化學能與熱能(上課用)

精品資料能源(néngyuán)與人類能源是人類賴以生存和發(fā)展的物質基礎，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(zàochénɡ)了資源的不合理利用從而引發(fā)了不可回避的能源危機。精品資料我國化石燃料和水電(shuǐdiàn)能源消耗構成圖16.6%2.1%5.1%76.2%精品資料一飛沖天：“神舟”五號發(fā)射(fāshè)實況回放

精品資料生活(shēnghuó)中哪些事實說明了在化學反應中伴隨著能量的變化？【思考(sīkǎo)與交流】精品資料精品資料精品資料物質發(fā)生化學反應的同時還伴隨著能量的變化,而這種能量變化又通常(tōngcháng)表現(xiàn)為熱能變化。精品資料第一節(jié)化學能與熱能(rènéng)一、化學鍵與化學反應(huàxuéfǎnyìng)中能量變化的關系1、化學反應的本質是？

精品資料以氫氣在氯氣中燃燒為例，用化學鍵的觀點分析反應(fǎnyìng)的本質過程。精品資料H····Cl··

：＋→Cl····

H····H2+Cl2=2HClH—HCl—ClH—Cl斷開(duànkāi)斷開(duànkāi)點燃

一個化學反應的的過程，本質上就是舊化學鍵斷裂和新化學鍵形成的過程。形成精品資料H····Cl··

：＋→Cl····

H····H2+Cl2=2HClH—HCl—ClH—Cl吸收(xīshōu)能量斷開(duànkāi)斷開吸收能量形成放出能量點燃精品資料化學鍵的斷裂和形成是化學反應中能量變化(biànhuà)的主要原因。思考(sīkǎo)與總結1、化學反應中能量變化的主要原因是什么？2、化學反應中能量變化與化學鍵的關系是什么呢？化學反應中是吸收能量還是放出能量要看斷鍵時吸收的能量多還是成鍵時放出能量得多。精品資料2、化學反應(huàxuéfǎnyìng)中能量變化的原因（1）從化學反應的本質(běnzhì)角度考慮(微觀）斷鍵吸收的總能量<成鍵放出的總能量在化學反應中:斷鍵吸收的總能量>成鍵放出的總能量化學反應放出能量化學反應吸收能量精品資料水由高處向低處流要釋放能量(néngliàng)（勢能轉換為動能）分析(fēnxī)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精品資料將水由低處抽向高處需提供能量(néngliàng)（電能轉換為機械能，再轉換為勢能）分析(fēnxī)化學反應：

反應物的總能量<生成物的總能量化學反應吸收能量精品資料反應物的總能量(néngliàng)高生成物的總能量(néngliàng)低生成物的總能量高反應物的總能量低放熱反應吸熱反應反應物的總能量=生成物的總能量+放出的熱量生成物的總能量=反應物的總能量+吸收的熱量

化學反應的過程,可以看成是能量的“貯存”或“釋放”的過程精品資料小結(xiǎojié)斷鍵吸收(xīshōu)總能量<成鍵放出總能量斷鍵吸收總能量>

成鍵放出總能量反應物的總能量>生成物的總能量反應物的總能量<生成物的總能量反應放出能量反應吸收能量化學反應中能量變化原因（1）宏觀：化學反應中，化學反應中能量變化主要取決于反應物的總能量和生成物的總能量的相對大小。（2）微觀：化學鍵的斷裂和形成是化學反應中能量變化的主要原因。精品資料【歸納(guīnà)小結】一個(yīɡè)化學反應是為放熱反應還是吸熱反應取決于：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，即取決于反應物的總能量與生成物的總能量的相對大小。精品資料反應物的能量(néngliàng)之和E反生成物的能量(néngliàng)之和E生（1）若E反>E生，（2）若E反<E生，放出能量吸收能量放熱反應吸熱反應E反=

E生+E熱精品資料2molH2和1molO2生成2molH2O的能量(néngliàng)變化（H與H鍵能是436KJ/mol，O與O鍵能是496KJ/mol，H與O鍵能是463KJ/mol）舉例：拆開1molH2所需能量(néngliàng)是436KJ，拆1molO2需要能量(néngliàng)是496KJ。算一算：在101.3kPa，298K條件下，斷開1molAB鍵所需的能量，稱為A-B鍵的鍵能。通常，鍵能愈大，鍵愈牢固，由該鍵構成的分子也愈穩(wěn)定,該分子本身所具有的能量就愈低。放出484KJ的能量精品資料1、當物質發(fā)生化學反應時，斷開反應物中的化學鍵要；而形成生成物中的化學鍵要。一個化學反應是釋放(shìfàng)能量還是吸收能量取決于

。吸收(xīshōu)能量放出能量反應物總能量與生成物總能量的相對大小課堂練習：精品資料2、若反應物的總能量(néngliàng)>生成物的總能量(néngliàng)，化學反應能量(néngliàng)。若反應物的總能量(néngliàng)<生成物的總能量(néngliàng)，化學反應能量(néngliàng)。放出(fànɡchū)吸收精品資料3已知反應A＋B＝C＋D為放熱反應，對該反應的下列說法中正確的是（）

A.A的能量(néngliàng)一定高于CB.B的能量(néngliàng)一定高于DC.A和B的總能量(néngliàng)一定高于C和D的總能量(néngliàng)D.該反應為放熱反應，故不必加熱就一定能發(fā)生C精品資料4、在反應H2+Cl2＝2HCl中，已知H－H鍵能為436kJ，Cl－Cl鍵能為247kJ，H－Cl鍵能為431kJ，判斷該反應是（）A.吸熱反應B.放熱反應C.吸收(xīshōu)179kJ熱量D.放出179kJ熱量BD精品資料5、甲烷燃燒要放出熱量(rèliàng)，水的分解要吸收能量，試從化學鍵變化的角度分析其原因？解析(jiěxī)：形成4molH－O鍵和2molC＝O鍵釋放的能量比斷裂4molC－H鍵和2molO＝O鍵所吸收的能量高，因此放出熱量。斷裂4molH－O鍵所吸收的能量比形成2molH－H鍵和1molO＝O鍵放出的能量高，因此要吸收能量。精品資料6、氫氣在氧氣中燃燒產(chǎn)生藍色火焰，在反應中，破壞1molH－H鍵消耗的能量為Q1kJ，破壞1molO=O鍵消耗的能量為Q2kJ，形成1molH－O鍵釋放(shìfàng)的能量為Q3kJ。下列關系式中正確的是（）A.2Q1+Q2>4Q3B.2Q1+Q2<4Q3C.Q1+Q2<Q3D.Q1+Q2=Q3B精品資料7、下列關于能量轉換的認識中不正確的是（）A.電解水生成氫氣和氧氣時，電能轉化為化學能B.綠色植物進行光合作用時，太陽能轉化為熱能C.煤燃燒(ránshāo)時，化學能主要轉化為熱能D.白熾燈工作時，電能全部轉化為光能BD精品資料8、下列說法中正確的是（）A.物質發(fā)生(fāshēng)化學反應都伴隨著能量變化B.所有物質的內部都“儲存”有能量，而且這些能量都是相等的C.在一個確定的化學反應關系中，反應物的總能量總是高于生成物的總能量D.化學反應的過程實質是斷開舊化學鍵形成新化學鍵的過程AD精品資料9、在相同條件下，下列物質(wùzhì)分別與H2反應，當消耗等物質(wùzhì)的量的H2時，放出熱量最多的是（）A.Cl2B.Br2C.I2D.SA精品資料新課標人教版化學(huàxué)必修Ⅱ第二章第一節(jié)化學能與熱能(rènéng)

(第2課時）精品資料復習(fùxí)：1、不同的物質不僅組成______、結構______，所包含(bāohán)的化學能也_______。2、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________________________________________________時，有部分能量釋放出來；__________時，反應物要吸收能量，才能轉化為生成物。3、是化學反應中能量變化的主要原因。不同不同不同反應物的總能量與生成物的總能量的相對大小。若E反>E生若E反<E生化學鍵的斷裂和形成精品資料二、化學能與熱能(rènéng)的相互轉化質量守恒定律能量守恒定律化學反應中的能量變化，通常(tōngcháng)主要表現(xiàn)為熱量的變化。熱量的變化：吸熱和放熱精品資料怎樣設計實驗(shíyàn)來了解反應中的熱量變化情況？下面我們一起通過實驗(shíyàn)來認識和感受一下化學能與熱能的相互轉化！精品資料[實驗探究(tànjiū)2—1]鋁片與鹽酸的反應在一支試管中加入2-3mL６mol/L的鹽酸，再插入用砂紙打磨光的鋁條，觀察現(xiàn)象(xiànxiàng)，并用溫度計測量溶液溫度的變化．精品資料實驗(shíyàn)2－1現(xiàn)象結論鋁與鹽酸(yánsuān)反應，放出大量氣泡，溫度升高該反應是放熱反應精品資料[實驗2—2探究(tànjiū)]：Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應２.整個(zhěnggè)實驗中有哪些創(chuàng)新之處？1.整個實驗的現(xiàn)象、反應化學方程式和結論？精品資料實驗(shíyàn)2－2現(xiàn)象：1、玻璃片（小木板）會與小燒杯粘結在一起2、有少許刺激性氣味氣體(qìtǐ)產(chǎn)生3、有水生成Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl＝BaCl2+2NH3+10H2O結論：該反應是吸熱反應精品資料實驗(shíyàn)探究２－３鹽酸溫度NaOH溶液溫度中和反應后溫度鹽酸與氫氧化鈉溶液反應(fǎnyìng)，觀察反應(fǎnyìng)中溶液溫度的變化。精品資料實驗(shíyàn)2－3鹽酸溫度/℃NaOH溶液溫度/℃中和反應后溫度/℃結論：中和反應(fǎnyìng)是放熱反應(fǎnyìng)。實質：H++OH－＝H2O反應后溫度升高室溫室溫中和熱：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精品資料【思考(sīkǎo)與交流】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。如果要通過實驗來測定鹽酸與氫氧化鈉反應的中和熱，你認為在設計實驗裝置和操作時應該注意哪些問題？你準備(zhǔnbèi)如何設計并進行實驗？請與同學討論、交流。精品資料中和熱的測定(cèdìng)裝置在大燒杯底部墊泡沫塑料（或紙條），使放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平。然后再在大、小燒杯之間填滿碎泡沫塑料（或紙條），大燒杯上用泡沫塑料板（或硬紙板）作蓋板，在板中間開兩個小孔，正好使溫度計和環(huán)形玻璃攪拌棒通過(tōngguò)，以達到保溫、隔熱、減少實驗過程中熱量損失的目的，如上圖所示。該實驗也可在保溫杯中進行。精品資料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①反應物的濃度和體積取定值；②測量反應前后的溫度值；③做平行實驗取平均值。二是盡量減小實驗誤差，如①用經(jīng)過標定的鹽酸和氫氧化鈉溶液；②量液器最好使用移液管；③攪拌使反應充分進行；④及時散熱，使混合液溫度均衡；⑤溫度計的精確度高，最好使用精度為0.1℃或更高的溫度計；⑥鹽酸跟氫氧化鈉溶液混合后液面上方的空間盡可能??；⑦使用絕緣裝置，避免熱量散發(fā)(sànfā)到反應體系之外；⑧溫度計要讀準確。思考(sīkǎo)與交流精品資料隨堂練習(liànxí)1.下列說法正確的是()A.大多數(shù)的化合反應(huàhéfǎnyīnɡ)是釋放能量的反應B.大多數(shù)分解反應是吸收能量的反應C.釋放能量的反應都不需要加熱D.吸收能量的反應都需要加熱AB精品資料2.下列(xiàliè)反應既屬于氧化還原反應,又屬于吸熱反應的是()A.鋁片與稀鹽酸的反應B.Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反應C.灼熱的炭與CO2的反應D.甲烷(jiǎwán)在氧氣中的燃燒反應C精品資料3、如右圖所示，把試管放入盛有25℃時飽和石灰水的燒杯中，試管中開始(kāishǐ)放入幾小塊鎂片，再用滴管滴入5mL鹽酸于試管中.試回答下列問題：(1)實驗中觀察到的現(xiàn)象是(2)產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是(3)寫出有關反應的離子方程式(4)由實驗推知，MgCl2溶液和H2的總能量(填“大于”、“小于”、“等于”)鎂片和鹽酸的總能量.(1)①鎂片上有大量氣泡產(chǎn)生；②鎂片逐漸溶解；③燒杯中析出晶體.(2)鎂與鹽酸(yánsuān)反應產(chǎn)生氫氣，該反應為放熱反應，Ca(OH)2在水中的溶解度隨溫度升高而減小，故析出Ca(OH)2晶體.(3)Mg+2H+=Mg2++H2(4)小于精品資料常見(chánɡjiàn)的放熱反應和吸熱反應放熱反應(fànɡrèfǎnyìng)所有燃燒中和反應溶液里的置換一般的化合反應特殊的分解吸熱反應電離強堿與銨鹽一般的分解特殊的化合精品資料新課標人教版化學(huàxué)必修Ⅱ第二章第一節(jié)化學能與熱能(rènéng)

(第3課時）精品資料三、化學能的應用(yìngyòng)利用熱量進行生活、生產(chǎn)和科研。利用熱能使很多化學反應(huàxuéfǎnyìng)得以發(fā)生。如：精品資料科學(kēxué)視野生物體中的能量轉化人體內發(fā)生的氧化還原反應(fǎnyìng)與體外的燃燒本質相同，最終產(chǎn)物一樣（都是二氧化碳和水），都是放熱反應(fǎnyìng)，所放出的能量也相等。只是二者反應(fǎnyìng)條件不同。【自主學習】啟示：生物化學過程在利用“能源”上更為合理、有效。精品資料精品資料精品資料科學(kēxué)視野人類(rénlèi)利用能源的三個階段1、柴草時期：以樹枝雜草為主要能源2、化石能源時期：以煤、石油、天然氣為主要能源3、多能源結構時期：可再生能源、清潔能源精品資料練習：指出下列(xiàliè)說法的正誤Ａ、生物體內進行的緩慢(huǎnmàn)氧化反應是放熱反應。Ｂ、化學鍵斷裂吸收的能量越多，化學鍵越牢固。Ｃ、植物光合作用吸收太陽能，與化學能無關。Ｄ、柴草的燃燒與化學能無關。Ｅ、人類的文明程度與人均耗能無關。對對不對不對不對精品資料1、物質發(fā)生化學反應的同時還伴隨著能量(néngliàng)的變化,而這種能量(néngliàng)變化又通常表現(xiàn)為熱能變化。2、化學鍵的斷裂和形成是化學反應中能量(néngliàng)變化的主要原因。3、化學反應中能量轉化遵循能量守衡原則?！颈竟?jié)小結】精品資料【歸納(guīnà)小結】一個化學反應(huàxuéfǎnyìng)是為放熱反應還是吸熱反應取決于：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，即取決于反應物的總能量與生成物的總能量的相對大小。精品資料常見(chánɡjiàn)的放熱反應和吸熱反應放熱反應(fànɡrèfǎnyìng)所有燃燒中和反應溶液里的置換一般的化合反應特殊的分解吸熱反應電離強堿與銨鹽一般的分解特殊的化合精品資料一、反應熱1、定義(dìngyì)：在化學反應過程(guòchéng)中放出或吸收的熱量符號：△H單位：KJ/mol△H<0表示放熱反應△H

>0表示吸熱反應2、計算方法：反應物的總能量減去生成物的總能量所得的數(shù)值3、分類：①燃燒熱，②中和熱精品資料3、分類(fēnlèi)：①燃燒熱，②中和熱①燃燒熱在101KPa時，1mol純物質完全燃燒生成穩(wěn)定(wěndìng)的化合物時所放出的熱量叫做該物質的燃燒熱②中和熱在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應生成1mol水所釋放的熱量叫中和熱。室溫下中和熱約為57.3KJ/mol中和反應，燃燒反應均為放熱反應精品資料有關反應熱的計算【例1】25℃、101kPa時，使1.0g鈉與足量的氯氣(lǜqì)反應，生成氯鈉晶體并放出17.87kJ的熱量，求生成1mol氯化鈉的反應熱?！窘狻縉a(g)+?Cl2(g)==NaCl(s)17.87kJ/1g×23g/mol=411kJ/mol答：生成1molNaCl時放出(fànɡchū)熱量411kJ。精品資料有關燃燒熱的計算【例2】乙醇的燃燒熱△H=-1366.8kJ/mol，在25℃、101kPa時，1kg乙醇充分燃燒后放出(fànɡchū)多少熱量？【解】n(C2H5OH)=1000g/46g/mol=21.74mol1kgC2H5OH燃燒(ránshāo)后產(chǎn)生的熱量：1366.8kJ/mol×21.74mol=2.971×104kJ答：1kgC2H5OH燃燒(ránshāo)后放出2.971×104kJ的熱量。精品資料二、蓋斯定律(dìnglǜ)1840年，瑞士化學家蓋斯（G．H．Hess）通過大量實驗事實證明，不管化學反應(huàxuéfǎnyìng)是一步完成或分幾步完成，其反應熱是相同的。換句話說，化學反應(huàxuéfǎnyìng)的反應熱只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關，而與反應的途徑無關。這就是蓋斯定律。精品資料看下面的圖理解(lǐjiě)蓋斯定律某人(mǒurén)從山下A到達山頂B，無論是翻山越嶺攀登而上，還是坐纜車直奔山頂，其所處的海拔都高了300m即山的高度與A、B點的海拔有關，而與由A點到達B點的途徑無關這里的A相當于反應體系的始態(tài)，B相當于反應體系