化學必修《化學能與熱能》PPT精選文檔

1,化學能與熱能,2,能源與人類,能源是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎，我們每時每刻、分分秒秒都離不開它。迄今為止，人類所能利用的能源主要是化學能、電能、以及核能等等。但是，由于人類大量開發(fā)和浪費資源，造成了資源的不合理利用從而引發(fā)了不可回避的能源危機。,3,16.6%,2.1%,5.1%,76.2%,我國化石燃料和水電能源消耗構成圖,4,你知道嗎?,煤、石油、天然氣的主要化學成分是烴類等有機物（煤中含有大量的碳），它們?nèi)紵龝r放出熱能。你一定想知道，這種能量從何而來?它與化學物質(zhì)和化學反應有什么關系？石灰石（主要成分是碳酸鈣）要經(jīng)過高溫煅燒才能變成生石灰，高溫提供的熱能在石灰石的分解反應中起到什么作用？,5,一、化學鍵與化學反應中能量變化的關系,思考：不同的燃料其組成不同，燃燒后放出的熱量也不相等。為什么不同的燃料燃燒時放出的熱量會不同？燃料在燃燒反應中產(chǎn)生的熱能來自哪里？,1、化學反應中能量的變化,6,、化學反應的本質(zhì)是什么？,以氫氣在氯氣中燃燒為例，用化學鍵的觀點分析反應的本質(zhì)過程。,7,H2+Cl2=2HCl,HH,ClCl,HCl,斷開,斷開,點燃,一個化學反應的的過程，本質(zhì)上就是舊化學鍵斷裂和新化學鍵形成的過程。,形成,8,、化學反應中能量變化的主要原因,H2+Cl2=2HCl,HH,ClCl,HCl,吸收能量,斷開,斷開,吸收能量,形成,放出能量,點燃,化學鍵的斷裂和形成是化學反應中能量變化的主要原因。,9,.從化學鍵的觀點來分析能量的變化,所以：一個化學反應是否為放熱還是吸熱取決于什么呢？,取決于所有斷鍵吸收的總能量與所有形成新鍵放出的總能量的相對大小,10,想一想：在化學反應中，隨著物質(zhì)的變化，既有反應物中化學鍵的斷裂，又有生成物中化學鍵的形成，化學能也隨之而改變。那么，一個化學反應吸收能量還是放出能量是由什么決定的呢？,11,實驗測得，在25,101KPa條件下，將1molH2(H-H)變?yōu)?molH原子需吸收436kJ能量，而2molH原子變成1molH2(H-H)放出436kJ能量，這個能量就是H-H的鍵能。,某些化學鍵的鍵能,12,某些鍵的鍵能(kJ/mol),對于某個確定的化學反應，如何判斷它是放出能量還是吸收能量呢？,鍵能越大,含該鍵的分子越穩(wěn)定,化學鍵越牢固,13,在反應H2+Cl22HCl中，已知HH鍵能為436kJ/mol，ClCl鍵能為247kJ/mol，HCl鍵能為431kJ/mol，判斷該反應是反應,放熱,課堂練習一,則(1)化學鍵斷裂時需要吸收能量。吸收總能量為：436kJ247kJ683kJ，(2)化學鍵形成時需要釋放能量。釋放總能量為：431kJ431kJ862kJ，(3)反應中放出的熱量的計算：862kJ683kJ=179kJ,14,小結：,一個確定的化學反應在發(fā)生過程中是吸收能量還是放出能量，決定于反應物的總能量與生成物的總能量的相對大小。,看圖討論：,15,分析化學反應：,反應物的總能量生成物的總能量,化學反應放出能量,16,看圖討論：,將水由低處抽向高處需提供能量（電能轉換為機械能，再轉換為勢能）,17,分析化學反應：,反應物的總能量0為吸熱反應,H4Q3B.2Q1+Q24Q3C.Q1+Q2Q3D.Q1+Q2=Q3,B,32,化學反應,熱能,煤、石油、天然氣的燃燒（產(chǎn)生）,CaCO3經(jīng)過高溫煅燒分解成CaO（動力）,熱能對化學反應的支持作用，利用熱能來完成常溫下很難發(fā)生的化學反應。,獲取能量,33,探索與總結,常見的放熱反應和吸熱反應,放熱反應,燃料的燃燒(與O2的反應）中和反應活潑金屬與水或酸的反應大部分化合反應（生石灰和水）物質(zhì)的緩慢氧化,吸熱反應,C+CO2H2+CuOC+H2OBa(OH)2.8H2O+NH4ClCaCO3高溫分解大部分分解反應多數(shù)銨鹽溶于水,34,反應過程中的能量變化,1、人類文明與能源開發(fā)、利用的關系,人類文明史,引出,燃料充分燃燒,化石燃料合理利用,新技術的開發(fā),化學反應中的能量變化,能源的利用反映著人類進步,35,2.常見的能源主要有以下十種:,太陽能、化石能源、水能、風能、潮汐能、地熱能、生物質(zhì)能、核能以及氫能。,36,1、下列說法正確的是（）A.需要加熱才能發(fā)生的反應一定是吸熱反應B.任何放熱反應在常溫條件下一定能發(fā)生反應C.反應物和生成物所具有的總能量決定了反應結果是放熱還是吸熱D.吸熱反應在一定條件下才能發(fā)生反應,CD,37,2、判斷：（1）加熱的反應一定是吸熱反應。（2）一個反應是吸熱或放熱與反應條件沒有直接聯(lián)系，與反應物與生成物的總能量的相對大小有關。（3）化學反應中的能量變化都表現(xiàn)為熱能變化。,38,科學視野,1、社會發(fā)展與能源利用,2、人類利用能源的三個階段,柴草時期,化石能源時期,多能源結構時期,39,生物體中的能量轉化,人體內(nèi)發(fā)生的氧化還原反應與體外的燃燒本質(zhì)相同，都是放熱反應。只是二者條件不同，且前者更加合理有效。,40,實驗2,有刺激性氣味氣體產(chǎn)生；玻璃片上的水結成冰，玻璃片與燒杯底被冰粘在了一起；用手觸摸杯壁下部，有涼的感覺。,Ba(OH)28H2O與NH4Cl反應的過程吸收熱量。,41,化學反應方程式：Ba(OH)28H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3+10H2O,玻璃棒的作用：,攪拌，使混合物充分接觸,反應物成糊狀的原因：,結冰粘結,結論：該反應是吸熱反應,42,思考：,酸與堿的中和反應是吸熱反應還是放熱反應？,實驗3,酸堿反應的本質(zhì)就是H+OH-=H2O?？傻贸鐾普摚核釅A中和反應都是放熱反應。反應中H+和OH-離子的量相等，生成水的量相等，放出的熱量也相等,中和反應后溶液的溫度比反應前鹽酸和氫氧化鈉溶液的溫度高。,鹽酸和氫氧化鈉溶液的反應過程中放出熱量，使溶液混合物的溫度升高。,分析：,43,中和熱的概念:酸與堿發(fā)生中和反應生成1molH2O時所釋放的熱量稱為中和熱。,思考與交流：,注：（1）中和反應都放出熱量（2）稀溶液中，強酸與強堿的中和熱為定值：57.3KJ/mol,44,45,思考與交流：在設計實驗裝置和操作時應該注意哪些問題？,（1）用隔熱裝置，盡量減少熱量散失；,（2）酸堿的量要準確：nCV,a、濃度要越精確越好b、量體積的容器越精確越好，最好用移液管,（3）溫度計越精確越好,（4）注意控制反應時間,（5）多做幾次，取平均值,46,在設計實驗裝置和操作時應從兩個方面考慮，一是注重“量”的問題，如反應物的濃度和體積取定值；測量反應前后的溫度值；做平行實驗取平均值。二是盡量減小實驗誤差，如用經(jīng)過標定的鹽酸和氫氧化鈉溶液；量液器最好使用移液管；攪拌使反應充分進行；及時散熱，使混合液溫度均衡；溫度計的精確度高，最好使用精度為0.1或更高的溫度計；鹽酸