21化学能与热能.ppt

第二章化学反应与能量,第一节化学能与热能,1化学反应的实质化学反应的实质是_，即反应物中_的断裂和生成物中_的形成。,原子(或原子团)的重新组合,旧化学键,新化学,键,2化学反应中能量变化的原因(微观角度)(1)物质中的原子之间是通过_结合的。(2)断开反应物中的化学键要_能量，形成生成物中的化学键要_能量。(3)实例(25和101kPa的条件下),化学键,吸收,放出,(4)物质在化学反应中发生能量变化的主要原因是化学键的_。,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)物质的稳定性与能量的关系,(2)化学反应中能量变化的决定因素(用E表示物质能量),即：,3举例,则反应：N23H2=2NH3的能量变化QQ(吸)Q(放)(942kJ436kJ3)391kJ3296kJ即该过程放出96kJ热量。特别提醒公式中Q(吸)表示所有反应物断裂时所有化学键吸收的能量和，Q(放)表示所有生成物形成时所有化学键放出的能量和。,1已知拆开1mol氢气中的化学键需要消耗436kJ能量，拆开1molO2分子中的化学键需要消耗496kJ能量，形成水分子中的1molHO共价键能释放出463kJ能量。试说明反应2H2O2=2H2O中的能量变化，并将反应中能量变化的数值标注在如下图所示的坐标系中。,1两条基本的自然定律(1)质量守恒定律：自然界的物质发生转化时，_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，但是体系包含的_不变。,总质量,总能量,3化学能与热能相互转化的意义过程(1)：提供了人类生存和发展所需要的能量和动力。过程(2)：人类进行化工生产、研制新物质不可或缺的条件和途径。,4人类利用能源的三个阶段(1)柴草时期该时期从火的发现至18世纪产业革命，以树枝杂草为主要能源。(2)化石能源时期从18世纪中期到现代，以_为主要能源。(3)多能源结构时期以可再生能源和清洁能源(_能源)为主要能源，主要_、生物质能等。,煤、石油、天然气,绿色,包括太阳能、氢能、核能,特别提醒吸热反应和放热反应均是化学反应。NaOH固体溶于水、浓H2SO4溶于水，属于放热过程，不属于放热反应；NH4NO3固体溶于水、升华、蒸发、分子形成原子等属于吸热过程，不属于吸热反应。,CD,D,规律方法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。,1下列反应一定属于放热反应的是()硫酸与Ba(OH)2溶液混合Mg与CH3COOH溶液的反应燃烧中和反应复分解反应ABCD全是,A,下表中的数据是破坏1mol物质中的化学键所消耗的能量：,根据上述数据回答下列问题：(1)下列物质本身具有的能量最低的是_。AH2BCl2CBr2DI2(2)下列氢化物中最稳定的是_。AHClBHBrCHI,A,A,(3)X2H2=2HX(X代表Cl、Br、I)的反应是吸热反应还是放热反应？_。(4)相同条件下，X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出或吸收的热量最多的是_。思路点拨：解决此题的关键有以下两点：(1)键能越大，物质越稳定。(2)化学键变化所吸收或放出的能量即为反应热。,放热反应,Cl2,2氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中，破坏1mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1kJ，破坏1mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2kJ，形成1mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3kJ。下列关系式正确的是()AQ1Q2Q3BQ1Q22Q3CQ1Q2Q3DQ1Q22Q3,答案：D,热点实验探究Ba(OH)28H2O和NH4Cl的吸热反应探究Ba(OH)28H2O和NH4Cl的反应应注意以下问题：(1)注意药品的用量因为反应物越多，所吸收的热量越多，温度降低的越快，所以该反应所用药品的量不能少于教材中提供的药品用量：20gBa(OH)28H2O、10gNH4Cl。,(2)注意仪器的选择烧杯以选择100mL规格的为宜；对于玻璃片(或小木板)应该选择质量轻、面积和烧杯底部吻合(比烧杯底面积稍大)的,最好选用薄的毛玻璃。(3)注意正确的操作玻璃片上铺水要均匀；搅拌要快、要稳。,探究举例在一个小烧杯里，加入约20g已研磨成粉末的氢氧化钡晶体Ba(OH)28H2O，将小烧杯放在事先已滴有34滴水的玻璃片(或三合板)上，然后向烧杯内加入约10gNH4Cl晶体,并立即用玻璃棒迅速搅拌如图所示。,试回答下列问题：(1)实验中要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是_。(2)如果实验中没有看到“结冰”现象，可能的原因是_。(答出3个或3个以上原因),(3)如果没有看到“结冰”现象，为说明该反应吸热，我们还可以采取的方式是_。(答出两种方案)(4)实验中即使不“结冰”，提起烧杯的时候，发现烧杯与玻璃片也“粘在一起了”，原因是_。,(5)试用简单的方法说明烧杯与玻璃片之间是因为“结冰”而粘在一起的：_。,解析：要想证明该反应吸热，不一定要通过“结冰”现象，还可以是“人的感觉”、“温度计”等，但是无论通过什么方式，实验成功的关键是让反应快速进行，从而在较短的时间内使体系温度得到明显的下降。通过“结冰”现象推断反应吸热时，容易出现一个假象，因为即使在不结冰的情况下，由于水排开了烧杯底部与玻璃片之间的空气，在大气压的作用下，烧杯和玻璃片也可能粘在一起，当然这种假象可以通过烧杯和玻璃片之间是否能够发生相对滑动来验证，如果是大气压的作用，它们之间可以发生相对滑动；如果是结冰的原因，它们之间不能发生相对滑动。,答案：(1)使反应物迅速混合而充分反应，使温度迅速下降(2)药品用量太少；Ba(OH)28H2O晶体未研成粉末，反应太慢；没有立即迅速搅拌；环境温度太高；玻璃片上加水太多；氢氧化钡晶体失水(3)用皮肤感受，感觉很凉；用温度计来检验，发现温度降低,(4)水排开了烧杯底部与玻璃片之间的空气，在大气压的作用下，烧杯与玻璃片粘在一起了(5)看能否从侧面相对滑动，若不能，则是由于“结冰”而粘在一起的,1.(2011江苏化学)化学与人类生活、社会可持续发展密切相关。下列措施有利于节能减排、保护环境的是()加快化石燃料的开采与使用；研发易降解的生物农药；应用高效洁净的能源转化技术；田间焚烧秸秆；推广使用节能环保材料。ABCD,解析：本题考查化学与STSE的联系，意在考查考生运用化学知识解决实际问题的能力。加快化石燃料的开采与使用不利于节能减排，田间焚烧秸秆会污染环境，故选B。答案：B,2下列变化过程需要吸收能量的是(),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,3如图所示，燃料燃烧后的产物(如CO2、H2O、N2等)可以利用太阳能实现转化循环利用。则下列有关说法不正确的是(),A通过上述循环，太阳能最终转化为热能B所有可燃物燃烧时放出的能量均来源于太阳能C上述转化涉及的反应都属于化学变化D上述转化不仅可以消除对大气的污染，还可以节约燃料，缓解能源危机,解析：由题图信息知燃料燃烧的产物H2O、CO2、N2在太阳能的作用下生成可燃物，此过程将太阳能转化为化学能而贮存起来，当这些燃料燃烧时，又由化学能转化为热能，因此太阳能最终转化为热能，故A项正确；所有可燃物燃烧时放出的能量均来自化学能，而化学能不一定来自太阳能，B项错误；题中转化涉及的反应均有新物质生成，都属于化学变化，C项正确；化石燃料的大量燃烧，导致温室效应，而燃烧产物的循环利用，不仅降低了温室气体的排放，同时减少了化石燃料的使用，缓解了能源危机，故D项正确。答案：B,4根据下面的信息，判断下列叙述正确的是(双选)(),答案：AD,5预计将于2011年发射的“神舟八号”宇宙飞船将会有两个重大使命，一是突破空间交会对接技术，二是