸热反应 吸收热量的化学反应 思考 kno3 nh4no3溶于水时会吸收热量 这些变化是否属于吸热反应 稀释浓硫酸 溶解naoh固体时都会放出大量的热 这些变化过程是否属于放热反应 吸热和放热过程不一定会发生化学反应 新课内容 二 化学能与热能的相互转化 2 放热反应和吸热反应 实验2 1铝片与盐酸反应 产生气泡 用手轻触试管底部感到发热 用温度计测量 水银柱上升 该是放热反应 常见的放热反应 活泼金属和酸 水反应酸碱中和反应可燃物的燃烧反应及缓慢氧化反应大部分的化合反应 新课内容 实验2 2氢氧化钡晶体与氯化铵反应 该反应是吸热反应 1 玻璃片结冰与小烧杯粘结在一起2 产生刺激性气味的气体3 混合物成糊状 二 化学能与热能的相互转化 2 放热反应和吸热反应 常见的吸热反应 ba oh 2 8h2o与nh4cl的反应大多数分解反应以c co为还原剂的氧化还原反应 固体反应 通常先研细再混合 反应时用玻璃棒搅拌加快反应 page 19 课本p374 下列反应中 属于放热反应是 属于吸热反应的是 练习 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 化学反应中能量变化都表现为热量的过程d 一个反应是吸热或放热与反应条件没有直接联系 与反应物与生成物的总能量的相对大小有关 d 练习 拓展 特别提示 一个化学反应是吸热还是放热与反应条件没有直接联系 放热反应可能要加热或点燃 如燃烧反应 吸热反应不一定要加热 如氢氧化钡晶体和氯化铵反应 煅烧石灰石 燃烧木炭取暖 炸药爆炸 酸和碱的中和反应 生石灰与水作用制熟石灰 食物因氧化而腐败 实验探究 实验2 1 2均是从定性的角度判断一个反应是放热还是吸热 能否在此基础上 定量测定一个化学反应所放出热量的大小呢 实验2 3稀盐酸和氢氧化钠溶液的中和反应 h oh h2o 中和反应是一类放热反应 了解 中和热的概念酸和碱发生中和反应生成1molh2o时所释放的热量 实验探究 思考与交流 若要测定盐酸和氢氧化钠反应的中和热 在实验2 3的基础上还需注意哪些问题 用隔热装置 尽量减少热量散失 酸碱的浓度和体积取定值 n c v 准确测量反应前后溶液的温度 准确量取溶液的体积 温度计读数要准确 做平行实验取平均值 搅拌使反应充分进行 使混合液温度均衡 一 注意 量 的问题 二 尽量减小实验误差 新课内容 三 化学能与热能相互转化的应用 化学能 热能 煤 石油 天然气的燃烧 高温冶炼金属 分解化合物 提供了人类生存和发展所需要的能量和动力 进行化工生产 研究新物质不可或缺的条件和途径 化学反应 科学视野 1 社会发展与能源利用 人类社会的发展与能源利用密不可分 人类正是通过对能源的利用才一步步不断向前发展 在某种程度上可以说 人类社会的发展史就是一部人类如何开发利用能源的历史 能源是现代社会物质文明的原动力 与我们每一个人息息相关 图2 3不同社会发展水平时期的人均耗能量 科学视野 1 柴草时期 火的发现到18世纪产业革命以树枝 柴草为主要能源 2 化石能源时期 18世纪中期至现在以煤 石油和天然气为主要能源 这三种能源均为不可再生能源 2 人类利用能源的三个阶段 3 多能源结构时期化石能源 煤 石油和天然气等新能源 太阳能 氢能 核能 生物质能 风能 地热能 波浪能 洋流能和潮汐能等 科学视野 人体内发生的氧化还原反应与体外的燃烧本质相同 都是放热反应 只是二者条件和进行不同 生物氧化是在体温条件和酶的催化下进行的 能量的转化率和利用率都很高 太阳能 糖类化学能 光合作用 植物 其他形式的能量维持人的生理活动 氧化还原反应 人体摄入糖类 3 生物体中的能量转化 课堂小结 能量变化 化学能与热能的相互转化 放热反应 吸热反应 q 断键 e 生成物 q 断键 q 成键 e 反应物 e 生成物 能量利用 注 一般用q表示吸收或放出的能量