高一化学必修二化学能与热能课件.ppt

1、2021/8/141新课标人教版化学必修新课标人教版化学必修 第二章第一节第二章第一节 化学能与热能化学能与热能湘乡二中湘乡二中 陈劲松陈劲松2021/8/142 能源是人类赖以生存和发能源是人类赖以生存和发展的物质基础，我们每时每刻、展的物质基础，我们每时每刻、分分秒秒都离不开它。迄今为分分秒秒都离不开它。迄今为止，人类所能利用的能源主要止，人类所能利用的能源主要是化学能、电能、以及核能等是化学能、电能、以及核能等等。但是，由于人类大量开发等。但是，由于人类大量开发和浪费资源，造成了资源的不和浪费资源，造成了资源的不合理利用从而引发了不可回避合理利用从而引发了不可回避的能源危机。的能源危机。

2、能源、材料，信息被称为现代社会发展的能源、材料，信息被称为现代社会发展的三大支柱三大支柱2021/8/143第一节第一节 化学能与热能化学能与热能一、化学键与化学反应中能量变化的关系一、化学键与化学反应中能量变化的关系1、化学反应的本质是？、化学反应的本质是？ 2021/8/144以氢气在氯气中燃烧为例，用化学以氢气在氯气中燃烧为例，用化学键的观点分析反应的本质过程。键的观点分析反应的本质过程。2021/8/145H Cl ： Cl H H2 + Cl2 = 2HClHH Cl ClHCl断开断开断开断开点燃点燃 一个化学反应的的过程，本质上一个化学反应的的过程，本质上就是就是旧化学键断裂旧化

3、学键断裂和和新化学键形成新化学键形成的的过程。过程。形成形成2021/8/146H Cl ： Cl H H2 + Cl2 = 2HClHH Cl ClHCl吸收能量吸收能量断开断开断开断开吸收能量吸收能量形成形成放出能量放出能量点燃点燃 化学键的化学键的断裂断裂和和形成形成是化学反应中是化学反应中能能量变化量变化的主要原因。的主要原因。2021/8/147【思考与交流】在化学反应中，随着物质的变化，既有反在化学反应中，随着物质的变化，既有反应物中化学键的断裂，又有生成物中化学应物中化学键的断裂，又有生成物中化学键的形成，化学能也随之而改变。键的形成，化学能也随之而改变。那么，那么，一个化学反应

4、吸收能量还是放出能量是由一个化学反应吸收能量还是放出能量是由什么决定的呢？什么决定的呢？2、一个化学反应吸收能量还是放、一个化学反应吸收能量还是放出能量的决定因素出能量的决定因素2021/8/148 水由高处向水由高处向低处流要释放能低处流要释放能量（势能转换为量（势能转换为动能）动能）分析化学反应分析化学反应： 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化学反应放出化学反应放出能量能量2021/8/149 将水由低处抽将水由低处抽向高处需提供能向高处需提供能量（电能转换为量（电能转换为机械能，再转换机械能，再转换为势能）为势能）分析化学反应分析化学反应： 反应物的总能量反应物

5、的总能量 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E热热=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2021/8/14142molH2和1mol O2生成2mol H2O的能量变化（H与H键能是436KJ/mol，O与O键能是496KJ/mol，H与O键能是463KJ/mol）举例：拆开举例：拆开1mol H2所需能量是所需能量是436KJ，拆，拆1mol O2需要能量是需要能量是496KJ。算一算：算一算：在在101.3kPa101.3kPa，298K298K条件下，断开条件下，断开1molAB1molAB为为A

6、 A、B B时过程的时过程的焓变（即能量的变化），称为焓变（即能量的变化），称为A-BA-B键的键的键能键能。！通常，键能愈大，键愈牢固，由该键构成！通常，键能愈大，键愈牢固，由该键构成的分子也愈稳定的分子也愈稳定, ,该分子本身所具有的能量就愈低。该分子本身所具有的能量就愈低。放出放出484KJ的能量的能量2021/8/1415E热热=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E热热=反应物的总键能反应物的总键能- -生成物的总键能生成物的总键能放热为负，吸热为正放热为负，吸热为正在25、101kPa的条件下，断裂1mol H-H键吸收436kJ 能量，断裂1mol Cl

7、-Cl键吸收243kJ能量，形成1mol H-Cl键放出431kJ能量H2+Cl22HCl的化学反应可用如图表示：请回答下列有关问题：（1）反应物断键吸收的总能量为_（2）生成物成键放出的总能量为_（3）判断H2+Cl22HCl是_（填“吸收”或“放出”）能量（4）反应物的总能量_（填“”或“”）生成物的总能量 2021/8/1416在25、101kPa的条件下，断裂1mol H-H键吸收436kJ 能量，断裂1mol Cl-Cl键吸收243kJ能量，形成1mol H-Cl键放出431kJ能量H2+Cl22HCl的化学反应可用如图表示：请回答下列有关问题：（1）反应物断键吸收的总能量为_（2）

8、生成物成键放出的总能量为_（3）判断H2+Cl22HCl是_（填“吸收”或“放出”）能量（4）反应物的总能量_（填“”或“”）生成物的总能量学法P76、7679KJ 862KJ 放出放出 2021/8/1417已知已知1g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121kJ，且氧气中，且氧气中1mol O=O键完全断裂时吸键完全断裂时吸收热量收热量496kJ，水蒸气中，水蒸气中1mol H-O键形成时键形成时放出热量放出热量463kJ，则氢气中，则氢气中1mol H-H键断裂键断裂时吸收热量为（）时吸收热量为（）A920kJ B557kJ C436kJ D188kJ学法P

9、77、2C2021/8/1418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【课堂小结课堂小结】2021/8/1419二、化学能与热能的相互转化二、化学能与热能的相互转化 质量守恒定律质量守恒定律 能量守恒定律能量守恒定律 化学反应中的能量变化，通常主要表现为化学反应中的能量变化，通常主要表现为热量的变化。热量的变化。 热量的变化

10、：吸热和放热热量的变化：吸热和放热2021/8/1420 怎样设计实验来了解反应中的怎样设计实验来了解反应中的热量变化情况？热量变化情况？ 下面我们一起通过实验来认下面我们一起通过实验来认识和感受一下化学能与热能的相识和感受一下化学能与热能的相互转化！互转化！2021/8/1421实验探究实验探究21 铝片与盐酸的反应铝片与盐酸的反应 在一支试管中加入在一支试管中加入2-3mL2-3mLmol/Lmol/L的的盐酸，再插入用砂纸打磨光的铝条，观盐酸，再插入用砂纸打磨光的铝条，观察现象，并用温度计测量溶液温度的变察现象，并用温度计测量溶液温度的变化。化。2021/8/1422实验实验21现象现象

11、结论结论铝与盐酸反应，放出大量气泡，铝与盐酸反应，放出大量气泡，温度升高温度升高该反应是该反应是放热放热反应反应2021/8/1423实验实验22探究探究 ：Ba(OH)Ba(OH)2 28H8H2 2O O与与NHNH4 4ClCl的反应的反应2021/8/1424实验实验22现象：现象：1、玻璃片（小木板）会与小烧杯粘结在一起、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、有少许刺激性气味气体产生 3、有水生成、有水生成Ba(OH)2 8H2O + 2NH4ClBaCl2 +2NH3 +10H2O结论：该反应是结论：该反应是吸热反应吸热反应2021/8/1425实验探

12、究实验探究盐酸温度盐酸温度NaOH溶液温度溶液温度中和反应后温度中和反应后温度盐酸与氢氧化钠溶液反应，观察反应中溶盐酸与氢氧化钠溶液反应，观察反应中溶液温度的变化。液温度的变化。2021/8/1426实验实验23盐酸温度盐酸温度/NaOH溶液温度溶液温度/ 中和反应后温度中和反应后温度/ 结论：中和反应是放热反应。结论：中和反应是放热反应。实质：实质：H+ + OH H2O反应后温度升高反应后温度升高室温室温室温室温中和热：中和热：强酸与强碱强酸与强碱发生中和反应生成发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量称为中和热时所释放的热量称为中和热2021/8/14272. 2. 下列反应既属于氧

13、化还原反应下列反应既属于氧化还原反应, ,又又属于吸热反应的是属于吸热反应的是 ( )( )A.A.铝片与稀盐酸的反应铝片与稀盐酸的反应B.Ba(OH)B.Ba(OH)2 28H8H2 2O O和和NHNH4 4ClCl的反应的反应C.C.灼热的炭与灼热的炭与COCO2 2的反应的反应D.D.甲烷在氧气中的燃烧反应甲烷在氧气中的燃烧反应C C2021/8/1428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所有燃烧所有燃烧中和反应中和反应溶液里的置换溶液里的置换一般的化合反应一般的化合反应 特殊的分解特殊的分解物质的缓慢氧化物质的缓慢氧化吸热反应吸热反应电离电离强碱与铵盐强

14、碱与铵盐一般的分解一般的分解特殊的化合特殊的化合多数铵盐溶于水多数铵盐溶于水2021/8/1429三、化学能的应用三、化学能的应用 利用热量进行生活、生产和科研。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。利用热能使很多化学反应得以发生。如：2021/8/1430科学视野科学视野生物体中的能量转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（都是二氧化碳和本质相同，最终产物一样（都是二氧化碳和水），都是放热反应，所放出的能量也相等。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。只是二者反应

15、条件不同。【自主学习自主学习】启示：启示：生物化学过程在利用生物化学过程在利用“能源能源”上更为合理、有效。上更为合理、有效。2021/8/14312021/8/14322021/8/1433科学视野科学视野人类利用能源的三个阶段人类利用能源的三个阶段1 1、柴草时期：、柴草时期：以树枝杂草为主要能源以树枝杂草为主要能源2 2、化石能源时期：、化石能源时期：以煤、石油、天然以煤、石油、天然气为主要能源气为主要能源3 3、多能源结构时期：、多能源结构时期：可再生能源、清可再生能源、清洁能源洁能源2021/8/1434补充：反应热1、定义：在化学反应过程中放出或吸收的热量符号：H 单位：KJ/mo

16、lH 0表示吸热反应2、计算方法：反应物的总能量减去生成物的总能量所得的数值3、分类：燃烧热，中和热2021/8/14353、分类：燃烧热，中和热燃烧热 在101KPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量叫做该物质的燃烧热中和热 在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1mol水所释放的热量叫中和热。室温下中和热约为57.3KJ/mol中和反应，燃烧反应均为放热反应2021/8/14361、当物质发生化学反应时，断开反应物中、当物质发生化学反应时，断开反应物中 的化学键要的化学键要 ；而形成生成物中；而形成生成物中 的化学键要的化学键要 。一个化学反应是。一个化学反应是 释放能量

17、还是吸收能量取决于释放能量还是吸收能量取决于 。吸收能量吸收能量放出能量放出能量反应物总能量与生成物总能量的相对大小反应物总能量与生成物总能量的相对大小 课堂练习课堂练习：2021/8/14372、若反应物的总能量、若反应物的总能量生成物的总能量，生成物的总能量， 化学反应化学反应 能量。能量。 若反应物的总能量若反应物的总能量 E生生若若E反反 E生生化学键的断裂和形成化学键的断裂和形成2021/8/1439 4 4. . 下列说法正确的是下列说法正确的是 ( )( ) A. A. 大多数的化合反应是释放能量的反大多数的化合反应是释放能量的反应应 B. B. 大多数分解反应是吸收能量的反应大多数分解反应是吸收能量的反应 C. C. 释放能量的反应都不需要加热释放能量的反应都不需要加热 D. D. 吸收能量的反应都需要加热吸收