化学必修一化学能与热能ppt课件.ppt
第二章化学反应与能量,2.1 化学反应与热能,很早以前，人们就对化学反应孜孜不倦的探索, 究竟化学反应的魅力何在?,1. 化学反应产生出的许多新物质，可以满足人们的物质生活需要！,2. 化学反应提供的能量 推动人类社会不断的进步。,思考,反应中常伴随着能量变化，能量的形式有多种，如热能、光能、电能、声能等,反应中的能量变化,白磷的燃烧,氨的燃烧,化学反应 主要伴随着热量的放出,结论：,一、化学能与热能的相互转化,物质在发生化学反应的同时还伴随着能量的变化，这些能量变化通常又表现为热量的变化。,大家知道哪些利用化学反应产生热能的例子吗？,怎样设计实验来了解反应中的热量变化情况？,分组实验 1：盐酸与镁条的反应,分组实验 2：Ba(OH)2 8H2O与NH4Cl的反应,Ba(OH)28H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3+10H2O,有无色无味气泡放出,试管外壁发烫,产生刺激性气味的气体，混合物呈糊状,烧杯底部很冷,反应吸收热量,反应放出热量,有氢气生成,有氨气生成,实验23,结论：中和反应是放热反应。,反应后温度升高,室温,室温,中和热：在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1mol H2O时所释放的热量称为中和热,分组实验 3：盐酸与氢氧化钠的反应,思考与交流,测量中和反应热应该注意哪些问题？,1、保温隔热的效果一定要好。,2、酸碱浓度要准确。,3、温度计要读准，水银球要全浸在,4、实验操作时动作要快，以尽量,溶液中，且要稳定一段时间再读。,减少热量的散失。,在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应生成 1mol H2O（液态）所释放的热量，为57.3kJ,2、化学反应有新物质生成，伴有能量变化，常表现为热量 变化(还有光能、电能等)。,小 结,放热反应：有热量放出的化学反应,吸热反应：有热量吸收的化学反应,1、化学反应的过程,可以看成是能量的“贮存”或“释放”的过程,记笔记,常见的放热反应和吸热反应,放热反应,物质与氧气的反应 燃料的燃烧中和反应金属与酸活泼金属与水的反应 生石灰和水反应大部分化合反应,吸热反应,C+CO2C+H2OH2+CuOBa(OH)28H2O+NH4ClFe+H2O（g）大部分分解反应,记笔记,巩固练习：,1. 下列物质加入水中显著放热的是：,A.生石灰 B.酒精,C.固体NaCl D.固体NaOH,2. 下列反应中既属于氧化还原反应同时又是吸热反应的是：,A.Ba(OH)2 8H2O与NH4Cl反应,B.镁与稀盐酸 C.灼热的炭与CO2,D.甲烷与O2反应,巩固练习：,3. 下列反应属于放热反应的是:,A. NaOH与HCl反应 B. C和CO2共热,C. 碳酸钙的分解 D. 制备水煤气的反应,4、1molBa(OH)2 和1mol H2SO4反应放出的热量为Q，则Q为它们的中和热,错,其中和热为1/2 Q,CaCO3 CaO + CO2,高温,CuO + H2 Cu + H2O,加热,C + H2O CO + H2,高温,产生水煤气的反应,氢气还原氧化铜,生产生石灰的反应,高温,加热,以上反应需要吸收一定能量，才能发生。,注意反应条件,思考与讨论,化学反应伴随着能量变化，有的反应放出热量，有的反应却需要不断的加热，吸收热量反应才能进行。,这是为什么呢？,这些能量又是如何变化的呢？能量从哪来又到哪里去了呢？,二、化学键和化学反应 中能量变化的关系,物质发生转化,总质量保持不变,质量守恒定律,能量发生转化,总能量保持不变,能量守恒定律,1、化学反应中能量变化的宏观体现,看图讨论,看图讨论,E 反应物总,+,E 生成物总,E 反应物,热量,E生成物,反应物的总能量=生成物的总能量+放出的热量,结论：反应物的总能量大于生成物的总能量， 反应放出能量。,+,E 反应物,E 生成物,热量,E 反应物,热量,E 生成物,结论：反应物的总能量小于生成物的总能量， 反应吸收能量。,反应物的总能量+吸收的热量=生成物的总能量,化学反应是否为放热还是吸热取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。,放出能量,吸收能量,宏观：化学反应中能量变化的原因 反应物和生成物的总能量相对大小,反应物的总能量 生成物的总能量，反应放出能量。,大于,反应物的总能量 生成物的总能量，反应吸收能量。,小于,化学反应中的能量变化遵循能量守恒定律。,总结：各种物质都储存化学能,不同物质,储有化学能不同,放热反应是化学能转化为热能。 吸热反应是热能转化为化学能。,总结：,记笔记,2、化学反应中能量变化的微观体现,分子或化合物里的原子之间是通过 相结合的，而化学键是与能量联系在一起的。,化学键,断开旧键 吸收能量,形成新键 放出能量,H-H= H+H 吸收 436kJ/mol,H-F= H+ F 吸收 565kJ/mol,化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因,在25和101kPa的条件,H+H = H-H 放出 436kJ/mol,H+F = H-F 放出 565kJ/mol,资料,想一想,通过资料你能得到什么启示？,某些键的键能(kJ/mol),键能越大,含该键的分子越稳定,化学键越牢固,键能：形成1 mol化学键释放的能量和断开1 mol 该 化学键所需能量是相同的，称之为键能。,记笔记,试一试,已知，1molCH4中，断开1molC-H键需要吸收415KJ的能量，请问断开1molCH4分子中所有的C-H键需要吸收多少能量？,断开1molCH4中的所有C-H键则要吸收4mol415KJ/mol=1660KJ,断裂反应物中的化学键吸收能量, 形成生成物中的化学键释放能量,化学键变化与能量变化关系图,问题,如何知道一个反应是吸热还是放热呢？,.微观：化学反应中能量变化的原因化学键的断裂和形成,断开化学键吸收的总能量 形成化学键释放出的总能量，反应放出能量。,小于,音乐喷泉,H,Cl,Cl,H,断开化学键吸收的总能量 形成化学键释放出的总能量，反应吸收能量。,能量,反应进程,大于,一个简单的计算：,在25和101kPa的条件下，,即：由1mol的H2和1mol的F2，会释放出 2 431kJ-436kJ-243kJ=183kJ,H2 + Cl2 2HCl kJ,Cl - Cl Cl + Cl 吸收243kJ/mol,H-H H + H 吸收436kJ/mol,吸收还是放出热量？,放出183,H + Cl H-Cl 放出431kJ/mol,例如,能量,反应进程,在25、101kPa条件下 H2 + Cl2 2HCl 反应为例,断开1molH-H键和1molCl-Cl键吸收的总能量为(436+243)kJ =679kJ,形成2mol H-Cl化学键放出的总能量为862kJ,1mol H2和1molCl2反应放出能量(862-679)kJ=183kJ,放出能量183kJ,点燃,小结2,微观：化学反应中能量变化的主要原因 化学键的断裂和形成,大于,断开化学键吸收的总能量 形成化学键释放出的总能量，反应放出能量。,断开化学键吸收的总能量 形成化学键释放出的总能量，反应吸收能量。,小于,（1）宏观：化学反应中，化学反应中能量变化主要取决于反应物的总能量和生成物的总能量的相对大小。（2）微观：化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。,小结,断键吸收总能量 成键放出总能量,断键吸收总能量 成键放出总能量,反应物的总能量 生成物的总能量,反应物的总能量 生成物的总能量,2、化学反应中能量变化遵循能量守恒定律,1、化学反应中能量变化原因,记笔记,反应物的能量之和E反(断开化学键E断),生成物的能量之和E生(生成化学键E成),（1）若E反总 E生总，,（2）若E反总 E生总，,或者,（1）若E断吸 E成放,（2）若E断吸 E成放,吸收能量,放出能量,吸收能量,放出能量,记笔记,根据能量守恒原则，一个物质具有的总能量是一定的，如果储存在化学键里的能量越大，那么储存在物质体系中的能量就越小键能：形成化学键时释放出的能量，放出能量越多，本身的能量就越低，也就越稳定。,能量越低越稳定！,生物体中的能量转化,人体内发生的氧化还原反应与体外的燃烧本质相同，都是放热反应。只是二者条件不同（前者在体温条件和酶的催化作用下发生的），且前者更加合理有效。,科学视野,科学视野,1、社会发展与能源利用,2、人类利用能源的三个阶段,柴草时期,中国古代制陶图,化石能源时期,多能源结构时期,
