第二章第一节化学能与热能

1、反应中的能量变化化学反应化学反应 伴随着热伴随着热量的放出量的放出煤、石油和天然气等化石燃料或它们的制品的燃煤、石油和天然气等化石燃料或它们的制品的燃烧所产生的热能从何而来？与化学物质及化学反烧所产生的热能从何而来？与化学物质及化学反应有什么关系？石灰石经高温煅烧生成生石灰，应有什么关系？石灰石经高温煅烧生成生石灰，高温提供的热能在分解反应中起什么作用？高温提供的热能在分解反应中起什么作用？探究：探究： 煤、石油和天然气的燃烧放热说明化学能向煤、石油和天然气的燃烧放热说明化学能向热能的转化，人们利用化学反应可以获得能量；热能的转化，人们利用化学反应可以获得能量；石灰石经高温煅烧生成生石灰说明热

2、能对化学石灰石经高温煅烧生成生石灰说明热能对化学反应的支持作用，人们利用热能来完成常温下反应的支持作用，人们利用热能来完成常温下很难发生的化学反应。很难发生的化学反应。第一节第一节 化学能与热能化学能与热能一、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1 1、化学反应的本质、化学反应的本质 以氢气在氯气中燃烧为例，以氢气在氯气中燃烧为例，用化学键的观点分析反应的用化学键的观点分析反应的本质过程。本质过程。H Cl ： Cl H H2 + Cl2 = 2HClHH Cl ClH Cl断开断开断开断开点燃点燃 一个化学反应的的过程，本质上就一个化学反应的的过程，本质上就是

3、旧化学键是旧化学键断裂断裂和新化学键和新化学键形成形成的过的过程。程。形成形成H Cl ： Cl H H2 + Cl2 = 2HClHH Cl ClHCl吸收能量吸收能量断开断开断开断开吸收能量吸收能量形成形成放出能量放出能量点燃点燃2 2、化学反应中能量变化的根本原因：、化学反应中能量变化的根本原因：化学键的断裂和形成是物质在化学反应中化学键的断裂和形成是物质在化学反应中发生能量变化的主要原因。发生能量变化的主要原因。断裂和形成化学键与吸收和释放能量有什么关系断裂和形成化学键与吸收和释放能量有什么关系呢？呢？断裂反应物中的断裂反应物中的化学键化学键吸收吸收能量能量, , 形成生成物中形成生成

4、物中的的化学键化学键释放释放能量能量化学键变化与能量变化关系图化学键变化与能量变化关系图能量能量KJ1mol H2 (1mol H-H)2mol H436KJ436KJ断键吸收能量断键吸收能量成键放出能量成键放出能量1mol CH4 (4mol C-H)能量能量KJ1mol C 4mol H断键吸收能量断键吸收能量4415KJ成键放出能量成键放出能量4415KJ1.1.当物质发生化学反应时，断开反应物中当物质发生化学反应时，断开反应物中的的化学键化学键要要_能量，而形成生成能量，而形成生成物中的物中的化学键化学键要要_能量。能量。 2.2.化学键化学键的的_ _ 是化学反应中是化学反应中能量变

5、化的主要原因。能量变化的主要原因。吸收吸收放出放出断裂和形成断裂和形成小小结结 反应吸收能量反应吸收能量反应放出能量反应放出能量(1)(1)断开化学键吸收的能量断开化学键吸收的能量 形成化学键释放的能量形成化学键释放的能量(2)(2)断开化学键吸收的能量断开化学键吸收的能量 E E生生，则反应，则反应放放出能量。出能量。（2 2）若）若E E反反 E E生生，则反应，则反应吸吸收能量。收能量。化学反应又可分为化学反应又可分为放热反应放热反应吸热反应吸热反应注意：化学反应的过程注意：化学反应的过程, ,可以看成是能量可以看成是能量的的“贮存贮存”或或“释放释放”的过程的过程 能能量量反应进程反应

6、进程HClCl-H-H-ClH-Cl断断1molH-H键吸收键吸收436kJ断断1molCl-Cl键吸收键吸收243kJH ClClH形成形成2mol H-Cl键键放出放出2431 kJ即即862 kJ能量能量在在25、101kPa条件下条件下 H2 + Cl2 2HCl 反应为例反应为例断开断开1molH-H键和键和1molCl-Cl键键吸收吸收的总能量为的总能量为( (436+243436+243) )kJ kJ = =679679kJkJ形成形成2 2mol H-Cl化学键化学键放出放出的总能量为的总能量为862862kJkJ1mol H2和和1molCl2反应反应放出能量放出能量(86

7、2-679)kJ=183kJ放出能量放出能量183kJ点燃点燃1.下列说法中不正确的是下列说法中不正确的是( )A. 任何化学反应都伴有能量变化任何化学反应都伴有能量变化 B. 化学反应中的能量变化都表现为热能的变化化学反应中的能量变化都表现为热能的变化C. 反应物的总能量高于生成物的总能量时，反应物的总能量高于生成物的总能量时， 化学反应放出能量化学反应放出能量D. 反应物的总能量低于生成物的总能量时，反应物的总能量低于生成物的总能量时， 化学反应吸收能量化学反应吸收能量【练习练习1】B2. 已知反应已知反应: X+Y=M+N 放出能量，对该反应放出能量，对该反应的下列说法中正确的是的下列说

8、法中正确的是( )A. X的能量一定高于的能量一定高于M B. Y的能量一定高于的能量一定高于NC. X和和Y的总能量一定高于的总能量一定高于M和和N的总能量的总能量D. 因为该反应为放出能量，故反应不必加热因为该反应为放出能量，故反应不必加热C【练习练习2】3. 下列说法中正确的是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物质发生化学反应都伴随着能量变化B. 伴有能量变化的物质变化都是化学变化伴有能量变化的物质变化都是化学变化C. 在一个确定的化学反应中，反应物的总在一个确定的化学反应中，反应物的总能量与生成物的总能量一定不同能量与生成物的总能量一定不同D. 在一个在确定

9、的化学反应关系中，反应在一个在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物的总能量总是高于生成物的总能量AC【练习练习3】4. 已知反应已知反应2H2+O2 2H2O放出能量，下放出能量，下列说法中正确的是列说法中正确的是( )A. 产物产物H2O所具有的总能量高于反应物所具有的总能量高于反应物H2和和O2所具有的总能量所具有的总能量B. 反应物反应物H2和和O2所具有的总能量高于产物所具有的总能量高于产物 H2O所具有的总能量所具有的总能量C. 反应物反应物H2和和O2所具有的总能量等于产物所具有的总能量等于产物H2O所具有的总能量所具有的总能量D. 反应物反应物H2和和O2

10、所具有的能量相等所具有的能量相等点燃点燃B【练习练习4】二、化学能与热能的相互转化二、化学能与热能的相互转化 能量守恒定律能量守恒定律 化学反应在反应前后化学反应在反应前后遵循质量守恒定律；同样，一种能量遵循质量守恒定律；同样，一种能量可以转化为另一种能量，能量也是守可以转化为另一种能量，能量也是守恒的，这就是恒的，这就是“能量守恒定律能量守恒定律”。 化学反应中的能量变化，通常主要表化学反应中的能量变化，通常主要表现为现为热量的变化热量的变化。 热量的变化：热量的变化：吸热和放热吸热和放热 怎样设计实验来了解反应中的怎样设计实验来了解反应中的热量变化情况？热量变化情况？ 下面我们一起通过实验

11、来认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识和感受一下化学能与热能的相互转化！互转化！现象现象结论结论产生大量气泡，温度升高产生大量气泡，温度升高 该反应是该反应是放热反应放热反应 实验实验21 21 铝片与盐酸的反应铝片与盐酸的反应 在一支试管中加入在一支试管中加入2-3mL2-3mLmol/Lmol/L的盐酸，再的盐酸，再插入用砂纸打磨光的铝条，观察现象，并用温度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。计测量溶液温度的变化。现象：现象：1 1、玻璃片（小木板）会与小烧、玻璃片（小木板）会与小烧杯粘结在一起杯粘结在一起2 2、有少许刺激性气味气体产生、有

12、少许刺激性气味气体产生3 3、烧杯壁发凉、烧杯壁发凉Ba(OH)2 8H2O + 2NH4ClBaCl2 +2NH3 +10H2O结论：该反应是结论：该反应是吸热反应吸热反应 实验实验22 22 ：Ba(OH)Ba(OH)2 28H8H2 2O O与与NHNH4 4ClCl的反的反应应盐酸温度盐酸温度/NaOH溶液溶液温度温度/ 中和反应后温度中和反应后温度/ 结论：中和反应是放热反应。结论：中和反应是放热反应。实质：实质：H+ + OH H2O反应后温度升高反应后温度升高室温室温室温室温中和热：中和热：酸与碱酸与碱发生中和反应生成发生中和反应生成1 1molH2O时时所释放的热量称为中和热所

13、释放的热量称为中和热盐酸与氢氧化钠溶液反应，观盐酸与氢氧化钠溶液反应，观察反应中溶液温度的变化。察反应中溶液温度的变化。 实验实验23 23 ：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所有燃烧所有燃烧酸碱中和反应酸碱中和反应活泼金属与酸或活泼金属与酸或水的反应水的反应一般的化合反应一般的化合反应 物质的缓慢氧化物质的缓慢氧化吸热反应吸热反应一般的分解反应一般的分解反应强碱与铵盐的反强碱与铵盐的反应应以以C、H2、CO、为还原剂的氧化还为还原剂的氧化还原反应原反应三、化学能的应用三、化学能的应用 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。 利用热能使很多

14、化学反应得以发生。利用热能使很多化学反应得以发生。如：随堂练习随堂练习 1. 1. 下列说法正确的是下列说法正确的是 ( )( ) A. A. 大多数的化合反应是释放能量的反应大多数的化合反应是释放能量的反应 B. B. 大多数分解反应是吸收能量的反应大多数分解反应是吸收能量的反应 C. C. 释放能量的反应都不需要加热释放能量的反应都不需要加热 D. D. 吸收能量的反应都需要加热吸收能量的反应都需要加热ABAB2. 2. 下列反应既属于氧化还原反应下列反应既属于氧化还原反应, ,又又属于吸热反应的是属于吸热反应的是 ( )( )A.A.铝片与稀盐酸的反应铝片与稀盐酸的反应B.Ba(OH)B

15、.Ba(OH)2 28H8H2 2O O和和NHNH4 4ClCl的反应的反应C.C.灼热的炭与灼热的炭与COCO2 2的反应的反应D.D.甲烷在氧气中的燃烧反应甲烷在氧气中的燃烧反应C C3 3、 如右图所示，把试管放入盛有如右图所示，把试管放入盛有2525时饱时饱 和和石灰水石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，镁片，再用滴管滴入再用滴管滴入5mL5mL盐酸盐酸于试管中于试管中. .试回试回答下列问题：答下列问题：(1)(1)实验中观察到的实验中观察到的现象现象是是 (2)(2)产生上述现象的产生上述现象的原因原因是是 (3)(3)写出有关反应的写出有关反应的离子方程式离子方程式 (4)(4)由实验推知，由实验推知，MgClMgCl2 2溶液和溶液和H H2 2的的总能量总能量 ( (填填“大于大于”、“小于小于”、“等于等于”) )镁片和镁片和盐酸的总能量盐酸的总能量. .(1)镁片上有大量气泡产生；镁片逐渐溶解；烧杯中析出晶镁片上有大量气泡产生；镁片逐渐溶解；烧杯中析出晶体体.(2)镁与盐酸反应产生氢气，该反应为放热反应，镁与盐酸反应产生氢气，该反应为放热反应，Ca(OH)2在水中在水中的溶解度随温度升高而减小，故析出的溶解度随温度升高而减小，故析出Ca(OH)2晶体晶体.(3)Mg+2H+