h第一节 化学能与热能

1、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一飞冲天：一飞冲天：“神舟神舟”五号发射实况回放五号发射实况回放 生活中哪些事实说明了在化学反应中伴生活中哪些事实说明了在化学反应中伴随着能量的变化？随着能量的变化？【思考与交流思考与交流】一、化学键与化学反应中能量变化关系一、化学键与化学反应中能量变化关系物质发生化学反应的同时还伴随着能量的变化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而这种能量变化又通常表现为热能变化热能变化。Na+Cl电子转移电子转移不稳定不稳定稳定稳定更稳定更稳定复习复习化学反应的本质是什么？化学反应的本质是什

2、么？金属钠金属钠氯气氯气旧键断裂旧键断裂新键形成新键形成NaCl晶体比晶体比Na+、Cl-稳定，稳定，说明了什么？说明了什么？说明说明NaCl晶体具有的能量比晶体具有的能量比Na+、Cl-单独存在时具有的能量低。单独存在时具有的能量低。 讨论讨论表示为：表示为： H=E生生 E反反 也就是说也就是说Na+、Cl-间形成离子键时释放间形成离子键时释放了能量。了能量。1、从物质本身包含能量的角度看：、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物总能量生成物总能量 反应放出能量反应放出能量 E反反 E生生 反应物总能量生成物总能量反应物总能量生成物总能量 反应吸收能量反应吸收能量水能

3、和化学能变化对比示意图水能和化学能变化对比示意图水往低处流要释放能量水往低处流要释放能量（势能转化成动能）（势能转化成动能）反应物的总能量生成物的总能量反应物的总能量生成物的总能量（化学能转化成热能）（化学能转化成热能）放出热量放出热量水能和化学能变化对比示意图水能和化学能变化对比示意图将水抽到高处需要提供能量将水抽到高处需要提供能量（电能转化成机械能、再转化（电能转化成机械能、再转化成势能）成势能）反应物的总能量生成物的总能量反应物的总能量生成物的总能量（热能转化成化学能）（热能转化成化学能）吸收热量吸收热量能能量量E E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E E

4、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规 律律若若E E反反E E生，生，则反应放热，则为放热反应则反应放热，则为放热反应若若E E反反E E生，生，则反应吸热，则为吸热反应则反应吸热，则为吸热反应化学反应过程可以看成是化学反应过程可以看成是“能量能量”的储存和释放过程。的储存和释放过程。 化学反应在发生过程中是吸收热量还是放出热量化学反应在发生过程中是吸收热量还是放出热量取决于反应物总能量和和生成物总能量的相对大小。取决于反应物总能量和和生成物总能量的相对大小。 小结小结 1 1、化学反应中的能量变化，通常表现为、化学反应中的能量变化，通常表现为热量热量的变化的变

5、化2 2、化学上把有热量放出的化学反应叫作、化学上把有热量放出的化学反应叫作放热反应放热反应3 3、化学上把吸收热量的化学反应叫作、化学上把吸收热量的化学反应叫作吸热反应吸热反应4 4、物质能量越高、物质能量越高, ,就越不稳定就越不稳定, ,能量越低能量越低, ,就越稳定就越稳定. . H H HH ； H436kJ/molH-H H H ； H436kJ/mol CH4 C 4H ； H1660kJ/mol 形成（或断裂）形成（或断裂）1mol化学键时释放（或吸收化学键时释放（或吸收)的能量叫做的能量叫做键能键能 C 4H CH4 ； H1660kJ/mol键能越大，化学键越牢固，物质越稳

6、定。键能越大，化学键越牢固，物质越稳定。2、化学键与化学反应中能量变化关系、化学键与化学反应中能量变化关系 化学键的断裂和形成是化学反应中化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因能量变化的主要原因 当当E吸吸 E放放 反应吸收能量反应吸收能量 当当E吸吸 E放放 反应放出能量反应放出能量2、从键能的角度看：、从键能的角度看： 反应物反应物 生成物生成物 化学反应：化学反应： 旧化学键断裂旧化学键断裂 新化学键形成新化学键形成 吸收能量吸收能量E吸吸 放出能量放出能量E放放 任何化学反应都伴随着能量的变化！任何化学反应都伴随着能量的变化！表示为：表示为： H=E吸吸 E放放【归纳小结归纳

7、小结】一个化学反应一个化学反应是是为为放热反应放热反应还是还是吸热反应吸热反应取决于：取决于：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，即取决于反应物的总能量与生成物的即取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。总能量的相对大小。练习练习 mol -键的键能是键的键能是436KJ, mol I I 键的键能是键的键能是151KJ， molH-I 键的健能是键的健能是299KJ。则。则H2（g）+I2（g）=2HI（g）的反应）的反应是（）是（）、吸热反应、放热反应、吸热反应、放热反应、分解反应、化合反应

8、、分解反应、化合反应二、化学能与热能的相互转化二、化学能与热能的相互转化 2、化学反应中的能量变化主要表现为热量的变、化学反应中的能量变化主要表现为热量的变化化吸热或放热吸热或放热1 1、质量守恒定律和能量守恒定律、质量守恒定律和能量守恒定律（两条基本定律）（两条基本定律）实验实验在一支试管中加入在一支试管中加入23mL6mol/L的的盐酸溶液。再插入用盐酸溶液。再插入用砂纸打磨光砂纸打磨光的铝条。的铝条。现现 象象方程式、结论方程式、结论溶液温度升高溶液温度升高2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2 放出热量；化学能转化成热能放出热量；化学能转化成热能该反应是放热反应该反应是放热

9、反应实验实验22探究探究 ：Ba(OH)28H2O与与NH4Cl的反应的反应.整个实验中有哪些创新之处？整个实验中有哪些创新之处？1.整个实验的现象、反应化学方程式和结论？整个实验的现象、反应化学方程式和结论？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 思考与交流思考与交流 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

10、氢氧化钠反应的中和热，你认为在设计实验装置和操作时应该注意应的中和热，你认为在设计实验装置和操作时应该注意哪些问题？应该如何设计并进行实验？哪些问题？应该如何设计并进行实验？设计实验装置和操作时应从两个方面考虑，一是注重设计实验装置和操作时应从两个方面考虑，一是注重“量量”的问题。二是尽量减小实验误差。的问题。二是尽量减小实验误差。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：酸与碱发生中和反应生成中和热：酸与碱发

11、生中和反应生成1molH2O时时 所释放的热量称为所释放的热量称为中和热中和热（每生成（每生成1mol水放出水放出57.3KJ的热量的热量)一是注重一是注重“量量”的问题的问题用稀溶液进行中和反应，减小溶解热的干扰。用稀溶液进行中和反应，减小溶解热的干扰。用强酸和强碱溶液反应，减少电离热效应的干扰；用强酸和强碱溶液反应，减少电离热效应的干扰；每次取等量的酸碱进行反应。每次取等量的酸碱进行反应。做平行实验取平均值做平行实验取平均值二是尽量减小实验误差二是尽量减小实验误差增强保温隔热措施，减少实验中热量的损失增强保温隔热措施，减少实验中热量的损失不断搅拌，使热量分散均匀。不断搅拌，使热量分散均匀。

12、温度计的精确度要高。温度计的精确度要高。中和热的测定中和热的测定 装置装置-碎泡沫塑料碎泡沫塑料-玻璃搅拌器玻璃搅拌器-温度计温度计在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放入的小烧杯杯口与大在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条），大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间开条），大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，以达到保温、两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，以达到保温、隔热、减少实验过程中

13、热量损失的目的，如上图所示。该实验也隔热、减少实验过程中热量损失的目的，如上图所示。该实验也可在保温杯中进行。可在保温杯中进行。 例、例、 如右图所示，把试管放入盛有如右图所示，把试管放入盛有2525时时饱和饱和石灰水石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小的烧杯中，试管中开始放入几小块块镁片，镁片，再用滴管滴入再用滴管滴入5mL5mL盐酸盐酸于试管中于试管中. .试回答下列问题：试回答下列问题：(1)(1)实验中观察到的实验中观察到的现象现象是是 (2)(2)产生上述现象的产生上述现象的原因原因是是 (3)(3)写出有关反应的写出有关反应的离子方程式离子方程式 (4)(4)由实验推知，由实验推知，

14、MgClMgCl2 2溶液和溶液和H H2 2的的总能量总能量 ( (填填“大于大于”、“小于小于”、“等于等于”) )镁片和镁片和盐酸的总能量盐酸的总能量. .(1)(1)镁片上有大量气泡产生；镁片逐渐溶解；烧杯中析出晶体镁片上有大量气泡产生；镁片逐渐溶解；烧杯中析出晶体. .(2)(2)镁与盐酸反应产生氢气，该反应为放热反应，镁与盐酸反应产生氢气，该反应为放热反应，Ca(OH)Ca(OH)2 2在水中的溶解度随在水中的溶解度随温度升高而减小，故析出温度升高而减小，故析出Ca(OH)Ca(OH)2 2晶体晶体. .(3)Mg+2H(3)Mg+2H+ +=Mg=Mg2+2+H+H2 2 (4)

15、 (4)小于小于交流与思考交流与思考 试归纳常见的放热反应和吸热反应。试归纳常见的放热反应和吸热反应。常见的放热反应：常见的放热反应：（1）所有燃烧反应）所有燃烧反应 （2）中和反应）中和反应 （3）大多数化合反应）大多数化合反应 （例外（例外C+CO2=CO)（4）活泼金属跟水或酸反应）活泼金属跟水或酸反应（5）物质的缓慢氧化）物质的缓慢氧化 常见的吸热反应：常见的吸热反应：（1）大多数分解反应）大多数分解反应(特殊爆炸反应为吸热特殊爆炸反应为吸热）（2）晶体间的反应）晶体间的反应 （3）以）以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应。为还原剂的氧化还原反应。讨论讨论放热反应都能放热反应都能自发

16、进行吗？吸热反自发进行吗？吸热反应都需要加热才能反应都需要加热才能反应吗？应吗？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：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人体内发生的氧化还原反应氧化还原反应与体外的燃烧本质与体外的燃烧本质相同，最终产物一样（都是二氧化碳和水），相同，最终产物一样（都是二氧化碳和水），都是都是放热反应放热反应，所放出的能量也相等。只是二，所放出的能量也相等。只是二者反应条件不同。者反应条件不同。【自主学习自主学习】启示：启示：生物化学过程在利用

17、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。能源的利用反映着人类进步，也促进人类的发展。能源的利用反映着人类进步，也促进人类的发展。但是，人类在利用能源造福人类的同时，也造成了环但是，人类在利用能源造福人类的同时，也造成了环境的污染。境的污染。 常见的能源主要有以下十种常见的能源主要有以下十种: :太阳能、化石能源、水能、太阳能、化石能源、水能、 风风能、潮汐能、地热能、生物质能、潮汐能、地热能、生物质能、核能以能、核能以 及氢能。及氢能。 为了保护我们的地球，应该减少化石燃料的使用，为了保护我们的地球，应该减少化石燃料的使用，开发新技术开发新技术, ,使燃料充分燃烧；努力开发无污染、可再使燃料充分燃烧；努力开发无污染、可再生的洁净能源。生的洁净能源。1 1、足够的空气、足够的空气2 2、燃料与空气充分接触、燃料与空气充分接触 交流与思考交流与思考 使燃料充分燃烧需要哪些条件？使燃料充分燃烧需要哪些条件？随堂练习随堂练习 1. 下列说法正确的是下列说法正确的是 ( ) A