化学能与热能(精品).ppt
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1、第二章第一节 化学能与热能,课题引入,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。,我国化石燃料和水电能源消耗构成图,16.6%,2.1%,5.1%,76.2%,一飞冲天:“神舟”五号发射实况回放,生活中哪些事实说明了在化学反应中伴随着能量的变化?,【思考与交流】,物质发生化学反应的同时还伴随着能量的变化,而这种能量变化又通常表现为热能变化。,第一节 化学能与热能,一、化学键与化学反应中能量变化的关系,1、化学
2、反应的本质是?,以氢气在氯气中燃烧为例,用化学键的观点分析反应的本质过程。,H2+Cl2=2HCl,HH,Cl Cl,HCl,断开,断开,点燃,一个化学反应的的过程,本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。,形成,H2+Cl2=2HCl,HH,Cl Cl,HCl,吸收能量,断开,断开,吸收能量,形成,放出能量,点燃,化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。,【思考与交流】,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,一个化学反应吸收能量还是放出能量是由什么决定的呢?,2、一个化学反应吸收能量还是放出能量的决定因素,看
3、图讨论,分析化学反应,放出能量,看图讨论,分析化学反应,吸收能量,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。,规律,【归纳小结】,一个化学反应是为放热反应还是吸热反应取决于:,取决于所有断键吸收的总能量与所有形成新键放出的总能量的相对大小,即取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。,反应物的能量之和 E反,生成物的能量之和 E生,(1)若E反 E生,,(2)若E反 E生,,放出能量,吸收能量,放热反应,吸热反
4、应,E反=E生+E热,2摩H2和1摩O2生成2摩H2O的能量变化(H与H键能是436KJ/mol,O与O键能是496KJ/mol,H与O键能是463KJ/mol),举例:拆开1摩H2所需能量是436KJ,拆1摩O2需要能量是496KJ。,算一算:,在101.3kPa,298K条件下,断开1molAB为A、B时过程的焓变(即能量的变化),称为A-B键的键能。,通常,键能愈大,键愈牢固,由该键构成的分子也愈稳定,该分子本身所具有的能量就愈低。,放出484KJ的能量,反应物的总能量=生成物的总能量+放出的热量,生成物的总能量=反应物的总能量+吸收的热量,【课堂小结】,1、当物质发生化学反应时,断开反
5、应物中 的化学键要;而形成生成物中 的化学键要。一个化学反应是 释放能量还是吸收能量取决于。,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,课堂练习:,2、若反应物的总能量生成物的总能量,化学反应 能量。若反应物的总能量生成物的总能量,化学反应 能量。,放出,吸收,3已知反应ABCD为放热反应,对该反应 的下列说法中正确的是()A.A的能量一定高于C B.B的能量一定高于D C.A和B的总能量一定高于C和D的总能量 D.该反应为放热反应,故不必加热就一定 能发生,C,4、在反应H2+Cl2 2HCl中,已知HH 键能为436kJ,ClCl键能为247kJ,HCl键能为431kJ,判
6、断该反应是()A.吸热反应 B.放热反应 C.吸收179kJ热量 D.放出179kJ热量,BD,5、甲烷燃烧要放出热量,水的分解要吸收能量,试从化学键变化的角度分析其原因?,解析:形成4molHO键和2molCO键释放的能量 比断裂4molCH键和2molOO键所吸收的能 量高,因此放出热量。断裂4molHO键所吸收的能量比形成2mol HH键和1molOO键放出的能量高,因此 要吸收能量。,6、氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰,在反应中,破坏1molHH键消耗的能量为Q1kJ,破坏1molO=O键消耗的能量为Q2kJ,形成1molHO键释放的能量为Q3kJ。下列关系式中正确的是()A.2Q1+Q
7、2 4Q3 B.2Q1+Q2 4Q3 C.Q1+Q2 Q3 D.Q1+Q2=Q3,B,7、下列关于能量转换的认识中不正确的 是()A.电解水生成氢气和氧气时,电能转 化为化学能 B.绿色植物进行光合作用时,太阳能 转化为热能 C.煤燃烧时,化学能主要转化为热能 D.白炽灯工作时,电能全部转化为光能,BD,8、下列说法中正确的是()A.物质发生化学反应都伴随着能量变化 B.所有物质的内部都“储存”有能量,而 且这些能量都是相等的 C.在一个确定的化学反应关系中,反应 物的总能量总是高于生成物的总能量 D.化学反应的过程实质是断开旧化学键 形成新化学键的过程,AD,9、在相同条件下,下列物质分别与
8、H2反应,当消耗等物质的量的H2时,放出热量最多的是()A.Cl2 B.Br2 C.I2 D.S,A,新课标人教版化学必修,第二章第一节 化学能与热能(第2课时),复习:,1、不同的物质不仅组成_、结构_,所包含的化学能也_。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。3、是化学反应中能量变化的主要原因。,不同,不同,不同,反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。,若E反 E生,若E反 E生,化学键的断裂和形成,二、化学能与热能的相互转化,质量守恒定律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
9、变化。热量的变化:吸热和放热,怎样设计实验来了解反应中的热量变化情况?,下面我们一起通过实验来认识和感受一下化学能与热能的相互转化!,实验探究21 铝片与盐酸的反应,在一支试管中加入2-3mLmol/L的盐酸,再插入用砂纸打磨光的铝条,观察现象,并用温度计测量溶液温度的变化,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21,铝与盐酸反应,放出大量气泡,温度升高,该反应是放热反应,实验22探
10、究:Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反应,.整个实验中有哪些创新之处?,1.整个实验的现象、反应化学方程式和结论?,实验22,现象:1、玻璃片(小木板)会与小烧杯粘结在一起 2、有少许刺激性气味气体产生 3、有水生成,结论:该反应是吸热反应,实验探究,盐酸与氢氧化钠溶液反应,观察反应中溶液温度的变化。,实验23,结论:中和反应是放热反应。,实质:H+OH H2O,反应后温度升高,室温,室温,中和热:酸与碱发生中和反应生成1molH2O时 所释放的热量称为中和热,【思考与交流】,酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量称为中和热。如果要通过实验来测定盐酸与氢氧化钠反应的中和热,你认
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