第一节_化学能与热能

1、普通高中课程标准实验教科书化学普通高中课程标准实验教科书化学2 2必修必修第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量第一节第一节 化学能与热能化学能与热能 能源与材料、信息能源与材料、信息一起被称为现代社一起被称为现代社会发展的三大支柱。人类文明始于用火会发展的三大支柱。人类文明始于用火-热能的使用，现代社会的一切活动都离热能的使用，现代社会的一切活动都离不开能源，在影响全球经济和生活的各种不开能源，在影响全球经济和生活的各种因素中，能源居于首位。因素中，能源居于首位。 【回忆回忆】H2在在Cl2中燃烧中燃烧的反应现象的反应现象.【思考思考】为什么化学为什么化学反应会存在能量的变化？反应会存在

2、能量的变化？H2 + Cl2 2HCl点燃点燃有白雾生成有白雾生成 化学反应不仅化学反应不仅物质发生变化物质发生变化 ，能量也发生变化，能量也发生变化。 产生苍白色火焰，放出热量产生苍白色火焰，放出热量 一一.化学反应中能量变化化学反应中能量变化断开断开化学键化学键 吸收吸收的能量的能量 形成形成化学键化学键 放出放出的能量的能量 1mol H-H436kJ1mol H-H kJ1mol Cl-Cl243kJ 1mol Cl-Cl kJ1mol C-H 415kJ 1mol C-H kJ化学反应的本质是化学反应的本质是断键断键要要吸收吸收能量；能量； 成键成键要要放出放出能量。能量。思考：断开

3、思考：断开1molCH4所有的所有的C-H需要吸收需要吸收 kJ能量能量16601.从化学键分析：从化学键分析：415436243旧键的断裂和新键的生成旧键的断裂和新键的生成1.从化学键分析：从化学键分析：断键断键要要吸收吸收能量；能量；成键成键要要放出放出能量。能量。化学键的断裂和形成化学键的断裂和形成是化学反应中能量变是化学反应中能量变化的主要原因化的主要原因。旧键旧键断裂断裂 新键新键形成形成吸收能量吸收能量放出能量放出能量 思考：一个化学反应思考：一个化学反应是放热是放热还是还是吸热，吸热，取决于什么呢？取决于什么呢？取决于所有取决于所有断键吸收的总能量断键吸收的总能量与所有与所有形成

4、新键放出的总能量形成新键放出的总能量的相对大小的相对大小(反应物和生成物能量的相对大小）反应物和生成物能量的相对大小）反应物的总能量高反应物的总能量高生成物的总能量低生成物的总能量低放出能量放出能量生成物的总能量高生成物的总能量高反应物的总能量低反应物的总能量低化学反应化学反应化学反应化学反应吸收能量吸收能量放热放热吸热吸热 从整体考虑的角度出发从整体考虑的角度出发能能量量反应过程反应过程反应过程反应过程反应物反应物生成物生成物能能量量放 热放 热反应反应吸 热吸 热反应反应反应物反应物生成物生成物规律规律反应物的能量之和反应物的能量之和 E反反生成物的能量之和生成物的能量之和 E生生（1）若

5、）若E反反 E生生，（2）若）若E反反 E生生，放出能量放出能量吸收能量吸收能量放热反应放热反应吸热反应吸热反应一个化学反应吸收一个化学反应吸收能量还是放出能量能量还是放出能量决定于反应物的总能量决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相与生成物的总能量的相对大小。对大小。反应物反应物的能量的能量生成物生成物的能量的能量能量的释放能量的释放反应物反应物的能量的能量生成物生成物的能量的能量能量的吸收能量的吸收反应物的总能量反应物的总能量= =生成物的总能量生成物的总能量+ +放出的热量放出的热量生成物的总能量生成物的总能量= =反应物的总能量反应物的总能量+ +吸收的热量吸收的热量【课堂小结课堂小

6、结】二、化学能与热能的相互转化1、两条基本的自然定律（1）质量守恒定律：物质之间可以发生转化，但总质量保持不变。（2）能量守恒定律：一种能量可以转化为另一种能量，总能量保持不变。化学能也遵守能量守恒定律，在化学反应化学能也遵守能量守恒定律，在化学反应过程中能量过程中能量 的变化主要表现为热量的变化的变化主要表现为热量的变化（吸热、放热）（吸热、放热）能量和稳定关系能量和稳定关系 能量高能量高不稳定不稳定 能量能量 稳定性稳定性 能量低能量低稳定稳定所有的物质都在逐渐由不稳定变为稳定。所有的物质都在逐渐由不稳定变为稳定。物质越稳定，能量越低。物质越稳定，能量越低。能量越低，物质越稳定。能量越低，

7、物质越稳定。练习：练习：1、在化学反应中，断裂化学键需要、在化学反应中，断裂化学键需要_，形成，形成化学键要化学键要_。化学反应是吸热反应还是放。化学反应是吸热反应还是放热反应决定于热反应决定于_ 吸收能量吸收能量放出能量放出能量反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小2、两位同学讨论放热和吸热反应。甲说加热后才能、两位同学讨论放热和吸热反应。甲说加热后才能发生的化学反应是吸热反应，乙说反应中要持续加热发生的化学反应是吸热反应，乙说反应中要持续加热才能进行的反应是吸热反应。你认为他们的说法正确才能进行的反应是吸热反应。你认为他们的说法正确吗？为什么？吗？

8、为什么？教材教材 P37 7: 金刚石和石墨是碳元素的两种结构不同的金刚石和石墨是碳元素的两种结构不同的单质单质(同素异形体同素异形体)。在。在101kPa下，下，1mol石墨转化为金刚石墨转化为金刚石要，吸收石要，吸收1.895kJ的热能。据此，试判断在的热能。据此，试判断在100kPa压压强下，下列结论正确的是强下，下列结论正确的是 ( ) A石墨比金刚石稳定石墨比金刚石稳定 B金刚石比石墨稳定金刚石比石墨稳定 Cmol石墨比石墨比1mol金刚石的总能量高金刚石的总能量高Dmol石墨比石墨比1mol金刚石的总能量低金刚石的总能量低【练习练习】 练习练习判断题判断题1、需要加热才能进行的反应

9、一定是吸热反、需要加热才能进行的反应一定是吸热反应应2、铝与盐酸反应是放热反应，则铝的能量、铝与盐酸反应是放热反应，则铝的能量一定高于氢气的能量。一定高于氢气的能量。3、化学反应有吸热和放热的现象，所以，、化学反应有吸热和放热的现象，所以，所有有吸热和放热的变化都是化学变化。所有有吸热和放热的变化都是化学变化。思考思考常见的放热反应和吸热反应有常见的放热反应和吸热反应有哪些？哪些？实验探究实验探究观看实验观看实验三三.化学能与热能的相互转化化学能与热能的相互转化 【实验实验2-1】 实验步骤实验步骤眼睛看到的现象眼睛看到的现象用手触摸的感觉用手触摸的感觉用温度计测量的用温度计测量的数据数据在一

10、支试管中在一支试管中加入加入23mL 23mL 6mol/L6mol/L盐酸，盐酸，插入打磨过的插入打磨过的铝条。铝条。观察到铝表面观察到铝表面有有试管外壁试管外壁 温度计的液柱温度计的液柱 实验结论实验结论有有 生成生成 该反应为该反应为 热反应热反应 无色无味气无色无味气泡放出泡放出发热发热上升上升氢气氢气放放 【思考与讨论思考与讨论】 涉及的化学方程式？涉及的化学方程式？ 根据反应现象判断反应物与生成物总能量的高低？根据反应现象判断反应物与生成物总能量的高低？ 反应过程能量是如何转化？反应过程能量是如何转化？【实验实验2-1】 2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2反应物反应

11、物生成物生成物放出能量放出能量总能量总能量总能量总能量反应物的总能量反应物的总能量 生成物的总能量生成物的总能量 大于大于 能转化为能转化为 能能化学化学热热【实验实验2-2】 实验步骤实验步骤实验现象实验现象实验结论实验结论将将20g Ba(OH)28H2O晶体与晶体与10 g NH4Cl晶晶体一起加入小烧杯中，体一起加入小烧杯中，并将烧杯放在滴有几并将烧杯放在滴有几滴水的小木片上，用滴水的小木片上，用玻璃棒快速搅拌，闻玻璃棒快速搅拌，闻气味，观察混合物。气味，观察混合物。 可以闻到可以闻到 气味，混合物气味，混合物呈呈 状状 有有 、 生成生成用手触摸烧杯下壁用手触摸烧杯下壁感觉烧杯感觉烧

12、杯用手拿起烧杯用手拿起烧杯 刺激性刺激性氨气氨气 水水变冷变冷该反应为该反应为 热反应热反应烧杯下面的小木片烧杯下面的小木片 了烧杯底部了烧杯底部反应反应 热量使体热量使体系温度系温度 ，使水，使水 糊糊粘到粘到结成冰结成冰 吸收吸收降低降低吸吸涉及的化学方程式？涉及的化学方程式？ 根据反应现象判断反应物与生成物总能量的高低？根据反应现象判断反应物与生成物总能量的高低？ 反应过程能量是如何转化？反应过程能量是如何转化？Ba(OH)28H2O + 2NH4Cl = BaCl2 + 2NH3+ 10H2O 【思考与讨论思考与讨论】 【实验实验2-2】 反应物反应物Ba(OH)28H2O + 2NH

13、4Cl 生成物生成物BaCl2 + 2NH3+ 10H2O 吸收能量吸收能量总能量总能量总能量总能量反应物的总能量反应物的总能量 生成物的总能量生成物的总能量 小于小于化学化学热热 能转化为能转化为 能能【实验实验2-3】 实验步骤实验步骤实验现象实验现象实验结论实验结论在在50ml烧杯中加烧杯中加入入20ml 2mol/LNaOH溶液，溶液，测其温度，并缓慢测其温度，并缓慢地倾入烧杯中，用地倾入烧杯中，用玻璃棒搅拌，观察玻璃棒搅拌，观察温度计的温度变化温度计的温度变化 放热反应放热反应温度计的温度在逐渐上升酸和碱发生中和反应生成酸和碱发生中和反应生成1molH2O时所时所释放出来的热量称为中

14、和热。释放出来的热量称为中和热。 中和热：中和热： （1）定义：稀强酸）定义：稀强酸与与稀强碱稀强碱发生中和反应生发生中和反应生成成1molH2O时所时所释放释放的热量。的热量。 （2）中和热中和热测定：测定：如果要通过实验来测定盐酸与氢氧化钠反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作时应该注意哪些问题？你准备如何设计并进行实验你准备如何设计并进行实验？讨论、交流：讨论、交流： 中和热的概念中和热的概念: 酸与碱发生中和反应生成酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量称为时所释放的热量称为中和热

15、中和热。思考与交流：思考与交流：注：（1）中和反应都放出热量 （2）稀溶液中，强酸与强碱的中和 热为定值：57.3KJ/mol 问题交流问题交流【学与问学与问】 这里所列举的两类反应说明了化学反应与热能这里所列举的两类反应说明了化学反应与热能 之间的辩证关系以及它们之间的相互转化：之间的辩证关系以及它们之间的相互转化： 化学反应化学反应热能热能煤、石油、天然气的燃烧（产生）煤、石油、天然气的燃烧（产生）CaCOCaCO3 3经过高温煅烧分解成经过高温煅烧分解成CaOCaO（动力）（动力）热能对化学反应的支持作用，热能对化学反应的支持作用，利用热能来完成常温下很难发利用热能来完成常温下很难发生的化学反应。生的化学反应。获取能量获取能量常见的放热反应和吸热反应常见的放热反应和吸热反应 放热反应放热反应 1、燃烧反应、燃烧反应 2、中和反应、中和反应 3、金属与酸的反应、金属与酸的反应 4、大多数化合反应、大多数化合反应 CaO+H2O=Ca(OH)2 5、缓慢氧化反应、缓慢氧化反应 吸热反应吸热反应