2.1.2化学能与热能

1、,2 化学反应与能量,第一节 化学能与热能 （第2课时）,一、化学键与化学反应中能量变化的关系,吸收,放出,1化学反应中能量变化的主要原因,断裂,形成,物质中的原子之间是通过化学键相结合的，断开反应物的 化学键要_能量，形成生成物的化学键要_能量。化 学键的_和_是物质在化学反应中发生能量变化的主 要原因。物质的化学反应与体系的_是同时发生的。,2化学反应中能量变化的决定因素,能量变化,一个确定的化学反应完成后的结果是吸收能量还是放出能 量，取决于_和_的相对高低，即：,反应物的总能量,生成物的总能量,复习交流1,(1)反应物的总能量大于生成物的总能量，化学反应_,能量。,放出,(2)反应物的

2、总能量小于生成物的总能量，化学反应_,能量。,吸收,二、化学能与热能的相互转化,1两条基本自然定律,总质量,(1)质量守恒定律：自然界的物质可以发生相互转化，但是 _不变。 (2)能量守恒定律：一种形式的能量可以转化为另一种形式,的能量，但是体系包含的_不变。,总能量,2吸热反应和放热反应,(1)定义,吸收热量,放出热量,吸热反应：_的化学反应。,放热反应：_的化学反应。,化学能,(2)中和热,1 mol H2O,化学能,热能,热能,稀的强酸与稀的强碱发生中和反应生成_时所释放的热量。,3化学能与热能相互转化的意义,能量变化,(1)化学反应伴随着_是化学反应的基本特征之一。 (2)化学物质中的

3、_通过化学反应转化成_，提供 了人类生存和发展所需要的能量和动力；而_转化成_ 又是人们进行化工生产、研制新物质不可或缺的条件和途径。,化学键包含_和_。物质发生化学反应的 过程就是反应物分子中化学键的_和生成物分子中化学键,的_过程。,离子键,共价键,断裂,形成,复习交流2,3不属于化石燃料的是（ ）,A石油 B天然气 C煤气 D煤,C,化学能与热能相互转化探究实验,无色气泡,上升,实验探究,续表,刺激性,发冷,粘连,上升,1由实验中温度计的示数变化可知铝与盐酸反应是_ _ 反应(填“放热”或“吸热”)，反应方程式为_ _。用砂纸打磨光铝条的目的是,放热,2Al6HCl= 2AlCl33H2

4、,_。,除去铝条表面的氧化膜,2实验中能产生有气味的物质，该物质是_(填化 学式)，由实验的现象可知该反应为_(填“放热”或,“吸热”)反应。,NH3,吸热,放热,3实验中反应的离子方程式为 ，由实,验现象可知该反应为_反应。,HOH=H2O,实验探究,化学反应中化学能与热能的相互转化,1吸热反应与放热反应的判断 (1)从化学键断裂与形成角度判断,若 E1E2，化学反应表现为吸热反应； 若 E1E2，化学反应表现为放热反应。,交流总结1,(2)从物质本身能量角度判断,若 EE，化学反应表现为放热反应； 若 EE，化学反应表现为吸热反应。 2常见的吸热反应和放热反应 (1)放热反应,所有的燃烧反

5、应；活泼金属与水或酸的反应；酸碱 中和反应；大多数化合反应；物质的缓慢氧化。,(2)吸热反应,大多数分解反应；C、CO、H2 还原金属氧化物的反应；,氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应。,物质具有的能量与其稳定性之间的关系,(1)物质具有的能量越低越稳定，参加反应时，化学键断裂吸 收的能量就越多，而生成该物质，形成新键放出的能量就越多。 (2)物质具有的能量高，则其不稳定，参加反应时断键所需 能量低，该物质性质活泼，而形成该物质时，放出的能量较少。,3化学键在能量变化判断中的应用,利用化学键的键能可粗略计算化学反应中的能量变化，即,光照,反应热。以 H2Cl2=2HCl 为例(图 211)：,图

6、211,交流总结2,生成物释放的总能量(862 kJ/mol)大于反应物吸收的总能量 (683 kJ/mol)，是放热反应。 1 mol H2 与 1 mol Cl2 完全反应生成 2 mol HCl 放出热量为 2 mol431 kJ/mol1 mol436 kJ/mol 1 mol247 kJ/mol179 kJ。,中和热及其测定,1中和热,(1)概念：酸与碱的稀溶液发生中和反应生成 1 mol H2O,时所释放的热量称为中和热。,(2)中和热的理解:,中和反应都放出热量；,稀溶液中，强酸与强碱的中和热为定值：57.3 kJ/mol； 弱酸或弱碱在中和反应中由于电离吸热，中和热小于,57.

7、3 kJ/mol。,2中和热测定的实验装置,图 212,【小结】要想提高中和热测定的准确性，在设计实验和 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、测定反应前后的温度值；3、做平行实验取定值。二是尽量减少实验误差，如：1、用经过测定的盐酸和氢氧化钠溶液；2、量液时最好使用精度更高的移液管； 3、搅拌使实验充分进行（思考为何使用环形搅拌棒）；4、及时散热，使混合液温度均衡； 5、温度计的精度高，最好使用最小刻度为0.1度的精度或者更高的温度计； 6、酸与碱溶液混合后页面上方的空间尽可能小； 7、使用绝缘装置，避免热量散发到反应体系之外； 8、温度计读数

8、要准确，并记录所测最高温度值。,能量转化和能源利用,1生物体内的能量转化,光能,化学能,热能,植物通过光合作用将_转化为化学能；而在人体内， 淀粉等糖类物质经过一系列变化将_转化为_。 2人类对能源利用的三个阶段 (1)柴草时期：主要能源有树枝杂草、人力、畜力、风和水,的动力等。,化石能源,(2)_时期：主要能源有煤、石油、天然气。 (3)多能源结构时期：核能、太阳能、氢能等。,学习交流2,例1(2011 年广东广州检测)下列说法不正确 的是(,对化学变化中能量变化的理解,)。,A化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化 B1 mol 硫酸与足量氢氧化钠发生中和反应生成水所释放 的热量称为

9、中和热 C氢气燃烧放出大量的热，说明参加反应的氢气和氧气 总能量比生成物水的总能量高 D放热反应有时也需要加热才可发生,典例精炼1,解析：中和热是指强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成 1 mol H2O 时所释放的热量，1 mol 硫酸与足量的氢氧化钠反应 生成水的物质的量为2 mol，B 错；放热反应有时需要加热，如 大多数燃烧反应，通常情况下需要点燃或者加热才能发生，D 正 确。,答案：B,1反应 C(石墨),C(金刚石)是吸收能量的反应，,由此可知(,)。,A,A石墨比金刚石稳定 B金刚石和石墨可以相互转化 C石墨转化为金刚石是物理变化 D金刚石和石墨不能相互转化 解析：由已知石墨转化为

10、金刚石需要吸收能量，说明金刚 石的总能量比石墨高，能量越低越稳定，说明石墨比金刚石稳 定；由题意可知，石墨在一定条件下可转化为金刚石，但不能 知道金刚石是否可转化为石墨，B、D 错。,优化训练1,(,)。,BC,A化学反应中既有物质变化又有能量变化 B化学键的断裂和形成与反应放热和吸热无关 C反应物的总能量与生成物的总能量一定相等 DH2SO4 与 NaOH 的反应是放热反应 解析：化学键的断裂和形成是反应放热和吸热的根本原因， B 错；一个化学反应，可能涉及化学能、热能、光能等能量之 间的转化，故反应物与生成物之间的总能量不一定相等，但反 应体系的总能量一定相等，C 错。,吸热反应不一定需要

11、加热，如Ba(OH)28H2O 晶体与NH4Cl 晶体反应；放热反应有时也需要加热或点燃，如大多数燃烧反 应需要在点燃或者加热的条件下才能发生。,交流总结3,例2由图 分析，下列说法,正确的是()。,AA=BC 与 BC=A 两个反应吸收和放出的热量不等,典例精炼2,BA=BC 是放热反应,CA 具有的能量高于 B 和 C 具有的能量总和,DA=BC 是吸热反应，BC=A 必然是放热反应 解析：由图可知反应物总能量低于生成物总能量，反应需 要吸收能量，即 A=BC 是吸热反应；条件不变，反应物和 生成物总能量不变，A=BC 与 BC=A 两个反应吸收和 放出的热量相等，且 A=BC 反应吸热，

12、BC=A 反应放 热。,答案：D,3 下列反应属于吸热反应的是,(,)。,C,ABa(OH)2 与 HCl 的中和反应 B葡萄糖在人体内氧化分解 CBa(OH)28H2O 与 NH4Cl 反应 D锌粒与稀 H2SO4 反应制取 H2,优化训练2,4下列反应中，既属于氧化还原反,应同时又是吸热反应的是(,)。,C,ABa(OH)28H2O 与 NH4Cl 反应 B铝与稀盐酸反应 C灼热的炭与 CO2 反应 D甲烷与 O2 的燃烧反应 解析：A 项虽然也是吸热反应，但不是氧化还原反应。,5下列说法正确的是(,)。,A若氢气和氧气化合是放热反应，则水电解生成氢气和,氧气是吸热反应,AD,B需要加热才能进行的反应是吸热反应