化学能与热能ppt课件

1、1第一节第一节 化学能与热能化学能与热能第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量2Na+Cl电子转移电子转移不稳定不稳定稳定稳定更稳定更稳定复习复习化学反应的本质是什么？化学反应的本质是什么？金属钠金属钠氯气氯气旧键断裂旧键断裂新键形成新键形成3NaCl晶体比晶体比Na+、Cl-稳定，说明了什么？稳定，说明了什么？说明说明NaCl晶体具有的能量比晶体具有的能量比Na+、Cl-单独存在时具有的能量低。单独存在时具有的能量低。 讨论讨论表示为：表示为： H=E生生 E反反 即即Na+、Cl-间形成离子键时释放了能量。间形成离子键时释放了能量。从物质本身包含能量的角度看：从物质本身包含能量的角度看

2、： 反应物总能量生成物总能量反应物总能量生成物总能量 反应放出能量反应放出能量 E反反 E生生 反应物总能量生成物总能量反应物总能量生成物总能量 反应吸收能量反应吸收能量4化学反应的实质是化学反应的实质是从宏观上看：从宏观上看：反应物中的原子重新组合为产物分子的过程反应物中的原子重新组合为产物分子的过程从微观上看：从微观上看：反应物分子内化学键的断裂和产物分子中化反应物分子内化学键的断裂和产物分子中化学键形成的过程学键形成的过程 (即旧键断裂和新键形成的过程即旧键断裂和新键形成的过程)5问题探究问题探究化学键的断裂与形成和能量变化的关系：化学键的断裂与形成和能量变化的关系：大胆推测大胆推测化学

3、键的断裂化学键的断裂吸收能量吸收能量化学键的形成化学键的形成放出能量放出能量？能量守恒61mol H1mol H2 2分子中的化学键断裂时需吸收能分子中的化学键断裂时需吸收能量量1mol Cl1mol Cl2 2分子中的化学键断裂时需吸收能分子中的化学键断裂时需吸收能量量HClHCl分子中的化学分子中的化学键形成时要释放键形成时要释放能量能量7 1molH 1molH2 2中含有中含有1molH1molHH H，在，在25 25 o oC 101kPaC 101kPa条件下，断开条件下，断开1molH1molHH H键键重新变为重新变为H原子原子要吸收要吸收436kJ436kJ的能量。的能量。

4、 1mol Cl 1mol Cl2 2中含有中含有1molCl1molClClCl，在，在2525o oC 101kPaC 101kPa条件下，断开条件下，断开1molCl1molClClCl键重新变为键重新变为ClCl原子原子要吸收要吸收243kJ243kJ的能量。的能量。 1mol HCl 1mol HCl中含有中含有1molH1molHClCl，在，在25 25 o oC 101kPaC 101kPa条件下，形成条件下，形成1molH1molHClCl键放出的能量为键放出的能量为431kJ431kJ。请算一算请算一算发现问题发现问题 在反应在反应 ： H2 + Cl2 = 2HCl 中中

5、物质的量物质的量: :1mol1mol1mol1mol2mol2mol吸收能量吸收能量436kJ436kJ243kJ243kJ2 2431kJ431kJ放出能量放出能量总能量：总能量：679kJ679kJ862kJ862kJ通过计算通过计算显然显然8例如：例如： H H HH ； H436kJ/molH-H H H ； H436kJ/molCH4 C 4H ； H1660kJ/mol 形成形成1mol1mol化学键时释放的能量或断开化学键时释放的能量或断开1mol1mol化学键所吸收的能量叫做键能化学键所吸收的能量叫做键能C 4H CHCH4 4 ； H1660kJ/mol放出能量吸收能量9一

6、、化学键与化学反应中能量变化的关系一、化学键与化学反应中能量变化的关系结论结论 当物质发生化学反应时，当物质发生化学反应时， 断键断键 吸收能量吸收能量； 成键成键 放出能量放出能量。 一般地：断开反应物中的化学键时所一般地：断开反应物中的化学键时所吸收的能量吸收的能量与形成生成物中的化学键时所与形成生成物中的化学键时所放出的能量放出的能量是不相等的，这样，在化学反应的过程中便产生了能量的变化。是不相等的，这样，在化学反应的过程中便产生了能量的变化。10 2HH21molH2的共价键断裂的共价键断裂吸收吸收436kJ能量能量1/2O2mol的共价键断裂的共价键断裂1/2O2吸收吸收249kJ能

7、量能量O1molH2O的共价键形成的共价键形成释放释放930kJ能量能量H2O氢气燃烧生成水蒸气时，它的能量是否变化？为什么会发生能量变化？是放热还是吸热？氢气燃烧生成水蒸气时，它的能量是否变化？为什么会发生能量变化？是放热还是吸热？一个化学反应是吸收能量还是放出能量由什么决定一个化学反应是吸收能量还是放出能量由什么决定? ?例：例：释放（释放（930kJ）吸收（吸收（249436685kJ）E(HE(H2 2O)O)E(HE(H2 2 + 1/2O + 1/2O2 2) )能量能量守恒守恒放热放热E E总反应物总反应物E E总生成物总生成物11反应物的总能量高反应物的总能量高生成物的总能量低

8、生成物的总能量低生成物的总能量高生成物的总能量高反应物的总能量低反应物的总能量低放出能量放出能量吸收能量吸收能量反应物的总能量反应物的总能量=生成物的总能量生成物的总能量+放出能量放出能量生成物的总能量生成物的总能量=反应物的总能量反应物的总能量+吸收能量吸收能量解释：解释：为什么有的化学反应会放出能量，而有的化学反应却需要吸收能量呢？为什么有的化学反应会放出能量，而有的化学反应却需要吸收能量呢？由此可见：化学反应的过程由此可见：化学反应的过程,也可以看成是能量的也可以看成是能量的“释放释放”或或“贮存贮存”的过程。的过程。放热反应放热反应吸热反应吸热反应12化学能与热能（第二课时）131.1

9、.物质发生化学反应的同时还伴随着能量的变化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。而这种能量变化又通常表现为热能变化。2.2.一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。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。3.3.断裂化学键需要吸收能量，形成化学键要放出能量。断裂化学键需要吸收能量，形成化学键要放出能量。化学键的断裂和形成是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。144.4.判断是放热反应还是吸热反应？判断是放热反应还是吸热反应？（1）从物质本身的总能量分析：）

10、从物质本身的总能量分析：a.反应物的总能量之和反应物的总能量之和E反反生成物的总能量之和生成物的总能量之和E生生，放出能量，为放热反应；，放出能量，为放热反应；b.反应物的反应物的总总能量之和能量之和E反反形成化学键放出的能量，为吸热反应；形成化学键放出的能量，为吸热反应；b.断裂化学键吸收的能量断裂化学键吸收的能量形成化学键放出的能量，为放热反应。形成化学键放出的能量，为放热反应。15生成物能量反应物能量反应吸收热量吸热反应吸热反应16生成物能量反应物能量反应放出热量放热反应放热反应在化学反应中，体系要遵循能量守恒定律。在化学反应中，体系要遵循能量守恒定律。17二、化学能与热能之间的转化二、

11、化学能与热能之间的转化1、两条基本的自然定律、两条基本的自然定律质量守恒定律质量守恒定律能量守恒定律能量守恒定律合二为一：质能守恒定律合二为一：质能守恒定律 E=mc22、如何转化、如何转化化学能化学能热能热能电能电能光能光能化学反应化学反应能量变化能量变化热能变化热能变化（主要）（主要）3、实验、实验18实验实验21现象现象结论结论铝与盐酸反应，放出大量气泡，铝与盐酸反应，放出大量气泡，温度升高温度升高该反应是该反应是放热反应放热反应19实验实验22： Ba(OH)Ba(OH)2 28H8H2 2O O与与NHNH4 4ClCl的反应的反应整个实验的现象、反应化学方程式和结论？整个实验的现象

12、、反应化学方程式和结论？1.为什么要在晶体混合后立即用玻璃棒快速搅拌混合物？2.反应放出有刺激性气味的氨气，会造成教室环境的污染，所以要注意氨气的吸收。讨论怎么吸收。思考思考20现象现象结结 论论产生无色、有剌激性气味的产生无色、有剌激性气味的气体，杯底的水结冰，温度气体，杯底的水结冰，温度降低许多。降低许多。Ba(OH)28H2O+2NH4Cl = BaCl2+2NH3+10H2O ；H 0 反应产生反应产生NH3，同时吸收大量热量。，同时吸收大量热量。 1 1、结冰，玻璃片与小烧杯粘结在一起、结冰，玻璃片与小烧杯粘结在一起吸收大量吸收大量热量。热量。 2 2、有少许刺激性气味气体产生、有少

13、许刺激性气味气体产生有有NHNH3 3生成生成 3 3、混合物变成糊状、混合物变成糊状有水生成有水生成 4 4、 小烧杯变凉了小烧杯变凉了反应吸热反应吸热结论：该反应是吸热反应结论：该反应是吸热反应分析：分析：实验实验2221实验实验23盐酸温度盐酸温度/NaOH溶液温度溶液温度/ 中和反应后温度中和反应后温度/反应后温度升高反应后温度升高中和反应是放热反应。中和反应是放热反应。室温室温室温室温结论：结论：反应实质：反应实质：中和热：酸与碱发生中和反应生成中和热：酸与碱发生中和反应生成1molH2O时时 所释放的热量称为中和热。所释放的热量称为中和热。H+ + OH H2O2223 在化学方程

14、式右端标明反应过程中热量变化的化学方程式叫热化学方程式。在化学方程式右端标明反应过程中热量变化的化学方程式叫热化学方程式。热化学方程式的书写方法和意义热化学方程式的书写方法和意义 （1）书写方法）书写方法 H 写在方程式的右边，并用写在方程式的右边，并用“ ；” 隔开。隔开。注明注明H 的的“”与与“”，放热反应为，放热反应为“”，吸热反应为，吸热反应为“”。必须标明物质的聚集状态（气态用必须标明物质的聚集状态（气态用“g”，液态用，液态用 “l”,固态用固态用“s”,溶液用溶液用“aq）。物质的状态不同，）。物质的状态不同，反应热不同。反应热不同。H+(aq)OH (aq)H2O(l) ;

15、H =57.3kJ/mol CaCO3(s) CaO(s)CO2(g);H =168.87kJ/mol24 各物质的计量数只表示物质的量，不表示微粒数，可用分数。各物质的计量数只表示物质的量，不表示微粒数，可用分数。 H与计量数成正比，同样的与计量数成正比，同样的反应，计量数不同，反应，计量数不同， H也不同。也不同。2H2(g)O2(g) 2H2O(g); H483.2kJ/mol 2H2(g)O2(g) 2H2O(l); H571.6kJ/mol 2H2(g)O2(g) 2H2O(g); H483.2kJ/mol H2(g)1/2O2(g) H2O(g); H241.6kJ/mol （2）

16、意义：热化学方程式不但可以表示化学反应中物质间的变化关系，还可以表示物质的计量）意义：热化学方程式不但可以表示化学反应中物质间的变化关系，还可以表示物质的计量数、聚集状态与反应热（数、聚集状态与反应热（ H ）之间的关系。）之间的关系。25常见的吸热、放热反应：常见的吸热、放热反应：放热放热反应反应酸碱中和：酸碱中和：HCl+NaOH=NaCl+H2O所有的燃烧反应：所有的燃烧反应：C + O2 CO2酸与金属反应：酸与金属反应：Zn+2HCl=ZnCl2+H2吸热吸热反应反应大多数分解反应：大多数分解反应：Ba(OH)28H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3+10H2O一般不能自发进行

17、一般不能自发进行2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2 CaO+H2O=Ca(OH)2以以H H2 2、COCO、C C为还原剂的还原金属氧化物的氧化还原反应为还原剂的还原金属氧化物的氧化还原反应CuO+H2CuH2O26常见的放热反应和吸热反应常见的放热反应和吸热反应放热反应放热反应物质与氧气的反应物质与氧气的反应 燃料的燃烧燃料的燃烧中和反应中和反应金属与酸金属与酸活泼金属与水的反应活泼金属与水的反应 生石灰和水反应生石灰和水反应大部分化合反应大部分化合反应 吸热反应吸热反应C+CO2C+H2OH2+CuOBa(OH)28H2O+NH4ClFe+H2O（g）大部分分解反应大部分分解反应2

18、7三、化学能的应用三、化学能的应用v利用热量进行生活、生产和科研。利用热量进行生活、生产和科研。v利用热能使很多化学反应得以发生。利用热能使很多化学反应得以发生。如：28【科学视野科学视野】 生物体中的能量转化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，最终产物一样（都是二氧化碳和水），都人体内发生的氧化还原反应与体外的燃烧本质相同，最终产物一样（都是二氧化碳和水），都是放热反应，所放出的能量也相等。只是二者反应条件不同。是放热反应，所放出的能量也相等。只是二者反应条件不同。启示：启示：生物化学过程在利用生物化学过程在利用“能源能源”上更为合理、有效。上更为合理、有效。化学能与其它能量能否相互转化呢？化学能与其它能量能否相互转化呢？29四、生物体中的能量转化：四、生物体中的能量转化： 1、通过生物体的作用可以实现、通过生物体的作用可以实现各种各种能量的相互转化；能量的相互转化； 2、通过生物体的作用实现的各种能量的相互转化和、通过生物体的作用实现的各种能量的相互转化和利用利用更为合理、有效；更为合理、有效；30五、社会的发展与能源的利用：五、社会的发展与能源的利用：1、人对科学知识的掌握越多，对能源的利用（人均耗能）越多；、人对