熱能與化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)化v

化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化

目前市面上有一種新型飯盒“即熱飯盒”，其原理是在飯盒底部有兩層，一層存放水，另一層存放鎂粉和鐵粉的混合物．使用時(shí)打開(kāi)隔離層，即發(fā)生以下反應(yīng)：Mg+2H2O=X+H2↑．請(qǐng)根據(jù)以上信息回答下列各題：（1）該飯盒底部“即熱”的原理是________；（2）X的化學(xué)式是____,你推斷X的化學(xué)式的依據(jù)________；二、化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化質(zhì)量守恒定律能量守恒定律能量不會(huì)自然產(chǎn)生，也不會(huì)自然消失，只能從一種形式的能量轉(zhuǎn)化為另一種形式的能量，轉(zhuǎn)化的途徑和能量的形式可以不同，但體系的總能量是不變的，這就是能量守恒定律。

化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，通常表現(xiàn)為熱量的變化－吸熱或放熱。能量反應(yīng)過(guò)程反應(yīng)過(guò)程反應(yīng)物生成物能量放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)反應(yīng)物生成物[實(shí)驗(yàn)2—1]鋁片與鹽酸反應(yīng)的熱量變化在一支試管中加入2-3mL６mol/L的鹽酸，再插入用砂紙打磨光的鋁條，觀察現(xiàn)象，并用溫度計(jì)測(cè)量溶液溫度的變化．實(shí)驗(yàn)2－1現(xiàn)象結(jié)論鋁與鹽酸反應(yīng)，放出大量氣泡；用手摸反應(yīng)后的時(shí)管，手感到熱；用溫度計(jì)測(cè)得溫度升高該反應(yīng)是放熱反應(yīng)[實(shí)驗(yàn)2—2]Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應(yīng)的熱量變化思考與交流1：1.為什么要將Ba(OH)2·8H2O晶體研磨成粉末，而且晶體混合后立即用玻璃棒快速攪拌？2.反應(yīng)放出有刺激氣味的氣體，你能想出幾種方法檢驗(yàn)？1.用玻璃棒快速攪拌是為了增大接觸面積，加快反應(yīng)速率。2.可以用濕潤(rùn)的紅石蕊試紙檢驗(yàn)；也可以用玻璃棒蘸濃鹽酸驗(yàn)；濕潤(rùn)的酚酞試紙檢驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論將晶體混合后立刻用玻璃棒快速攪拌手觸摸燒杯下部用手拿起燒杯反應(yīng)完觀察反應(yīng)方程式有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，該氣體能使?jié)駶?rùn)紅色石蕊試紙變藍(lán)有NH3生成燒杯變冷反應(yīng)吸熱燒杯下帶有水滴的玻璃片粘到燒杯底部反應(yīng)吸收熱量使體系溫度降低，使水結(jié)成冰混合物成糊狀有水生成Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O實(shí)驗(yàn)2－2思考與交流21.該反應(yīng)有何不足之處？你覺(jué)得應(yīng)如何改進(jìn)？2.“冰融化成水”是吸熱反應(yīng)嗎？溫馨提示：1.冰融化成水，蒸發(fā)，升華，只是吸熱過(guò)程，而不是吸熱反應(yīng)。2.氫氧化鈉固體溶于水，濃硫酸溶于水，只是放熱過(guò)程，而不是放熱反應(yīng)。3.吸熱過(guò)程既包括物理變化又包括化學(xué)變化，而吸熱反應(yīng)只是在“化學(xué)”變化中吸收能量。鹽酸溫度/℃NaOH溶液溫度/℃中和反應(yīng)后溫度/℃結(jié)論：中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)。實(shí)質(zhì)：H++OH－＝H2O中和熱：酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時(shí)所釋放的熱量稱為中和熱。[實(shí)驗(yàn)2—3]酸堿中和反應(yīng)的熱量變化思考與交流3：如果要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)定鹽酸與氫氧化鈉反應(yīng)的中和熱，你在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置和操作時(shí)應(yīng)該注意哪些問(wèn)題？（1）用隔熱裝置，盡量減少熱量散失；（2）酸堿的量要準(zhǔn)確：n＝C×Va、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(jì)越精確越好（4）注意控制反應(yīng)時(shí)間（5）多做幾次，取平均值

中和熱的測(cè)定

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(kāi)兩個(gè)小孔，正好使溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒通過(guò)，以達(dá)到保溫、隔熱、減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程中熱量損失的目的，如上圖所示。該實(shí)驗(yàn)也可在保溫杯中進(jìn)行。思考與交流4判斷下列反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)

①燃燒木炭取暖

②炸藥爆炸

③煅燒石灰石制生石灰

④生石灰與水作用制熟石灰

⑤食物因氧化而腐敗

⑥鈉、鎂、鋁與稀鹽酸反應(yīng)

⑦氫氣還原氧化銅的反應(yīng)

放熱放熱吸熱放熱放熱放熱吸熱

探索與總結(jié)常見(jiàn)的放熱反應(yīng)所有的燃燒反應(yīng)所有的中和反應(yīng)多數(shù)化合反應(yīng)金屬與酸(或水)反應(yīng)物質(zhì)氧化常見(jiàn)的吸熱反應(yīng)多數(shù)分解反應(yīng)CaCO3高溫分解Ba(OH)2.8H2O+NH4ClC+CO2H2+CuOC+H2O(g)化學(xué)反應(yīng)熱能煤、石油、天然氣的燃燒（產(chǎn)生）CaCO3經(jīng)過(guò)高溫煅燒分解成CaO（動(dòng)力）熱能對(duì)化學(xué)反應(yīng)的支持作用，利用熱能來(lái)完成常溫下很難發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。獲取能量問(wèn)題交流【學(xué)與問(wèn)】

這里所列舉的兩類反應(yīng)說(shuō)明了化學(xué)反應(yīng)與熱能之間的辯證關(guān)系以及它們之間的相互轉(zhuǎn)化：本節(jié)課你有什么收獲？1、認(rèn)識(shí)和感受了化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要表現(xiàn)形式：放熱反應(yīng)是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，吸熱反應(yīng)是將熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；2、通過(guò)對(duì)中和反應(yīng)的探究得出：酸堿中和反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，而且反應(yīng)熱不僅可以定性的感受還可以定量測(cè)量。3、了解了常見(jiàn)的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)。練習(xí)：1、下列說(shuō)法正確的是（）

A.需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)

B.任何放熱反應(yīng)在常溫條件下一定能發(fā)生反應(yīng)

C.反應(yīng)物和生成物所具有的總能量決定了反應(yīng)結(jié)果是放熱還是吸熱

D.吸熱反應(yīng)在一定條件下也能發(fā)生反應(yīng)CD2、氫氣在氧氣中燃燒產(chǎn)生藍(lán)色火焰，在反應(yīng)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鍵釋放的能量為Q3kJ。下列關(guān)系式中正確的是（）A.2Q1+Q2>4Q3B.2Q1+Q2<4Q3C.Q1+Q2<Q3D.Q1+Q2=Q3B3、如右圖所示，把試管放入盛有25℃時(shí)飽和石灰水的燒杯中，試管中開(kāi)始放入幾小塊鎂片，再用滴管滴入5mL鹽酸于試管中.試回答下列問(wèn)題：(1)實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象是

(2)產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是

(3)寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式

(4)由實(shí)驗(yàn)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)鎂與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，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)小于化石能源是當(dāng)今世界的主要能源化石燃料面臨燃料枯竭、污染問(wèn)題沼氣能太陽(yáng)能的利用利用核能的人造小太陽(yáng)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)地?zé)岬牟杉毕l(fā)電裝置氫能替代化石能源優(yōu)點(diǎn)氫資源豐富燃燒熱值