《化学能与热能》

第二章化学反应与能量 第一节化学能与热能 实验 将一小勺Na2O2放入脱脂棉中包住 放在石棉网上 然后用胶头滴管滴加少量水 观察现象 现象 脱脂棉着火燃烧 解释 Na2O2与水的反应放出热量 并生成了O2 2Na2O2 2H2O 4NaOH O2 思考 反应放出的热量来自于哪里 化学反应中吸收或者释放的能量就叫做化学能 1 化学能 一 化学键与能量变化的关系 能量的转化必须遵守 1 能量守恒定律 一种能量可以转化为另一种能量 但总能量保持不变 2 质量守恒定律 自然界的物质可以发生转化 但是总质量保持不变 质量与能量是相互联系的E mc2 又称质能守恒定律 当物质发生化学反应时 断开反应物中的化学键要 如 断开1molH H键要吸收436kJ的能量 形成1molH H键要放出436kJ的能量 从化学反应中的化学键的断开与形成来考虑 吸收能量 放出能量 而形成生成物中的化学键要 从反应物和生成物的总能量来考虑 反应物的总能量高 生成物的总能量低 生成物的总能量高 反应物的总能量低 能量 能量 放热反应 吸热反应 化学反应中吸收或者释放的能量就叫做化学能 1 化学能 一 化学键与能量变化的关系 2 微观解释 断开旧化学键E断 生成新化学键E成 1 若E断 E成 吸收能量 2 若E断 E成 放出能量 1 若E反 E生 放出能量 2 若E反 E生 吸收能量 3 宏观解释 反应物的能量之和E反 生成物的能量之和E生 4 能量变化是化学反应的基本特征之一 1 当物质发生化学反应时 断开反应物中的化学键要 而形成生成物中的化学键要 吸收能量 放出能量 一个化学反应是释放能量还是吸收能量取决于 练习 反应物总能量与生成物总能量的相对大小或者 2 若反应物的总能量 生成物的总能量 化学反应能量 若反应物的总能量 生成物的总能量 化学反应能量 放出 吸收 3 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 该反应为放热反应 故不必加热就一定能发生 C 4 判断 1 加热的反应一定是吸热反应 2 不需要加热的反应一定是放热反应 3 一个反应是吸热还是放热与反应条件没有直接联系 与反应物及生成物的总能量的相对大小有关 二 化学能与热能的相互转化 化学反应中的能量变化 通常表现为热量的变化 吸热或放热 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 Ba OH 2 8H2O 2NH4Cl BaCl2 2NH3 10H2O 结论 该反应是吸热反应 实验2 2 玻璃棒的作用 搅拌 使混物充分接触 反应物成糊状的原因 结冰粘结 结论 该反应是吸热反应 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 3 结论 中和反应是放热反应 反应后温度升高 室温 室温 思考与交流 若要准确测定中和热 在设计实验装置和操作时应该注意哪些问题 1 用隔热装置 尽量减少热量散失 2 酸碱的量要准确 a 浓度要越精确越好b 量体积的容器越精确越好 3 温度计越精确越好 4 注意控制反应时间 5 多做几次 取平均值 中和热 酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量称为中和热 1 几种典型的放热和吸热反应 1 放热反应 燃烧 金属和酸反应 酸碱中和反应 大多数的化合反应 生石灰和水反应等 2 吸热反应 大多数的分解反应 煅烧石灰石 焦炭和CO2生成CO C H2O g 等等 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 练习 2 甲烷燃烧要放出热量 水的分解要吸收能量 试从化学键变化的角度分析其原因 解析 形成4molH O键和2molC O键释放的能量比断裂4molC H键和2molO O键所吸收的能量高 因此放出热量 CH4 2O2 2H2O CO22H2O 2H2 O2 断裂4molH O键所吸收的能量比形成2molH H键和1molO O键放出的能量高 因此要吸收能量 3 氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰 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 三 能量变化的意义和应用 1 生物体中的能量变化 生物体中的能量转化 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 只是二者条件不同 前者在体温条件和酶的催化作用下发生的 且前者