第二章第一节

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,16.6,2.1,5.1,76.2,我国化石燃料和水电能源消耗构成图,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

2、到什么作用,化学反应中存在能量变化的主要原因：1.从化学键的角度加以分析2.从能量守恒的角度加以分析,一、化学键与化学反应中能量变化的关系,1）化学反应的本质： 旧化学键断裂和新化学键形成,H2 + Cl2 = 2HCl,HH,Cl Cl,HCl,断开,断开,点燃,形成,1、从化学键的角度分析,化学反应中能量变化的主要原因,化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。 物质的化学反应与体系的能量变化同时发生,从化学键的观点来分析能量的变化,所以：一个化学反应是否为放热还是吸热取决于,取决于所有断键吸收的总能量（E吸）与所有 形成新键放出的总能量（E放）的相对大小,E吸E放，该反应吸收能量

3、 E吸E放，该反应放出能量,键能 实验测得，在25,101KPa条件下，将1mol H2(H-H)变为2mol H原子需吸收436kJ能量，而2mol H原子变成1mol H2(H-H)放出436kJ能量，这个能量就是H-H的键能，单位：kJ/mol,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,该分子具有的能量越低,成键原子的半径越小,在反应H2 + Cl2 2HCl中，已知 HH 键能为436kJ/mol，ClCl键能为247kJ/mol，HCl键能为431kJ/mol，判断该反应是,课堂练习,则(1)化学键断裂时需要吸收能量。吸收总能量为：436kJ247kJ6

4、83 kJ， (2)化学键形成时需要释放能量。释放总能量为：431kJ431kJ862 kJ， (3)反应中放出的热量的计算： 862kJ683kJ=179kJ,看图讨论,水由高处向低处流要释放能量（势能转换为动能,2、从能量守恒的角度分析,反应物的总能量 生成物的总能量,化学反应放出能量,看图讨论,将水由低处抽向高处需提供能量 （电能转换为机械能，再转换为势能,反应物的总能量 生成物的总能量,化学反应吸收能量,分析化学反应,吸收能量,放出能量,判断下列反应是吸收能量还是放出能量,一个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,反应物的总能量高,

5、生成物的总能量低,生成物的总能量高,反应物的总能量低,放热反应,吸热反应,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,化学反应的过程,可以看成是能量的“贮存”或“释放”的过程,小结,二、化学能与热能的相互转化,两条基本的自然定律,注意： （1）化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化。 （2）一个化学反应是吸热还是放热，只与反应物总能量和生成物总能量的相对大小有关，而与反应开始前是否需要加热无关。吸热反应可能不需要加热，放热反应也可能需要在高温条件下才能进行。 (3)浓硫酸、氢氧化钠固体溶于水放热，硝酸盐溶于水吸热，但不是化学反应，所以放出或吸收的热

6、量不是反应热,常见的放热反应和吸热反应,放热反应,燃料的燃烧(与O2的反应） 酸碱中和反应 活泼金属与水或酸的反应 大部分化合反应（生石灰和水） 物质的缓慢氧化,吸热反应,思考：多数铵盐溶于水?浓硫酸溶于水？氧化钙溶于水,化学能与热能的相互转化实验探究,实验2-1：铝与盐酸反应的热效应,实验记录,有气泡冒出，溶液的温度明显升高,铝与盐酸反应的过程放出热量,实验2:晶体反应的热效应,有刺激性气味气体产生；玻璃片上的水结成冰，玻璃片与烧杯底被冰粘在了一起；用手触摸杯壁下部，有凉的感觉,Ba(OH)28H2O与NH4Cl反应的过程吸收热量,化学反应方程式： Ba(OH)28H2O+2NH4Cl=Ba

7、Cl2+2NH3 +10H2O,玻璃棒的作用,搅拌，使混合物充分接触,反应物成糊状的原因,结冰粘结,结论：该反应是吸热反应,实验3：酸碱反应中和热的测定,分析： 酸碱反应的本质就是H+ + OH- = H2O 。 可得出推论：酸碱中和反应都是放热反应。 如果反应中H+和OH-离子的量相等 ，生成水的量相等，放出的热量也相等,中和反应后溶液的温度比反应前盐酸和氢氧化钠溶液的温度高,盐酸和氢氧化钠溶液的反应过程中放出热量，使溶液混合物的温度升高,中和热的概念: 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,注：（1）酸碱中和反应都放出热量。 （2）稀溶液中，强酸与强碱的中和热为定

8、值。 （3）中和热测定的反应只能是H-、OH- 的反应，不涉及其他反应,1、Qcmt 2、Q：中和反应放出的热量。 3、c：反应混合液的比热容，为常数，4.18J/(g) 。 4、m：反应混合溶液的总质量，记为盐酸质量m1和 氢氧化钠溶液质量m2之和,即m=(m1+m2) 5、t：反应前后溶液温度的差值。 6、盐酸和氢氧化钠溶液的密度近似取1g/mL 7、计算公式：Q=(m1+m2) c (t2-t1),中和热测定原理及数据处理,思考：将计算所得的热量值与中和热的定义比较 一下，是“中和热”了吗？还需进行怎样的 计算转换工作,思考与交流： 在设计实验装置和操作时应该注意哪些问题,1）用隔热装置

9、，尽量减少热量散失,2）酸碱的量要准确：nCV,a、浓度要越精确越好 b、量体积的容器越精确越好，最好用移液管,3）温度计越精确越好,4）注意控制反应时间,5）多做几次，取平均值,在设计实验装置和操作时应从两个方面考虑，一是注重“量”的问题，如 反应物的浓度和体积取定值； 测量反应前后的温度值； 做平行实验取平均值。 二是尽量减小实验误差，如 用经过标定的盐酸和氢氧化钠溶液； 量液器最好使用移液管； 搅拌使反应充分进行； 及时散热，使混合液温度均衡； 温度计的精确度高，最好使用精度为0.1 或更高的温度计； 盐酸跟氢氧化钠溶液混合后液面上方的空间尽可能小； 使用绝缘装置，避免热量散发到反应体系

10、之外； 温度计要读准确,1L1mol/L的硫酸溶液与2L2mol/L的NaOH溶液完全反应，放出114.6KJ的热量，有人由此得出强酸与强碱反应的中和热为114.6KJ/mol.这种结论是否正确，为什么,三、化学能的应用,1、利用热量进行生活、生产和科研。 2、利用热能使很多化学反应得以发生,如,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,化石能源时期,多能源结构时期,常见的能源主要有以下十种: 太阳能、化石能源、水能、 风能、潮汐能、地热能、生物质能、核能以及氢能,可再生能源： 太阳能、地热能、水能、风能 、生物质能、潮汐能等,新能源： 太阳能、风能、现代生物质能

11、、地热能、海洋能以及核能、氢能等,一次能源：直接从自然界取得的能源，如：太阳能、水流、风力、原煤、石油、天然气、天然铀矿等；二次能源：一次能源经过加工、转换得到的能源，如：电力、蒸汽、氢能等,1、下列说法正确的是（ ） A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 B.任何放热反应在常温条件下一定能发生反应 C.反应物和生成物所具有的总能量决定了反应 结果是放热还是吸热 D.吸热反应在一定条件下才能发生反应,CD,2、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

12、式中正确的是（ ） A. 2Q1 + Q2 4Q3 B. 2Q1 + Q2 4Q3 C. Q1 + Q2 Q3 D. Q1 + Q2 = Q3,B,3、判断： （1）加热的反应一定是吸热反应。 （2）一个反应是吸热或放热与反应条件 没有直接联系，与反应物与生成物 的总能量的相对大小有关。 （3）化学反应中的能量变化都表现为热 能变化,课本习题答案,1、吸收能量；放出能量。反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。 2、热量；放出。 3、C、H；CO2、H2O。 4、放热反应的是，吸热反应的是。 5、当物质发生化学反应时，断开反应物中的化学键要吸收热量，而形成生成物中的化学键要放出热量。若放出的热量大于吸收的热量时，该反应是放热反应；若吸收的热量大于放出的热量时，该反应是吸热反应，且吸收的热量由外加热源（如酒精灯）提供，以满足断开反应物化学键所需能量的不足,6、乙同学的观点正确。“加热”是反应条件，有些反应（如燃烧等放热反应）在开始前也需要外界提供能量，以加快分子之间的碰撞次数，只有对其加热使温度升高到一定程度，反应才开始进行；随着反应的进行，其本身放出的热量能满足自身需要且有剩余，反应后不再加热。而吸热反应必须加热才能进