必修2 化學(xué)能與熱能

1、第一節(jié)化學(xué)能與熱能第一節(jié)化學(xué)能與熱能化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系系一一 化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系關(guān)系 化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，通常表現(xiàn)為化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，通常表現(xiàn)為熱量熱量的變化的變化吸熱吸熱和放熱。和放熱。 寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式，并指出是放熱反應(yīng)還是吸熱寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式，并指出是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)。反應(yīng)。 天然氣天然氣(CH4)燃燒：燃燒：_ 。 高溫煅燒石灰石高溫煅燒石灰石(主要成分主要成分CaCO3)：_ 。 鐵絲在氧氣中燃燒：鐵絲在氧氣中燃燒：_。 鈉與水的反應(yīng)：鈉與水的反應(yīng)：_答案答案CH42O2

2、CO22H2O，放熱反應(yīng)，放熱反應(yīng)CaCO3 CaOCO2，吸熱反應(yīng)，吸熱反應(yīng)3Fe2O2 Fe3O4，放熱反應(yīng)，放熱反應(yīng)2Na2H2O2NaOHH2，放熱反應(yīng)，放熱反應(yīng)1、吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng) 常見的放熱反應(yīng)有：常見的放熱反應(yīng)有：所有的燃燒反應(yīng)，所有的燃燒反應(yīng)，如如C、H2、CH4等在氧氣或空氣中的燃燒，等在氧氣或空氣中的燃燒，H2在氯氣中的燃燒等；在氯氣中的燃燒等；酸堿中和反應(yīng)；酸堿中和反應(yīng)；大多數(shù)的化合反應(yīng)；大多數(shù)的化合反應(yīng)；金屬與酸的反應(yīng)，金屬與酸的反應(yīng)，如鎂條和鹽酸的反應(yīng)。（如鎂條和鹽酸的反應(yīng)。（5）鋁熱反應(yīng)）鋁熱反應(yīng)常見的吸熱反應(yīng)有：常見的吸熱反應(yīng)有：大多數(shù)的分解

3、反應(yīng)；大多數(shù)的分解反應(yīng)；氫氧化鋇晶體和氯化銨晶體的反應(yīng)；氫氧化鋇晶體和氯化銨晶體的反應(yīng)；C和和CO2、C和水的反和水的反應(yīng)等。應(yīng)等。溶解過程中的熱效應(yīng)溶解過程中的熱效應(yīng)（是否反應(yīng)？）（是否反應(yīng)？）一些物質(zhì)溶于水，也會(huì)有吸熱和放熱現(xiàn)象。如濃硫酸、一些物質(zhì)溶于水，也會(huì)有吸熱和放熱現(xiàn)象。如濃硫酸、NaOH(s)等溶于水會(huì)放熱；等溶于水會(huì)放熱；NH4NO3(s)、NH4Cl(s)等溶于水要等溶于水要吸熱；吸熱；NaCl、酒精等溶于水，熱效應(yīng)不大。、酒精等溶于水，熱效應(yīng)不大。物質(zhì)物質(zhì)“三態(tài)三態(tài)”變化過程中的熱效應(yīng)變化過程中的熱效應(yīng)（是否反應(yīng)？）（是否反應(yīng)？）2、從微觀結(jié)構(gòu)角度理解化學(xué)反應(yīng)中、從微觀結(jié)構(gòu)角

4、度理解化學(xué)反應(yīng)中的能量變化的能量變化上述過程說明化學(xué)反應(yīng)中，化學(xué)鍵的斷裂與形成是上述過程說明化學(xué)反應(yīng)中，化學(xué)鍵的斷裂與形成是反應(yīng)過程中有能量變化的本質(zhì)原因。反應(yīng)過程中有能量變化的本質(zhì)原因。特別提醒特別提醒任何化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量的變化，但伴有能量變化的任何化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量的變化，但伴有能量變化的不一定是化學(xué)變化，例如水由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)需要吸收熱量，不一定是化學(xué)變化，例如水由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)需要吸收熱量，但沒有發(fā)生化學(xué)變化。但沒有發(fā)生化學(xué)變化。例例已知破壞已知破壞1 mol HH鍵、鍵、ClCl鍵、鍵、HCl鍵鍵分別需要吸收分別需要吸收436 kJ、243 kJ、432 kJ能量，則由能量，則由H

5、2與與Cl2生生成成1 mol HCl總的過程需要總的過程需要()A放熱放熱185 kJB吸熱吸熱185 kJC放熱放熱92.5 kJ D吸熱吸熱92.5 kJ3、決定吸收能量或放出能量的因素、決定吸收能量或放出能量的因素一個(gè)反應(yīng)在完成后是吸收能量還是放出能量，決定于反一個(gè)反應(yīng)在完成后是吸收能量還是放出能量，決定于反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的相對(duì)大小。其關(guān)系如下圖應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的相對(duì)大小。其關(guān)系如下圖所示：所示：圖圖中反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，反應(yīng)過程中反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，反應(yīng)過程中反應(yīng)物將比生成物多的那部分能量釋放出來，這樣的反應(yīng)中反應(yīng)物將比生成物多的

6、那部分能量釋放出來，這樣的反應(yīng)為放出能量的反應(yīng)；圖為放出能量的反應(yīng)；圖中反應(yīng)物的總能量比生成物的總能中反應(yīng)物的總能量比生成物的總能量低，反應(yīng)過程中需要從外界吸收能量，這部分能量便儲(chǔ)存量低，反應(yīng)過程中需要從外界吸收能量，這部分能量便儲(chǔ)存在生成物中，這樣的反應(yīng)為吸收能量的反應(yīng)。在生成物中，這樣的反應(yīng)為吸收能量的反應(yīng)。(1)反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，反應(yīng)放出能反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，反應(yīng)放出能量。量。(2)反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量，反應(yīng)吸收能反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量，反應(yīng)吸收能量。量。特別提醒特別提醒物質(zhì)所具有的能量越低越穩(wěn)定。要注意斷鍵吸收能量、物質(zhì)所具有的能量越

7、低越穩(wěn)定。要注意斷鍵吸收能量、成鍵放出能量與物質(zhì)所具有的能量之間的區(qū)別。成鍵放出能量與物質(zhì)所具有的能量之間的區(qū)別。二二 化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化能量守恒定律一種形式的能量可以轉(zhuǎn)化為另一種形式的能量，轉(zhuǎn)化的途徑和能量形式可以不同，但是體系包含的總能量不變，這就是“能量守恒定律”。(1)化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，如熱能、電能等，在轉(zhuǎn)化時(shí)，遵循能量守恒定律。(2)初中學(xué)過的“質(zhì)量守恒定律”與“能量守恒定律”是兩條基本的自然定律。放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)【探究活動(dòng)1】鋁與鹽酸的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：開始時(shí)反應(yīng)進(jìn)行緩慢，產(chǎn)生少量開始時(shí)反應(yīng)進(jìn)行緩慢，產(chǎn)生少量氣泡，過一會(huì)兒反應(yīng)

8、逐漸加快，氣泡增多，氣泡，過一會(huì)兒反應(yīng)逐漸加快，氣泡增多，試管發(fā)熱，溫度計(jì)液面明顯升高，試管溫試管發(fā)熱，溫度計(jì)液面明顯升高，試管溫度上升。度上升。結(jié)論：鋁與鹽酸反應(yīng)的過程中放出熱量，該鋁與鹽酸反應(yīng)的過程中放出熱量，該反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)。反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)?；瘜W(xué)方程式為：2Al6HCl=2AlCl33H2【探究活動(dòng)2】Ba(OH)28H2O與NH4Cl晶體的反應(yīng)現(xiàn)象結(jié)論手摸杯底，有冷的手摸杯底，有冷的感覺感覺拿起燒杯，玻璃片拿起燒杯，玻璃片和燒杯底部黏結(jié)在一和燒杯底部黏結(jié)在一起起產(chǎn)生有刺激性氣味產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體的氣體Ba(OH)28H2O2NH4Cl =BaCl22NH310H2O；該反應(yīng)吸收熱量，熱能該反應(yīng)吸收熱量，熱能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，被轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能，被“儲(chǔ)儲(chǔ)藏藏”起來起來【探究活動(dòng)3】酸堿中和反應(yīng)中的能量變化實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：溫度計(jì)顯示溫度逐漸升高。溫度計(jì)顯示溫度逐漸升高。結(jié)論：結(jié)論：酸堿中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)。酸堿中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)。特別注意(1)“三個(gè)不一定三個(gè)不一定”。需加熱才能發(fā)生的反應(yīng)。需加熱才能發(fā)生的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)，如碳和氧氣的反應(yīng)；不一定是吸熱反應(yīng)，如碳和氧氣的反應(yīng)；放熱反應(yīng)常溫下不一定容易發(fā)生，如鋁熱放熱反應(yīng)常溫下不一定容易發(fā)生，如鋁熱反應(yīng)；吸熱反應(yīng)也不一定需要加熱，如反應(yīng)；吸熱反應(yīng)也不一定需要加熱，如Ba(OH)28H2O晶體和晶體和N