化学必修2《化学能与热能》PPT课件

1、化学能与热能,1,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,2,16.6,2.1,5.1,76.2,我国化石燃料和水电能源消耗构成图,3,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,4,一、

2、化学键与化学反应中能量变化的关系,思考：不同的燃料其组成不同，燃烧后放出的热量也不相等。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,1、化学反应中能量的变化,5,化学反应的本质是什么,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,6,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,7,化学反应中能量变化的主要原因,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

3、中能量变化的主要原因,8,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什么呢,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,9,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，一个化学反应吸收能量还是放出能量是由什么决定的呢,10,实验测得，在25,101kpa条件下，将1molh2(h-h)变为2molh原子需吸收436kj能量，而2molh原子变成1molh2(h-h)放出436kj能量，这个能量就是h-h的键能,某些化学键的键能,11,某些键的键能(kj/mol,对于某

4、个确定的化学反应，如何判断它是放出能量还是吸收能量呢,键能越大,含该键的分子越稳定,化学键越牢固,12,在反应h2 + cl2 2hcl中，已知 hh 键能为436kj/mol，clcl键能为247 kj/mol，hcl键能为431kj/mol，判断该反应是 反应,放热,课堂练习一,则(1)化学键断裂时需要吸收能量。吸收总能量为：436kj247kj683 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,13,小结,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

5、量与生成物的总能量的相对大小,看图讨论,14,分析化学反应,反应物的总能量 生成物的总能量,化学反应放出能量,15,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,16,分析化学反应,反应物的总能量 生成物的总能量,化学反应吸收能量,17,反应物的总能量高,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,18,规律,1）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

6、有部分能量以热的形式释放出来； （2）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,19,小结,能量公式化,e（反应物）e（生成物）h,能量守恒定律,e（生成物）e（反应物）h,h0为吸热反应,h0为放热反应,20,二、化学能与热能的相互转化,1、两条基本的自然定律,1）质量守恒定律,2）能量守恒定律：一种能量可以转化为另一种能量， 总能量保持不变,2、吸热反应和放热反应,根据能量变化情况角度分,1）化学上把有热量放出的化学反应叫做放热反应,2）化学上把吸收热量的化学反应叫做吸热反应,1）放热反应,2）吸热反应,小结,21,规律

7、,22,练习,1、在化学反应中，断裂化学键需要_，形成化学键要_。化学反应是吸热反应还是放热反应决定于_,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、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确吗？为什么,23,三、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,24,25,26,小结,27,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

8、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,28,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,29,问题探究,整个反应过程（放出/吸收） kj热量,1368,1852,放出484,30,2、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。 下列关系式中正确的是（ ） a. 2q1 + q2 4q

9、3 b. 2q1 + q2 4q3 c. q1 + q2 q3 d. q1 + q2 = q3,b,31,化学反应,热能,煤、石油、天然气的燃烧（产生,caco3经过高温煅烧分解成cao（动力,热能对化学反应的支持作用，利用热能来完成常温下很难发生的化学反应,获取能量,32,探索与总结,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） 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,c+co2 h2+cuo c+h2o ba(oh)2.8h2o+nh4cl caco3高温分解 大部分分解反应 多数铵盐溶于水,33,反应过程中的能量变

10、化,1、人类文明与能源开发、利用的关系,人类文明史,引出,燃料充分燃烧,化石 燃料 合理 利用,新技术的开发,化学反应中的能量变化,能源的利用反映着人类进步,34,2. 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,35,1、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,36,2、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

11、，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,37,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,38,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，且前者更加合理有效,39,实验2,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,40,化学反应方程式： ba(oh)28h2o+2nh4cl=bacl2+2nh3 +10h2o,玻璃

12、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,41,思考,酸与碱的中和反应是吸热反应还是放热反应,实验3,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。 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,分析,42,中和热的概念: 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,注：（1）中和反应都放出热量 （2）稀溶液中，强酸与强碱的中和 热为定值：57.3kj/mol,43,44,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，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,45,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