化学能与热能01.ppt

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1、第二章 化学反应与能量,第一节 化学能与热能,能源与人类,能源是人类赖以生存和发展的物质基础，我们每时每刻、分分秒秒都离不开它。迄今为止，人类所能利用的能源主要是化学能、电能、以及核能等等。但是，由于人类大量开发和浪费资源，造成了资源的不合理利用从而引发了不可回避的能源危机。,你知道吗?,煤、石油、天然气的主要化学成分是烃类等有机物（煤中含有大量的碳），它们燃烧时放出热能。你一定想知道，这种能量从何而来?它与化学物质和化学反应有什么关系？石灰石（主要成分是碳酸钙）要经过高温煅烧才能变成生石灰，高温提供的热能在石灰石的分解反应中起到什么作用？,你知道吗?,不同的燃料其组成不同，燃烧后放出的热量也

2、不相等。为什么不同的燃料燃烧时放出的热量会不同？燃料在燃烧反应中产生的热能来自哪里？,分子里相邻的原子之间强烈的相互作用，通常叫做化学键。,化学键,一、化学键与化学反应中能量变化的关系,分子或化合物里的原子之间是通过化学键相结合的，而化学键是与能量联系在一起的。当物质发生化学反应时，断开反应物中的化学键要吸收能量，而形成生成物中的化学键要放出能量。化学键的断裂和形成正是化学反应中能量变化的主要原因。各种物质都储存有化学能。不同的物质不仅组成不同、结构不同，所包含的化学能也不同。,想一想：,在化学反应中，随着物质的变化，既有反应物中化学键的断裂，又有生成物中化学键的形成，化学能也随之而改变。那么

3、，一个化学反应吸收能量还是放出能量是由什么决定的呢？,1mol H2分子中的化学键断裂时需吸收能量,1mol Cl2分子中的化学键断裂时需吸收能量,HCl分子中的化学键形成时要释放能量,在25和101kPa的条件下，1mol H2与1mol Cl2反应：,+）,一、化学键与化学反应中能量变化的关系,（1）微观的角度：化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因,（2）宏观的角度：,化学反应中伴随的能量变化,在化学反应中，反应物的总能量与生成物的总能量间的能量差。,规律,如果反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量,那么在发生化学反应时,就有部分能量以热的形式释放出来;如果反应物所具有的

4、总能量低于生成物所具有的总能量,那么在发生化学反应时,反应物就需要吸收能量,才能转化为生成物。,一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量，决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。,规律,反应物的总能量生成物的总能量，化学反应放出能量反应物的总能量生成物的总能量，化学反应吸收能量,练习：,1、在化学反应中，断裂化学键需要_，形成化学键将_。化学反应是吸热反应还是放热反应决定于_。,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,2、两位同学讨论放热和吸热反应。甲说加热后才能发生的化学反应是吸热反应，乙说反应中要持续加热才能进行的反应是吸热反应。你认为他们的说法正

5、确吗？为什么？,二、化学能与热能的相互转化,质量守恒定律和能量守恒定律化学反应中的能量变化，通常主要表现为热量的变化。热量的变化：吸热和放热,实验,1.铝与盐酸反应的化学方程式：。2.在反应过程中你将能看到什么现象？3.用眼睛不能直接观察到反应中的热量变化，你将采取哪些简单易行的办法来了解反应中的热量变化？4.要明显的感知或测量反应中的热量变化，你在实验中应注意哪些问题？,思考与讨论：,实验2-1：在一支试管中加入2mL 6mol/L的盐酸，再插入用砂纸打磨光的铝条。观察现象，并用手去感受反应温度的变化。（视频）,Al片表面冒出大量的气泡,试管壁发烫,反应为放热反应2Al+6HCl=2AlCl

6、3+3H2,实验,实验2-2：20g Ba(OH)2 8H2O（研细）+10g NH4Cl,烧杯壁很凉,玻璃片与烧杯黏结在一起,闻到了刺激性气味,反应为吸热反应Ba(OH)28H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3+10H2O,探究：,中和热：酸与碱发生中和反应生成1mol水所释放 的热量称为中和热。,放热反应,放热反应,放热反应,均为放热反应反应的实质：H+OH-=H2O,研究意义,化学反应所释放的能量是现代能量的主要来源之一。,化学反应中的热量问题，对于化工生产和尖端科学技术方面都有重要意义。例如：合成氨反应是放热的。如果不设法将这些热量移走，反应器内温度就会过高，这样不仅会烧坏催化剂

7、，使产量降低，还可能发生爆炸事故。在制造水煤气反应中要吸收大量的热，如果不及时供应所需热量，反应就不能顺利进行，甚至停止。,反应的大体分类,燃烧反应酸碱中和反应活泼金属跟水或酸的反应化合反应（一般）,放热反应,分解反应（一般）吸热反应,特例：C+CO2=2CO CO+H2O=CO2+H2 Ba(OH)28H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3+10H2O 也都是吸热反应,高温,高温,化学能的应用,利用热量进行生活、生产和科研。利用热能使很多化学反应得以发生。,如：,2、人类利用能源的三个阶段,柴草时期,化石能源时期,多能源结构时期,复习：,1、不同的物质不仅组成_、结构_，所包含的化学能也

8、_。2、一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量，决定于_。_时，有部分能量释放出来；_时，反应物要吸收能量，才能转化为生成物。,小结,、下列反应中，属于放热反应的是（）属于吸热反应的是（）A实验室制H2的反应 B实验室制CO2的反应C水的分解反应 D石灰石分解的反应2、下列说法不正确的是（）A化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化B物质燃烧和中和反应均放出热量C分解反应肯定是吸热反应D化学反应是吸热还是放热决定于生成物具有的总能量和反应物具有的总能量,课堂小练,A B,C D,C,3、已知金刚石在一定条件下转化为石墨是放热的。据此，以下判断或说法正确的是（）A需要加热方能发

9、生的反应一定是吸热反应B放热反应在常温下一定很容易发生C反应是放热还是吸热，必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小D吸热反应在一定条件下也能发生4、已知破坏1mol NN键、HH键和NH键分别需要吸收的能量为946kJ、436kJ、391kJ。试计算1molN2（g）和3 molH2（g）完全转化为 NH3(g)的反应热的理论值。,C D,随堂练习：,、mol-键的键能是436KJ,mol I I 键的键能是151KJ，molH-I 键的健能是299KJ。则H2（g）+I2（g）=2HI（g）的反应是（）、吸热反应、放热反应、分解反应、可逆反应,、,、指出下列说法的正误,、生物体内进行的

10、缓慢氧化反应是放热反应。、化学键断裂吸收的能量越多，化学键越牢固。、植物光合作用吸收太阳能，与化学能无关。、柴草的燃烧与化学能无关。、人类的文明程度与人均耗能无关。,课后练习：,1.吸收能量，放出能量，反应物总能量与生成物总能量的相对大小。2.热量，放出。3.C、H元素，CO2、H2O。4.，。5.反应物中化学键断裂需要吸收能量，生成物中化学键形成则要放出能量，当成键放出的能量大于断键吸收的能量时，反应最终放出能量，这部分能量以热的形式放出就是热能。吸热反应所吸收的热量被用于破坏反应物中的化学键。6.同意乙同学的说法。因为放热反应是成键放出的能量大于断键吸收的能量，但化学反应首先需要能量来断键。,