221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思考思考1： 一起被称为现代一起被称为现代 社会发展的三大支柱，其中居于首社会发展的三大支柱，其中居于首 要地位的是要地位的是 。思考思考2：解决能源枯竭危机的两个主要方向是：解决能源枯竭危机的两个主要方向是 。能源、材料与信息能源、材料与信息能源能源提高能源的利用率提高能源的利用率和和开辟新能源开辟新能源化学变化中除化学变化中除 外，常伴随着外，常伴随着 等现等现象发生。象发生。利用化学反应：利用化学反应：一是一是制取新物质制取新物质；二是二是利用反应中的能量利用反应中的能量。化学变化的特征化学变化的特征有新物质生成有新物质生成放热放热、发光发光、变

2、色、放出气体、生成沉淀变色、放出气体、生成沉淀1、化学键与能量变化的关系：、化学键与能量变化的关系：化学反应的实质化学反应的实质旧化学键的断裂，旧化学键的断裂， 新化学键的形成。新化学键的形成。物质中原子间是通过物质中原子间是通过化学键化学键相结合的。相结合的。吸收能量吸收能量放出能量放出能量能量越低，越稳定！能量越低，越稳定！ 旧键的断裂要吸收能量旧键的断裂要吸收能量HClHClHHHHClClClCl+436 kJ/mol243kJ/mol431 kJ/mol观察下列示意图：观察下列示意图：请计算反应请计算反应: H2 + Cl2 = 2HCl 是放热还是吸热？是放热还是吸热？新键的形成要

3、释放能量新键的形成要释放能量H2 + Cl2 = 2HCl. .微观微观：化学反应化学反应中能量变化的主要原因是中能量变化的主要原因是 化学键的断裂和形成化学键的断裂和形成断键吸收的断键吸收的总能量总能量 成键释放的成键释放的总能量总能量， 反应反应 。能能量量反应进程反应进程断键吸收能量断键吸收能量成成键键释释放放能能量量HClClH-H-ClH-Cl释放释放 能量能量HClClH放热放热断键吸收的断键吸收的总总能量能量 成键放出的成键放出的总总能量，能量， 反应反应 。能能量量反应进程反应进程成成键键释释放放能能量量CaCO3吸收吸收能量能量断键吸收能量断键吸收能量CaOCO2吸热吸热2.

4、2.宏观宏观：化学反应中能量变化的原因化学反应中能量变化的原因 高山流水高山流水讨论讨论：水往低处流的过程中，能量发生了什么变化？：水往低处流的过程中，能量发生了什么变化？反应物和生成物的总能量相对大小反应物和生成物的总能量相对大小反应物总能量高反应物总能量高生成物总能量低生成物总能量低能能量量反应进程反应进程释释放放能能量量反应物反应物总总能量能量 生成物生成物总总能量，反应能量，反应 。2.2.宏观宏观：化学反应中能量变化的原因化学反应中能量变化的原因 反应物和生成物的总能量相对大小反应物和生成物的总能量相对大小高山流水高山流水放热放热 化学反应中，由总能量高的反应物生成总能量低的生化学反

5、应中，由总能量高的反应物生成总能量低的生成物时，能量发生了什么变化？成物时，能量发生了什么变化？抽水机抽水机能能量量反应进程反应进程反应物总能量低反应物总能量低生成物总能量高生成物总能量高吸吸收收能能量量反应物反应物总总能量能量 生成物生成物总总能量，反应能量，反应 。吸吸热热反应反应物总物总能量能量生成生成物总物总能量能量放出放出能量能量反应反应物总物总能量能量生成生成物总物总能量能量吸收吸收能量能量化学反应中能量的变化化学反应中能量的变化-总能量守恒总能量守恒( (能量守恒定律能量守恒定律) )化学能化学能 其他形式的能量其他形式的能量其他形式的能量其他形式的能量 化学能化学能 放出能量放

6、出能量吸收能量吸收能量现象现象结论结论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 1：盐酸与铝条的反应盐酸与铝条的反应 实验实验 2：Ba(OH)2 8H2O与与NH4Cl的反应的反应 现象现象结论结论反应放热反应放热。有气泡放出，温度升高有气泡放出，温度升高。有刺激性气味，烧杯底有刺激性气味，烧杯底部很冷，烧杯下面的玻部很冷，烧杯下面的玻璃片被冻在一起璃片被冻在一起。反应吸热。反应吸热。实验实验 3 ：酸与碱的中和反应酸与碱的中和反应反应物及反应物及其用量其用量酸酸 HCl 20mL 1mol/L碱碱 NaOH 20mL1mol/L 混合前温度混合前温度 室温室温 混合后温度混合后

7、温度 结结 论论 归纳与概括归纳与概括HCl与与NaOH发生中和反应时发生中和反应时放热放热中和反应中和反应放热放热。思考思考:强酸与强碱反应的实质是强酸与强碱反应的实质是 ， 中和反应是吸热反应还是放热反应？中和反应是吸热反应还是放热反应？H+ + OH- = H2O中和热：中和热： 稀的强酸稀的强酸与与稀的强碱稀的强碱发生中和反应生成发生中和反应生成1molH2O(l)时所释放的热量。时所释放的热量。45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吸热反应吸热反应Ba(OH)28H2O + NH4Cl物质与物质与O2的反应的反应( (燃烧、缓慢氧化燃烧、缓慢氧化) )中和反应中和反应金属金属+ +水水/ /酸酸大多数化合反应大多数化合反应C+H2O =大多数分解反应大多数分解反应C+CO2 =H2+CuO=以以C、CO、H2做还原剂做还原剂 的反应的反应(特殊：特殊：C+CO2=2CO)高温高温放出热量的放出热量的化学反应化学反应。 吸收热量的吸收热量的化学反应化学反应。需持续高温的反应需持续高温的反应科学视野科学视野1、生物体中的能量变化、生物体中的能量变化柴草时期柴草时期化石能源时期化石能源时期多能源结构时期多能源结构时期2