高中化学全集必修225个新课标-化学能与热能

第二章化学反映与能量第一节化学能与热能学习目的懂得化学键的断裂和形成是化学反映中能量变化的重要因素。通过生产、生活中的实例理解化学能与热能的互相转化。探究化学能转化为热能在生产、生活中的应用。能源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，人类所能运用的能源重要是化学能、电能、以及核能等等。但是，由于人类大量开发和浪费资源，造成了资源的不合理运用从而引发了不可回避的能源危机。16.6%2.1%5.1%76.2%我国化石燃料和水电能源消耗构成图你懂得吗?煤、石油、天然气的重要化学成分是烃类等有机物（煤中含有大量的碳），它们燃烧时放出热能。你一定想懂得，这种能量从何而来?它与化学物质和化学反映有什么关系？石灰石（重要成分是碳酸钙）要通过高温煅烧才干变成生石灰，高温提供的热能在石灰石的分解反映中起到什么作用？一、化学键与化学反映中能量变化的关系思考：不同的燃料其构成不同，燃烧后放出的热量也不相等。为什么不同的燃料燃烧时放出的热量会不同？燃料在燃烧反映中产生的热能来自哪里？1、化学反映中能量的变化⑴、化学反映的本质是什么？以氢气在氯气中燃烧为例，用化学键的观点分析反映的本质过程。H····Cl··

：＋→

Cl····

H····H2+Cl2=2HClH—HCl—ClH—Cl断开断开点燃一种化学反映的的过程，本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。形成⑵、化学反映中能量变化的重要因素H····Cl··

：＋→

Cl····

H····H2+Cl2=2HClH—HCl—ClH—Cl吸取能量断开断开吸取能量形成放出能量点燃化学键的断裂和形成是化学反映中能量变化的重要因素。⑶.从化学键的观点来分析能量的变化

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。吸收能量放出能量因此：一种化学反映与否为放热还是吸热取决于什么呢？取决于全部断键吸取的总能量与全部形成新键放出的总能量的相对大小想一想：在化学反映中，随着物质的变化，现有反映物中化学键的断裂，又有生成物中化学键的形成，化学能也随之而变化。那么，一种化学反映吸取能量还是放出能量是由什么决定的呢？实验测得，在25℃,101KPa条件下，将1molH2(H-H)变为2molH原子需吸取436kJ能量，而2molH原子变成1molH2(H-H)放出436kJ能量，这个能量就是H-H的键能。某些化学键的键能某些键的键能(kJ/mol)键键能键键能H－H436C－H415.0Cl－Cl242.7O－H462.8Br－Br193.7N－H390.8I－I152.7H－Cl431.8C－C347.7H－I298.7对于某个拟定的化学反映，如何判断它是放出能量还是吸取能量呢？键能越大含该键的分子越稳定化学键越牢固在反映H2+Cl2＝2HCl中，已知H－H键能为436kJ，Cl－Cl键能为247kJ，H－Cl键能为431kJ，判断该反映是反映

放热课堂练习一则(1)化学键断裂时需要吸取能量。吸取总能量为：436kJ＋247kJ＝683kJ，(2)化学键形成时需要释放能量。释放总能量为：431kJ＋431kJ＝862kJ，(3)反映中放出的热量的计算：862kJ—683kJ=179kJ小结：一种拟定的化学反映在发生过程中是吸取能量还是放出能量，决定于反映物的总能量与生成物的总能量的相对大小。看图讨论：水由高处向低处流要释放能量（势能转换为动能）分析化学反映：反映物的总能量>生成物的总能量化学反映放出能量看图讨论：将水由低处抽向高处需提供能量（电能转换为机械能，再转换为势能）分析化学反映：反映物的总能量<生成物的总能量化学反映吸取能量反映物的总能量高生成物的总能量低生成物的总能量高反映物的总能量低放热反映吸热反映反映物的总能量=生成物的总能量+放出的热量生成物的总能量=反映物的总能量+吸取的热量化学反映的过程,能够当作是能量的“贮存”或“释放”的过程小结：规律：（1）如果反映物所含有的总能量高于生成物所含有的总能量，那么在发生化学反映时，就有部分能量以热的形式释放出来；（2）如果反映物所含有的总能量低于生成物所含有的总能量，那么在发生化学反映时，反映物就需要吸取能量，才干转化为生成物。小结：能量公式化E（反映物）＝E（生成物）＋Q(能量守恒定律）E（反映物）－E（生成物）＝QQ>0为放热反映Q<0为吸热反映二、化学能与热能的互相转化1、两条基本的自然定律（1）质量守恒定律：（2）能量守恒定律：一种能量能够转化为另一种能量，总能量保持不变。2、吸热反映和放热反映根据能量变化状况角度分：（1）化学上把有热量放出的化学反映叫做放热反映（2）化学上把吸取热量的化学反映叫做吸热反映（1）放热反映（2）吸热反映小结：能量反应过程反应过程反应物生成物能量放热反应吸热反应反应物生成物规律：练习：1、在化学反映中，断裂化学键需要_______，形成化学键要_________。化学反映是吸热反映还是放热反映决定于_____________________吸取能量放出能量反映物的总能量与生成物的总能量的相对大小2、两位同窗讨论放热和吸热反映。甲说加热后才干发生的化学反映是吸热反映，乙说反映中要持续加热才干进行的反映是吸热反映。你认为他们的说法对的吗？为什么？三、化学能的应用1、运用热量进行生活、生产和科研。2、运用热能使诸多化学反映得以发生。如：能量变化化学能转化为热能放热反应吸热反应类型反应物的总能量大于生成物的总能量反应物的总能量小于生成物的总能量遵循能量守恒原理能量利用燃料充分燃烧新能源的开发减少污染小结：实验２－１1.铝与盐酸反映的化学方程式：

。2.在反映过程中你将能看到什么现象？3.用眼睛不能直接观察到反映中的热量变化，你将采用哪些简朴易行的方法来理解反映中的热量变化？4.要明显的感知或测量反映中的热量变化，你在实验中应注意哪些问题？思考与讨论：实验统计：现象结论有气泡冒出，溶液的温度明显升高。铝与盐酸反映的过程放出热量。反应物的能量生成物的能量能量的释放反应物的能量生成物的能量能量的吸收反映物的总能量=生成物的总能量+放出的热量生成物的总能量=反映物的总能量+吸取的热量【课堂小结】问题探究整个反映过程（放出/吸取）

kJ热量4H+2O2H2+O22H2O吸收能量

kJ放出能量

kJ反应坐标能量

已知断开1mol氢气中的化学键需要消耗436kJ能量，断开1mol氧气中的化学键需要消耗496kJ能量，形成水分子中的1molH-O键能够释放463kJ能量。试说明当1mol反应

2H2+O22H2O

发生时的能量变化情况，并将反应中能量变化的数值标注在右图中。

点燃13681852放出4842、氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰，在反映中，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键释放的能量为Q3kJ。下列关系式中对的的是（）A.2Q1+Q2>4Q3B.2Q1+Q2<4Q3C.Q1+Q2<Q3D.Q1+Q2=Q3B

问题交流【学与问】这里所列举的两类反应说明了化学反应与热能之间的辩证关系以及它们之间的相互转化：

化学反映热能煤、石油、天然气的燃烧（产生）CaCO3通过高温煅烧分解成CaO（动力）热能对化学反映的支持作用，运用热能来完毕常温下很难发生的化学反映。获取能量探索与总结常见的放热反映和吸热反映放热反映燃料的燃烧(与O2的反映）中和反应活泼金属与水或酸的反映大部分化合反映（生石灰和水）物质的缓慢氧化吸热反映C+CO2H2+CuOC+H2OBa(OH)2.8H2O+NH4ClCaCO3高温分解大部分分解反映多数铵盐溶于水反映过程中的能量变化1、人类文明与能源开发、运用的关系人类文明史引出燃烧充足燃烧化石燃料合理运用能源开发新技术的开发能源能量利用化学反映中的能量变化能源的运用反映着人类进步放热反应吸热反应足够的空气燃料与空气充分接触充分燃烧科学利用减少污染2.常见的能源重要有下列十种:太阳能、化石能源、水能、风能、潮汐能、地热能、生物质能、核能以及氢能。1、下列说法对的的是（）A.需要加热才干发生的反映一定是吸热反映B.任何放热反映在常温条件下一定能发生反映C.反映物和生成物所含有的总能量决定了反映成果是放热还是吸热D.吸热反映在一定条件下才干发生反映CD2、判断：（1）加热的反映一定是吸热反映（2）一种反映是吸热或放热与反映条件没有直接联系，与反映物与生成物的总能量的相对大小有关。（3）化学反映中的能量变化都体现为热能变化.科学视野1、社会发展与能源运用2、人类运用能源的三个阶段柴草时期化石能源时期多能源构造时期生物体中的能量转化人体内发生的氧化还原反映与体外的燃烧本质相似，都是放热反映。只是两者条件不同，且前者更加合理有效。课本习题答案：1、吸取能量；放出能量。反映物的总能量与生成物的总能量的相对大小。2、热量；放出。3、C、H；CO2、H2O。4、放热反映的是②③④⑤⑥，吸热反映的是①。5、当物质发生化学反映时，断开反映物中的化学键要吸取热量，而形成生成物中的化学键要放出热量。若放出的热量不不大于吸取的热量时，该反映是放热反映；若吸取的热量不不大于放出的热量时，该反映是吸热反映，且吸取的热量由外加热源（如酒精灯）提供，以满足断开反映物化学键所需能量的局限性。6、乙同窗的观点对的。“加热”是反映条件，有些反映（如燃烧等放热反映）在开始前也需要外界提供能量，以加紧分子之间的碰撞次数，只有对其加热使温度升高到一定程度，反映才开始进行；随着反映的进行，其本身放出的热量能满足本身需要且有剩余，反映后不再加热。而吸热反映必须加热才干进行。7、甲烷燃烧的化学方程式为CH4+2O2→CO2+2H2O;水分解的化学方程式为2H2O==2H2↑+O2↑。甲烷燃烧放出热量是由于形成1molCO2和2molH2O分子内化学键释放的总能量高于断开1molCH4和2molO2分子内化学键所吸取的总能量。水的分解要吸取能量是由于形成2molH2和1molO2分子内化学键释放的总能量不大于断开2molH2O分子内化学键所吸取的总能量。点燃通电实验２－2现象结论有刺激性气味气体产生；玻璃片上的水结成冰，玻璃片与烧杯底被冰粘在了一起；用手触摸杯壁下部，有凉的感觉。Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反映的过程吸取热量。化学反映方程式：Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl==BaCl2+2NH3↑+10H2O玻璃棒的作用：搅拌，使混合物充足接触反映物成糊状的因素：结冰粘结结论：该反映是吸热反映思考：酸与碱的中和反映是吸热反映还是放热反映？实验２－3酸碱反映的本质就是H++OH-=H2O。可得出推论：酸碱中和反映都是放热反映。反映中H+和OH-离子的量相等，生成水的量相等，放出的热量也相等．现象结论中和反映后溶液的温度比反映前盐酸和氢氧化钠溶液的温度高。盐酸和氢氧化钠溶液的反映过程中放出热量，使溶液混合物的温度升高。分析：中和热的概念:酸与碱发生中和反映生成1molH2O时所释放的热量称为中和热。思考与交流：注：（1）中和反映都放出热量（2）稀溶液中，强酸与强碱的中和热为定值：57.3KJ/mol