化学能与热能(上课用)

精品资料能源(néngyuán)与人类能源是人类赖以生存和发展的物质基础，我们每时每刻、分分秒秒都离不开它。迄今为止，人类所能利用的能源主要是化学能、电能、以及核能等等。但是，由于人类大量开发和浪费资源，造成(zàochénɡ)了资源的不合理利用从而引发了不可回避的能源危机。精品资料我国化石燃料和水电(shuǐdiàn)能源消耗构成图16.6%2.1%5.1%76.2%精品资料一飞冲天：“神舟”五号发射(fāshè)实况回放

精品资料生活(shēnghuó)中哪些事实说明了在化学反应中伴随着能量的变化？【思考(sīkǎo)与交流】精品资料精品资料精品资料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(tōngcháng)表现为热能变化。精品资料第一节化学能与热能(rènéng)一、化学键与化学反应(huàxuéfǎnyìng)中能量变化的关系1、化学反应的本质是？

精品资料以氢气在氯气中燃烧为例，用化学键的观点分析反应(fǎnyìng)的本质过程。精品资料H····Cl··

：＋→Cl····

H····H2+Cl2=2HClH—HCl—ClH—Cl断开(duànkāi)断开(duànkāi)点燃

一个化学反应的的过程，本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。形成精品资料H····Cl··

：＋→Cl····

H····H2+Cl2=2HClH—HCl—ClH—Cl吸收(xīshōu)能量断开(duànkāi)断开吸收能量形成放出能量点燃精品资料化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化(biànhuà)的主要原因。思考(sīkǎo)与总结1、化学反应中能量变化的主要原因是什么？2、化学反应中能量变化与化学键的关系是什么呢？化学反应中是吸收能量还是放出能量要看断键时吸收的能量多还是成键时放出能量得多。精品资料2、化学反应(huàxuéfǎnyìng)中能量变化的原因（1）从化学反应的本质(běnzhì)角度考虑(微观）断键吸收的总能量<成键放出的总能量在化学反应中:断键吸收的总能量>成键放出的总能量化学反应放出能量化学反应吸收能量精品资料水由高处向低处流要释放能量(néngliàng)（势能转换为动能）分析(fēnxī)化学反应：反应物的总能量>生成物的总能量化学反应放出能量精品资料将水由低处抽向高处需提供能量(néngliàng)（电能转换为机械能，再转换为势能）分析(fēnxī)化学反应：

反应物的总能量<生成物的总能量化学反应吸收能量精品资料反应物的总能量(néngliàng)高生成物的总能量(néngliàng)低生成物的总能量高反应物的总能量低放热反应吸热反应反应物的总能量=生成物的总能量+放出的热量生成物的总能量=反应物的总能量+吸收的热量

化学反应的过程,可以看成是能量的“贮存”或“释放”的过程精品资料小结(xiǎojié)断键吸收(xīshōu)总能量<成键放出总能量断键吸收总能量>

成键放出总能量反应物的总能量>生成物的总能量反应物的总能量<生成物的总能量反应放出能量反应吸收能量化学反应中能量变化原因（1）宏观：化学反应中，化学反应中能量变化主要取决于反应物的总能量和生成物的总能量的相对大小。（2）微观：化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。精品资料【归纳(guīnà)小结】一个(yīɡè)化学反应是为放热反应还是吸热反应取决于：取决于所有断键吸收的总能量与所有形成新键放出的总能量的相对大小，即取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。精品资料反应物的能量(néngliàng)之和E反生成物的能量(néngliàng)之和E生（1）若E反>E生，（2）若E反<E生，放出能量吸收能量放热反应吸热反应E反=

E生+E热精品资料2molH2和1molO2生成2molH2O的能量(néngliàng)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1molH2所需能量(néngliàng)是436KJ，拆1molO2需要能量(néngliàng)是496KJ。算一算：在101.3kPa，298K条件下，断开1molAB键所需的能量，称为A-B键的键能。通常，键能愈大，键愈牢固，由该键构成的分子也愈稳定,该分子本身所具有的能量就愈低。放出484KJ的能量精品资料1、当物质发生化学反应时，断开反应物中的化学键要；而形成生成物中的化学键要。一个化学反应是释放(shìfàng)能量还是吸收能量取决于

。吸收(xīshōu)能量放出能量反应物总能量与生成物总能量的相对大小课堂练习：精品资料2、若反应物的总能量(néngliàng)>生成物的总能量(néngliàng)，化学反应能量(néngliàng)。若反应物的总能量(néngliàng)<生成物的总能量(néngliàng)，化学反应能量(néngliàng)。放出(fànɡchū)吸收精品资料3已知反应A＋B＝C＋D为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是（）

A.A的能量(néngliàng)一定高于CB.B的能量(néngliàng)一定高于DC.A和B的总能量(néngliàng)一定高于C和D的总能量(néngliàng)D.该反应为放热反应，故不必加热就一定能发生C精品资料4、在反应H2+Cl2＝2HCl中，已知H－H键能为436kJ，Cl－Cl键能为247kJ，H－Cl键能为431kJ，判断该反应是（）A.吸热反应B.放热反应C.吸收(xīshōu)179kJ热量D.放出179kJ热量BD精品资料5、甲烷燃烧要放出热量(rèliàng)，水的分解要吸收能量，试从化学键变化的角度分析其原因？解析(jiěxī)：形成4molH－O键和2molC＝O键释放的能量比断裂4molC－H键和2molO＝O键所吸收的能量高，因此放出热量。断裂4molH－O键所吸收的能量比形成2molH－H键和1molO＝O键放出的能量高，因此要吸收能量。精品资料6、氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰，在反应中，破坏1molH－H键消耗的能量为Q1kJ，破坏1molO=O键消耗的能量为Q2kJ，形成1molH－O键释放(shìfàng)的能量为Q3kJ。下列关系式中正确的是（）A.2Q1+Q2>4Q3B.2Q1+Q2<4Q3C.Q1+Q2<Q3D.Q1+Q2=Q3B精品资料7、下列关于能量转换的认识中不正确的是（）A.电解水生成氢气和氧气时，电能转化为化学能B.绿色植物进行光合作用时，太阳能转化为热能C.煤燃烧(ránshāo)时，化学能主要转化为热能D.白炽灯工作时，电能全部转化为光能BD精品资料8、下列说法中正确的是（）A.物质发生(fāshēng)化学反应都伴随着能量变化B.所有物质的内部都“储存”有能量，而且这些能量都是相等的C.在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量总是高于生成物的总能量D.化学反应的过程实质是断开旧化学键形成新化学键的过程AD精品资料9、在相同条件下，下列物质(wùzhì)分别与H2反应，当消耗等物质(wùzhì)的量的H2时，放出热量最多的是（）A.Cl2B.Br2C.I2D.SA精品资料新课标人教版化学(huàxué)必修Ⅱ第二章第一节化学能与热能(rènéng)

(第2课时）精品资料复习(fùxí)：1、不同的物质不仅组成______、结构______，所包含(bāohán)的化学能也_______。2、一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量，决定于________________________________________________时，有部分能量释放出来；__________时，反应物要吸收能量，才能转化为生成物。3、是化学反应中能量变化的主要原因。不同不同不同反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。若E反>E生若E反<E生化学键的断裂和形成精品资料二、化学能与热能(rènéng)的相互转化质量守恒定律能量守恒定律化学反应中的能量变化，通常(tōngcháng)主要表现为热量的变化。热量的变化：吸热和放热精品资料怎样设计实验(shíyàn)来了解反应中的热量变化情况？下面我们一起通过实验(shíyàn)来认识和感受一下化学能与热能的相互转化！精品资料[实验探究(tànjiū)2—1]铝片与盐酸的反应在一支试管中加入2-3mL６mol/L的盐酸，再插入用砂纸打磨光的铝条，观察现象(xiànxiàng)，并用温度计测量溶液温度的变化．精品资料实验(shíyàn)2－1现象结论铝与盐酸(yánsuān)反应，放出大量气泡，温度升高该反应是放热反应精品资料[实验2—2探究(tànjiū)]：Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应２.整个(zhěnggè)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？精品资料实验(shíyàn)2－2现象：1、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(qìtǐ)产生3、有水生成Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl＝BaCl2+2NH3+10H2O结论：该反应是吸热反应精品资料实验(shíyàn)探究２－３盐酸温度NaOH溶液温度中和反应后温度盐酸与氢氧化钠溶液反应(fǎnyìng)，观察反应(fǎnyìng)中溶液温度的变化。精品资料实验(shíyàn)2－3盐酸温度/℃NaOH溶液温度/℃中和反应后温度/℃结论：中和反应(fǎnyìng)是放热反应(fǎnyìng)。实质：H++OH－＝H2O反应后温度升高室温室温中和热：酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量称为中和热精品资料【思考(sīkǎo)与交流】酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量称为中和热。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作时应该注意哪些问题？你准备(zhǔnbèi)如何设计并进行实验？请与同学讨论、交流。精品资料中和热的测定(cèdìng)装置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(tōngguò)，以达到保温、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。精品资料在设计实验装置和操作时应从两个方面考虑，一是注重“量”的问题，如①反应物的浓度和体积取定值；②测量反应前后的温度值；③做平行实验取平均值。二是尽量减小实验误差，如①用经过标定的盐酸和氢氧化钠溶液；②量液器最好使用移液管；③搅拌使反应充分进行；④及时散热，使混合液温度均衡；⑤温度计的精确度高，最好使用精度为0.1℃或更高的温度计；⑥盐酸跟氢氧化钠溶液混合后液面上方的空间尽可能小；⑦使用绝缘装置，避免热量散发(sànfā)到反应体系之外；⑧温度计要读准确。思考(sīkǎo)与交流精品资料随堂练习(liànxí)1.下列说法正确的是()A.大多数的化合反应(huàhéfǎnyīnɡ)是释放能量的反应B.大多数分解反应是吸收能量的反应C.释放能量的反应都不需要加热D.吸收能量的反应都需要加热AB精品资料2.下列(xiàliè)反应既属于氧化还原反应,又属于吸热反应的是()A.铝片与稀盐酸的反应B.Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应C.灼热的炭与CO2的反应D.甲烷(jiǎwán)在氧气中的燃烧反应C精品资料3、如右图所示，把试管放入盛有25℃时饱和石灰水的烧杯中，试管中开始(kāishǐ)放入几小块镁片，再用滴管滴入5mL盐酸于试管中.试回答下列问题：(1)实验中观察到的现象是(2)产生上述现象的原因是(3)写出有关反应的离子方程式(4)由实验推知，MgCl2溶液和H2的总能量(填“大于”、“小于”、“等于”)镁片和盐酸的总能量.(1)①镁片上有大量气泡产生；②镁片逐渐溶解；③烧杯中析出晶体.(2)镁与盐酸(yánsuān)反应产生氢气，该反应为放热反应，Ca(OH)2在水中的溶解度随温度升高而减小，故析出Ca(OH)2晶体.(3)Mg+2H+=Mg2++H2(4)小于精品资料常见(chánɡjiàn)的放热反应和吸热反应放热反应(fànɡrèfǎnyìng)所有燃烧中和反应溶液里的置换一般的化合反应特殊的分解吸热反应电离强碱与铵盐一般的分解特殊的化合精品资料新课标人教版化学(huàxué)必修Ⅱ第二章第一节化学能与热能(rènéng)

(第3课时）精品资料三、化学能的应用(yìngyòng)利用热量进行生活、生产和科研。利用热能使很多化学反应(huàxuéfǎnyìng)得以发生。如：精品资料科学(kēxué)视野生物体中的能量转化人体内发生的氧化还原反应(fǎnyìng)与体外的燃烧本质相同，最终产物一样（都是二氧化碳和水），都是放热反应(fǎnyìng)，所放出的能量也相等。只是二者反应(fǎnyìng)条件不同。【自主学习】启示：生物化学过程在利用“能源”上更为合理、有效。精品资料精品资料精品资料科学(kēxué)视野人类(rénlèi)利用能源的三个阶段1、柴草时期：以树枝杂草为主要能源2、化石能源时期：以煤、石油、天然气为主要能源3、多能源结构时期：可再生能源、清洁能源精品资料练习：指出下列(xiàliè)说法的正误Ａ、生物体内进行的缓慢(huǎnmàn)氧化反应是放热反应。Ｂ、化学键断裂吸收的能量越多，化学键越牢固。Ｃ、植物光合作用吸收太阳能，与化学能无关。Ｄ、柴草的燃烧与化学能无关。Ｅ、人类的文明程度与人均耗能无关。对对不对不对不对精品资料1、物质发生化学反应的同时还伴随着能量(néngliàng)的变化,而这种能量(néngliàng)变化又通常表现为热能变化。2、化学键的断裂和形成是化学反应中能量(néngliàng)变化的主要原因。3、化学反应中能量转化遵循能量守衡原则。【本节小结】精品资料【归纳(guīnà)小结】一个化学反应(huàxuéfǎnyìng)是为放热反应还是吸热反应取决于：取决于所有断键吸收的总能量与所有形成新键放出的总能量的相对大小，即取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。精品资料常见(chánɡjiàn)的放热反应和吸热反应放热反应(fànɡrèfǎnyìng)所有燃烧中和反应溶液里的置换一般的化合反应特殊的分解吸热反应电离强碱与铵盐一般的分解特殊的化合精品资料一、反应热1、定义(dìngyì)：在化学反应过程(guòchéng)中放出或吸收的热量符号：△H单位：KJ/mol△H<0表示放热反应△H

>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：①燃烧热，②中和热精品资料3、分类(fēnlèi)：①燃烧热，②中和热①燃烧热在101KPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定(wěndìng)的化合物时所放出的热量叫做该物质的燃烧热②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精品资料有关反应热的计算【例1】25℃、101kPa时，使1.0g钠与足量的氯气(lǜqì)反应，生成氯钠晶体并放出17.87kJ的热量，求生成1mol氯化钠的反应热。【解】Na(g)+½Cl2(g)==NaCl(s)17.87kJ/1g×23g/mol=411kJ/mol答：生成1molNaCl时放出(fànɡchū)热量411kJ。精品资料有关燃烧热的计算【例2】乙醇的燃烧热△H=-1366.8kJ/mol，在25℃、101kPa时，1kg乙醇充分燃烧后放出(fànɡchū)多少热量？【解】n(C2H5OH)=1000g/46g/mol=21.74mol1kgC2H5OH燃烧(ránshāo)后产生的热量：1366.8kJ/mol×21.74mol=2.971×104kJ答：1kgC2H5OH燃烧(ránshāo)后放出2.971×104kJ的热量。精品资料二、盖斯定律(dìnglǜ)1840年，瑞士化学家盖斯（G．H．Hess）通过大量实验事实证明，不管化学反应(huàxuéfǎnyìng)是一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。换句话说，化学反应(huàxuéfǎnyìng)的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。这就是盖斯定律。精品资料看下面的图理解(lǐjiě)盖斯定律某人(mǒurén)从山下A到达山顶B，无论是翻山越岭攀登而上，还是坐缆车直奔山顶，其所处的海拔都高了300m即山的高度与A、B点的海拔有关，而与由A点到达B点的途径无关这里的A相当于反应体系的始态，B相当于反应体系