化学能与热能（第一课时）

1、第一节化学能与热能第一节化学能与热能化学反应与能量长沙县第三中学长沙县第三中学 傅芸傅芸第第 一一 课课 时时情情 境境 导导 入入课课 标标 点点 击击典典 例例 精精 析析课课 时时 训训 练练知知 识识 导导 学学第一节化学能与热能第一节化学能与热能“十一”长假期间，小明和爸爸妈妈一起到野外旅游。临到中午时，他们一家围在一起准备就餐，只见小明爸爸拿出一个包装盒，轻轻一拉露在外面的绳头，几分钟后打开盒盖，热气腾腾的饭菜便呈现在眼前。周围的人惊叹不已：他们没有生火为什么吃的饭是热的呢？原来，盒底部有夹层，内部设有水袋和氧化钙加热袋，当拉起开关时，水袋中的水和氧化钙接触，反应放出的热量使饭菜变

2、热。 1、 反应过程中反应物结构发生了怎样的变化？反应过程中反应物结构发生了怎样的变化？该反应为什么能够放热？所有反应都能够放热吗？该反应为什么能够放热？所有反应都能够放热吗？2、化学变化的实质是什么？反应过程中为什、化学变化的实质是什么？反应过程中为什么会有能量变化？么会有能量变化？1知道化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因。2知道反应物与生成物总能量的相对高低是反应过程中能量变化的决定因素。3了解化学能与热能的相互转化。4了解能量转化在生产、生活中的应用。化学键与化学反应中能量变化的关系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。2化学反应中能量变

3、化的直接原因(1)物质中的原子之间是通过_结合的。原子或原子团的重新组合旧化学键 新化学键化学键(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)化学键的_和_是物质在化学反应中发生能量变化的主要原因。3化学反应中能量变化的根本原因反应物总能量与生成物总能量_。吸收释放断裂 形成不同4化学反应过程中的能量变化 5化学键与化学反应中能量变化的关系吸收放出6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。煤、石油、天然气(3)多能源结构时期。以_能源和_能源(绿色能源)为

4、主要能源，主要包括_、生物质能、地壳地表能等。太阳能、氢能、核能可再生 清洁应用思考：1.液态HCl不导电，但HCl溶于水能导电，该过程有化学键断裂吗？属于化学变化吗？2.化学反应中都有能量变化吗？为什么？提示：都有，因为在化学反应过程中，破坏旧化学键，需要吸收一定的能量来克服原子(或离子)间的相互作用；形成新化学键时，又要释放一定的能量。因此，在化学反应中，不仅有新物质生成，而且伴随着能量变化。提示：当HCl溶于水时，在水分子的作用下，HCl化学键被破坏，但无新化学键的形成，故不属于化学变化。 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：自然界的物质发生转化时，_不变。(2

5、)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。2吸热反应和放热反应(1)吸热反应：_热量的化学反应。(2)放热反应：_热量的化学反应。总质量总能量吸收放出一、物质总能量与化学反应中能量变化的关系各种物质都储存有化学能，不同的物质所储存的化学能不同。化学反应中，物质发生了变化，化学能也随之而改变，化学反应过程中吸收或放出能量可用下表形象地表示。（续上表）化学反应过程中是吸收能量还是放出能量，取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。当反应物的总能量生成物的总能量时，化学反应放出能量，反之，化学反应吸收能量。二、物质具有的能量与其稳定性之间的关系1物质具有的

6、能量越低越稳定，参加反应时，化学键断裂吸收的能量就越多，而如果是通过新键形成而生成该物质，则放出的能量就越多。2物质具有的能量高，则其不稳定，参加反应时断键所需能量低，该物质性质活泼，而形成该物质时，放出的能量较少。三、放热反应和吸热反应的比较类型类型比较比较放热反应放热反应吸热反应吸热反应定义定义释放热量的化学反应释放热量的化学反应吸收热量的化学反吸收热量的化学反应应形成原因形成原因反应物具有的总能量大反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量于生成物具有的总能量反应物具有的总能反应物具有的总能量小于生成物具有量小于生成物具有的总能量的总能量与化学键与化学键强弱的关强弱的关系系生成物分子成键时

7、释放生成物分子成键时释放出的总能量大于反应物出的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能分子断键时吸收的总能量量生成物分子成键时生成物分子成键时释放的总能量小于释放的总能量小于反应物分子断键时反应物分子断键时吸收的总能量吸收的总能量表示方法表示方法H0（续上表）类型类型比较比较放热反应放热反应吸热反应吸热反应反应过反应过程图示程图示常见反常见反应应(1)大多数化合反应；大多数化合反应；(2所有的燃烧反应；所有的燃烧反应；(3)酸碱中和反应；酸碱中和反应；(4)金属与酸反应；金属与酸反应；(5)铝热反应铝热反应(1)大多数分解反应；大多数分解反应；(2)Ba(OH)28H2O与与NH4Cl反应；反应

8、；(3)C和和CO2、C和和H2O(g)反应反应1下列变化过程中吸热的是()AHH H2BHCl HClCI2 II DSO2 SO2解析：分子断开化学键变成原子，需要吸收能量；原子结合成分子，需要放出能量。A、B放热，C吸热，D是S燃烧生成SO2，放出热量。答案：C2下列说法中正确的是()A凡是物质的化学变化都伴随着能量的变化B凡是物质的化学变化就一定伴随着化学能与热能的转化C凡是放热反应都不需要人为加热D凡是吸热反应都需要人为加热A断裂化学键断裂化学键吸收的能量吸收的能量形成化学键形成化学键放出的能量放出的能量H2Cl2HCl1 mol化学化学键键436 kJ243 kJ431 kJH2C

9、l2=2HCl共吸收共吸收436 kJ243 kJ679 kJ共放出共放出862 kJ679 kJ862 kJ183 kJ，即反应放出，即反应放出183 kJ热量热量 已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出121 kJ 的能量，且氧气中1 mol O=O键完全断裂时需要吸收496 kJ 的能量，水蒸气中1 mol HO键形成时放出463 kJ的能量，则氢气中l mol HH键断裂时吸收的能量为()A920 kJ B557 kJC436 kJ D181 kJ解析：由“1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出121 kJ的能量”可知，2 g H2(含1 mol HH键)完全燃烧生成水蒸气时放出的能量为1

10、21 kJ2242 kJ。由化学方程式H2(g) O2(g) H2O(g)，可设1 mol HH键断裂吸收的能量为Q，则Q 496 kJ2463 kJ242 kJ，解得Q436 kJ。 答案：C=点燃 名师点睛：化学反应中能量的变化值反应物的总键能生成物的总键能。利用这一公式进行计算时，要特别注意：(1)既可以利用所有化学键的键能计算具体反应中的能量变化，又可以根据化学反应中的能量变化计算某一个具体的化学键的键能。(2)计算得到的数值如果为正值，则该反应为吸热反应；如果是负值，则该反应为放热反应。1断开1 mol HH键、1 mol NH键、1 mol NN键分别需要吸收的能量为436 kJ、

11、391 kJ、946 kJ，求：(1)1 mol N2生成NH3需_(填“吸收”或“放出”)能量_kJ。 (2)1 mol H2生成NH3需_(填“吸收”或“放出”)能量_kJ。(不考虑可逆反应)解析：(1)N23H2 2NH3，生成2 mol NH3形成6 mol NH键时要放出6 mol391 kJ/mol2 346 kJ 的能量，拆开1 mol N N键和3 mol HH键时吸收的总能量为946 kJ3 mol436 kJ/mol2 254 kJ，整个过程中的能量变化为放出能量，为2 346 kJ2 254 kJ92 kJ。催化剂高温、高压催化剂高温、高压答案： (1)放出92(2)放出

12、30.67 二、吸热反应和放热反应的判断 下列变化中属于吸热反应的是()液态水汽化将胆矾加热变成白色粉末浓硫酸稀释氯酸钾分解制氧气生石灰跟水反应生成熟石灰ABCD解析：放热反应和吸热反应都是化学反应。放热反应为，吸热反应为；而液态水汽化是吸热过程、浓硫酸稀释是放热过程，二者均为物理变化。答案：D名师点睛：判断反应是吸热反应还是放热反应的方法：(1)根据反应类型判断：化合反应一般为放热反应；需要加热的分解反应一般为吸热反应；中和反应为放热反应。(2)记住一些特殊反应：Ba(OH)28H2O晶体和NH4Cl晶体在一起反应吸热；所有的燃烧反应都是放热反应；活泼金属与水或酸的反应为放热反应。(3)必须

13、是化学反应才称得上是吸热反应或放热反应。下列变化虽然有吸热或放热过程，但都不是吸热反应或放热反应：物质溶解产生的热量变化。例如，NaOH溶解放热、NH4NO3溶解吸热等。稀释溶液引起的热量变化。例如，浓硫酸用水稀释时放热。物质的三态(气态、液态、固态)变化引起的热量变化。2(双选题)下列反应中属于吸热反应的是()ABa(OH)28H2O晶体和NH4Cl晶体混合搅拌B盐酸和氢氧化钠溶液混合C锌放入稀硫酸中D木炭和水蒸气高温下反应解析：酸碱中和反应、金属与酸的反应都是放热反应，Ba(OH)28H2O晶体与NH4Cl晶体的反应、木炭与水蒸气的反应都是吸热反应。答案：AD1下列说法正确的是()A化学反

14、应中的能量变化都表现为热量的变化B需要加热才能发生的反应一定是吸热反应C放热反应在常温下一定很容易发生D反应是吸热还是放热必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小解析：化学反应中的能量变化除了以热能的形式表现外，还有电能等，故A选项错误。判断某化学反应为吸热反应还是放热反应不应根据是否加热，如Fe与硫粉在常温下不能反应，必须加热后方可反应，但该反应是放热的，B、C选项错误。答案：D2.铝片与盐酸的反应属于（ ）A.吸热反应B.放热反应C.既是吸热反应，又是放热反应D.都不是B3人类对于能源的利用大致可以分为三个阶段：柴草时期、化石能源时期、多能源结构时期。以下说法正确的是()A原始社会人类学会利用火，他们用天然气取暖，吃熟食，从事生产活动B目前我国广大农村生活做饭使用的都是化石燃料C多能源结构时期指的是新能源时代，广泛使用的能源包括核能、太阳能、氢能D化石燃料的燃烧没有污染解析：原始人是钻木取火，主要燃料是木柴等，直到现在，我国广大农村依然主要靠植物的秸秆、木柴等做饭，A、B两项错误；化石燃料燃烧会产生SO2及大量的CO2，使目前的酸雨、温室效应等环境问题越来越严重。答案：C4已知断开1 mol H