化学能与热能

1、第一节 化学能与热能,第二章 化学反应与能量,电子转移,不稳定,稳定,更稳定,复习,化学反应的本质是什么？,金属钠,氯气,旧键断裂,新键形成,nacl晶体比na+、cl-稳定，说明了什么？,说明nacl晶体具有的能量比na+、cl-单独存在时具有的能量低。,讨论,表示为： h=e生 e反,即na+、cl-间形成离子键时释放了能量。,从物质本身包含能量的角度看： 反应物总能量生成物总能量 反应放出能量 e反 e生 反应物总能量生成物总能量 反应吸收能量,化学反应的实质是,从宏观上看：,反应物中的原子重新组合为产物分子的过程,从微观上看：,反应物分子内化学键的断裂和产物分子中化 学键形成的过程 (

2、即旧键断裂和新键形成的过程),问题探究,化学键的断裂与形成和能量变化的关系：,大胆推测,化学键的断裂,吸收能量,化学键的形成,放出能量,？,能量守恒,1mol h2分子中的化学键断裂时需吸收能量,1mol cl2分子中的化学键断裂时需吸收能量,hcl分子中的化学键形成时要释放能量,1molh2中含有1molhh，在25 oc 101kpa条件下，断开1molhh键重新变为h原子要吸收436kj的能量。,1mol cl2中含有1molclcl，在25oc 101kpa条件下，断开1molclcl键重新变为cl原子要吸收243kj的能量。,1mol hcl中含有1molhcl，在25 oc 101

3、kpa条件下，形成1molhcl键放出的能量为431kj。,请算一算,发现问题,在反应 ： h2 + cl2 = 2hcl 中,物质的量:,1mol,1mol,2mol,吸收能量,436kj,243kj,2431kj,放出能量,总能量：,679kj,862kj,通过计算,显然,例如：,h h hh ； h436kj/mol,h-h h h ； h436kj/mol,ch4 c 4h ； h1660kj/mol,形成1mol化学键时释放的能量或断开1mol化学键所吸收的能量叫做键能,c 4h ch4 ； h1660kj/mol,放出能量,吸收能量,一、化学键与化学反应中能量变化的关系,结论,当物

4、质发生化学反应时， 断键 吸收能量； 成键 放出能量。,一般地：断开反应物中的化学键时所吸收的能量与形成生成物中的化学键时所放出的能量是不相等的，这样，在化学反应的过程中便产生了能量的变化。,氢气燃烧生成水蒸气时，它的能量是否变化？为什么会发生能量变化？是放热还是吸热？,一个化学反应是吸收能量还是放出能量由什么决定?,例：,e(h2o),e(h2 + 1/2o2),能量守恒,放热,e总生成物,放出能量,吸收能量,反应物的总能量=生成物的总能量+放出能量,生成物的总能量=反应物的总能量+吸收能量,由此可见：化学反应的过程,也可以看成是能量的“释放”或“贮存”的过程。,放热反应,吸热反应,化学能与

5、热能（第二课时）,1.物质发生化学反应的同时还伴随着能量的变化,而这种能量变化又通常表现为热能变化。,2.一个化学反应的的过程，本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。,3.断裂化学键需要吸收能量，形成化学键要放出能量。 化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。,复习,4.判断是放热反应还是吸热反应？,（1）从物质本身的总能量分析： a.反应物的总能量之和e反生成物的总能量之和e生，放出能量，为放热反应； b.反应物的总能量之和e反生成物的总能量之和e生，吸收能量，为吸热反应。,（2）从化学键的角度分析： a.断裂化学键吸收的能量形成化学键放出的能量，为吸热反应； b.断裂化学键

6、吸收的能量形成化学键放出的能量，为放热反应。,吸热反应,放热反应,在化学反应中，体系要遵循能量守恒定律。,二、化学能与热能之间的转化,1、两条基本的自然定律,质量守恒定律,能量守恒定律,合二为一：质能守恒定律 e=mc2,2、如何转化,化学能,热能,电能,光能,化学反应,能量变化,3、实验,实验21,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22： ba(oh)28h2o与nh4cl的反应,整个实验的现象、反应化学方程式和结论？,1.为什么要在晶体混合后立即用玻璃棒快速搅拌混合物？,2.反应放出有刺激性气味的氨气，会造成教室环境的污染，所以要注意氨气的吸收。讨论怎么吸收。

7、,思考,产生无色、有剌激性气味的气体，杯底的水结冰，温度降低许多。,ba(oh)28h2o+2nh4cl = bacl2+ 2nh3+10h2o ；h 0,反应产生nh3，同时吸收大量热量。,1、结冰，玻璃片与小烧杯粘结在一起吸收大量热量。 2、有少许刺激性气味气体产生有nh3生成 3、混合物变成糊状有水生成 4、 小烧杯变凉了反应吸热,结论：该反应是吸热反应,分析：,实验22,实验23,反应后温度升高,中和反应是放热反应。,室温,室温,结论：,反应实质：,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。,h+ + oh h2o,在化学方程式右端标明反应过程中热量变化的

8、化学方程式叫热化学方程式。,热化学方程式的书写方法和意义,（1）书写方法, h 写在方程式的右边，并用“ ；” 隔开。 注明h 的“”与“”，放热反应为“”，吸热反应为“”。,必须标明物质的聚集状态（气态用“g”，液态用 “l”,固态用“s”,溶液用“aq）。物质的状态不同，反应热不同。,h+(aq)oh (aq)h2o(l) ; h =57.3kj/mol,caco3(s) cao(s)co2(g);h =168.87kj/mol,各物质的计量数只表示物质的量，不表示微粒数，可用分数。 h与计量数成正比，同样的反应，计量数不同， h也不同。,2h2(g)o2(g) 2h2o(g); h483

9、.2kj/mol 2h2(g)o2(g) 2h2o(l); h571.6kj/mol,2h2(g)o2(g) 2h2o(g); h483.2kj/mol h2(g)1/2o2(g) h2o(g); h241.6kj/mol,（2）意义：热化学方程式不但可以表示化学反应中物质间的变化关系，还可以表示物质的计量数、聚集状态与反应热（ h ）之间的关系。,常见的吸热、放热反应：,放热 反应,酸碱中和：,hcl+naoh=nacl+h2o,所有的燃烧反应：,c + o2 co2,酸与金属反应：,zn+2hcl=zncl2+h2,吸热 反应,大多数分解反应：,ba(oh)28h2o+2nh4cl=bac

10、l2+2nh3+10h2o,一般不能自发进行,大多数的化合反应：,cao+h2o=ca(oh)2,以h2、co、c为还原剂的还原金属氧化物的氧化还原反应,常见的放热反应和吸热反应,放热反应,物质与氧气的反应 燃料的燃烧 中和反应 金属与酸 活泼金属与水的反应 生石灰和水反应 大部分化合反应,吸热反应,c+co2 c+h2o h2+cuo ba(oh)28h2o+nh4cl fe+h2o（g） 大部分分解反应,三、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】 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，最终产物一样（都是

11、二氧化碳和水），都是放热反应，所放出的能量也相等。只是二者反应条件不同。,启示：,生物化学过程在利用“能源”上更为合理、有效。,化学能与其它能量能否相互转化呢？,四、生物体中的能量转化：,1、通过生物体的作用可以实现各种能量的相互转化；,2、通过生物体的作用实现的各种能量的相互转化和利用更为合理、有效；,五、社会的发展与能源的利用：,1、人对科学知识的掌握越多，对能源的利用（人均耗能）越多；,2、人类利用能源的三个时期：,3、能源的分类：一次能源、二次能源,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,小结,12g石墨与o2反应生成co2放出393.51kj热量