高中化学：新课标人教版必修二第二章第一节化学能与热能课件全解

1、新课标人教版化学必修,第二章第一节 化学能与热能(1),第一节 化学能与热能,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,1molH2中含有1mol H-H键，在25和101kPa的条件下 由H原子形成1mol H-H键,要放出463kJ的能量 而断开1mol H-H键重新变成H原子，要吸收463kJ的能量。,数据分析,1mol CH4中含有4mol C-H键，在25和101kPa的条件下， 断开1molC-H键要吸收415kJ的能量， 断开1mol CH4中所有C-H键要吸收4molX415kJ的能量。,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。,由反应式：H2

2、 + Cl2 = 2HCl 可知 破坏H-H、Cl-Cl键吸收的能量为： 436.0k J/mol1mol + 243kJ/mol1mol =679k J 形成H-Cl键放出的能量为 431k J/mol2mol=862kJ 放出的能量大于吸收的能量，该反应是放热反应，放出的热量为 862k J 679k J=183k J,2、化学反应中能量变化的主要原因,H2 + Cl2 = 2HCl,HH,Cl Cl,HCl,吸收能量,断开,断开,吸收能量,形成,放出能量,点燃,化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。,3. 从化学键的观点来分析能量的变化,所以：一个化学反应是否为放热还是吸热取

3、决于什么呢？,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,已知拆开1molH2中的化学键要吸收436kJ的能量，拆开1molO2中的化学键要吸收496 kJ的能量，形成气态水1mol H-O键要放出463 kJ的能量，试说明2H2+O2=2H2O(g)中的能量变化。 破坏H2和O2中的共价键吸收的能量为： 436k J/mol2mol + 496kJ/mol1mol =1368k J 形成H2O中的共价键放出的能量为 463k J/mol4mol=1852kJ 放出的能量大于吸收的能量，该反应是放热反应，放出的热量为 1852k J 1368k J=484k J,课堂练习

4、,【思考与交流】,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，又有生成物中化学键的形成，化学能也随之而改变。那么，一个化学反应吸收能量还是放出能量是由什么决定的呢？,看图讨论,分析化学反应,放出能量,看图讨论,分析化学反应,吸收能量,规律,如果反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量,那么在发生化学反应时,就有部分能量以热的形式释放出来; 如果反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量,那么在发生化学反应时,反应物就需要吸收能量,才能转化为生成物。,反应物的总能量高,生成物的总能量低,放出能量,生成物的总能量高,反应物的总能量低,决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小

5、。,化学反应,化学反应,吸收能量,一个化学反应吸收 能量还是放出能量,放热,吸热,从整体考虑的角度出发,从（宏观）能量守恒角度认识反应热,若E反应物 E生成物 则反应放热,若E反应物 E生成物 则反应吸热,【归纳小结】,一个化学反应是放热还是吸热,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。,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 释放能量还是吸收能量取决于 。,吸收能量,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：,2、若反应物的总能量生成物的总

6、能量， 化学反应 能量。 若反应物的总能量生成物的总能量， 化学反应 能量。,放出,吸收,3、已知反应ABCD为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是（ ） A. A的能量一定高于C B. B的能量一定高于D C. A和B的总能量一定高于C和D的总能量 D. 该反应为放热反应，故不必加热就一定 能发生,C,4、甲烷燃烧要放出热量，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： 形成4molHO键和2molCO键释放的能 量比断裂4molCH键和2molO2中的共价键所吸收 的能量高，因此放出热量。 断裂4molHO键所吸收的能量比形成2mol HH键和1molO中的共价键放出的

7、能量高，因此 要吸收能量。,5、氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰，在反应中， 破坏1molHH键消耗的能量为Q1kJ， 破坏1molO = O键消耗的能量为Q2kJ， 形成1molHO键释放的能量为Q3kJ。 下列关系式中正确的是（ ） A. 2Q1 + Q2 4Q3 B. 2Q1 + Q2 4Q3 C. Q1 + Q2 Q3 D. Q1 + Q2 = Q3,B,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,【课堂小结】,新课标人教版化学必修,第二章第一节 化学能与热能(2),复习回忆：,1、不同的物质不仅组成_、结构_，所包含的化学能也_。 2、一个确定

8、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,二、化学能与热能的相互转化,1、质量守恒定律、能量守恒定律 2、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：吸热和放热,怎样设计实验来了解反应中的 热量变化情况？,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互转化！,实验探究21 铝片与盐酸的反应,在一支试管中加入2-3mLmol/L的盐酸，再

9、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化,实验,1.铝与盐酸反应的化学方程式： 。 2.在反应过程中你将能看到什么现象？ 3.用眼睛不能直接观察到反应中的热量变化，你将采取哪些简单易行的办法来了解反应中的热量变化？,思考与讨论：,实验21,铝与盐酸反应，放出大量气泡， 温度升高,该反应是放热 反应,实验22探究 ：Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反应,整个实验的现象、反应化学方程式和结论？,实验22,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产生 3、有水生成,结论：该反应是吸热反应,实验探究,盐酸与氢氧化钠溶液反应，观察反应中溶液温度的

10、变化。,实验23,结论：中和反应是放热反应。,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,3、中和热： （1）定义：稀强酸与稀强碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量。 （2）中和热测定：,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？ 你准备如何设计并进行实验？,讨论、交流：,中和热的测定 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

11、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、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。,思考与交流,在设计实验装置和操作应从两个方面考虑， 一是注重“量”的问题: 如 反应物的浓度和体积取定值； 测量反应前后的温度值； 做平行实验取平均值。 二是尽量减小实验误差: 如 搅拌使反应充分进行； 及时散热，使混合液温度均衡； 温度计的精确度高，最好使用精度为0.1 ； 使用绝缘装置，避免热量散发；,随堂练习,1. 下列说法正确的是 ( ) A. 大多数的化合反应是释放能量的反应 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

12、不需要加热 D. 吸收能量的反应都需要加热,AB,2. 下列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)28H2O和NH4Cl的反应 C.灼热的炭与CO2的反应 D.甲烷在氧气中的燃烧反应,C,常见的放热反应和吸热反应,放热反应,物质与氧气的反应 燃料的燃烧 中和反应 金属与酸 活泼金属与水的反应 生石灰和水反应 大部分化合反应,吸热反应,C+CO2 C+H2O H2+CuO Ba(OH)28H2O+NH4Cl Fe+H2O（g） 大部分分解反应,三、化学能的应用,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。,如：,科学视野

13、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。只是二者反应条件不同。,【自主学习】,启示：,生物化学过程在利用“能源”上更为合理、有效。,科学视野 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本质相同，都是放热反应。只是二者条件不同，且前者更加合理有效。,科学视野,1、社会发展与能源利用,2、人类利用能源的三个阶段,柴草时期,化石能源时期,多能源结构时期,科学视野,人类利用能源的三个阶段,柴草时期,化石能源时期,多能源结构时期,练习：指出下列说法的正误,、生物体内进行的缓慢氧化反应是放热反应。 、化学键断裂吸收的能量越多，化学键越牢固。 、植物光合作用吸收太阳能，与化学能无关。 、柴草的燃烧与化学能无关。 、人类的文明程度与人均耗能无关。,对,对,不对,不对,不对,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 中开始放入几小块镁片，再用滴管 滴入5mL盐酸于试管中.试回答： (1)实验中观察到的现象是 (2)产生上述现象的原因是,镁片上有大量气泡产生； 镁片逐渐溶解； 烧杯中析出晶体.,:镁与盐酸反应产生氢气，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.,随堂练习,(3)写出有关反应的离子方程式 (4)由实