2-2-1-1化学能与热能1

1、必修2 第二章化学反应与能量第一节化学能与热能 能源是人类赖以生存和能源是人类赖以生存和发展的物质基础，我们每发展的物质基础，我们每时每刻、分分秒秒都离不时每刻、分分秒秒都离不开它。迄今为止，人类所开它。迄今为止，人类所能利用的能源主要是化学能利用的能源主要是化学能、电能、以及核能等等。能、电能、以及核能等等。但是，由于人类大量开发但是，由于人类大量开发和浪费资源，造成了资源和浪费资源，造成了资源的不合理利用从而引发了的不合理利用从而引发了不可回避的不可回避的能源危机能源危机。16.6%2.1%5.1%76.2%我国化石燃料和水电能源消耗构成图我国化石燃料和水电能源消耗构成图一、化学键与化学反

2、应中能量变化的关系思考：思考：为什么不同的燃料燃烧时放出的热量会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？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化学反应中能量的变化、化学反应的本质是什么？、化学反应的本质是什么？H Cl ： Cl H H2 + Cl2 = 2HClHH Cl ClHCl断开断开断开断开点燃点燃 从化学键观点来看，从化学键观点来看， 化学反应的本质就化学反应的本质就是是旧键断裂旧键断裂和和新键形成新键形成的过程。的过程。形成形成、化学反应中能量变化的主要原因、化学反应中能量变化的主要原因H Cl ： Cl H H2

3、+ Cl2 = 2HClHH Cl Cl2HCl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化学键的断裂和形成是反应中能量变化的主要原因。化学键的断裂和形成是反应中能量变化的主要原因。. 从化学键的观点来分析能量的变化从化学键的观点来分析能量的变化一个化学反应一个化学反应是否是否为为放热放热还是还是吸热吸热取决于什么呢？取决于什么呢？取决于所有取决于所有断键吸收的总能量断键吸收的总能量与所有与所有形成新键放出的总能量形成新键放出的总能量的相对大小的相对大小实验测得将实验测得将1molH2变为变为2molH原子需吸收原子需吸收436kJ能量，而能量，而2molH原子变

4、成原子变成1molH2要放出要放出436kJ能量，这个能量就是能量，这个能量就是H-H的的键能键能。化学键的键能化学键的键能键键键能键能kJ/mol键键键能键能kJ/molHH436CH415.0ClCl242.7OH462.8BrBr193.7NH390.8II152.7HCl431.8CC347.7HI298.7在反应在反应H2 + Cl2 2HCl中，已知中，已知HH 键能为键能为436kJ，ClCl键能为键能为243kJ，HCl键能为键能为431kJ，判断该反应是，判断该反应是 反应反应 放热放热课堂练习一课堂练习一思考：思考：化学反应的能量变化与物质本身的化学能有何关联？化学反应的能

5、量变化与物质本身的化学能有何关联？小结：一个反应是放热还是吸热与键能的小结：一个反应是放热还是吸热与键能的关系：反应物总键能高于生成物总键能，关系：反应物总键能高于生成物总键能，该反应吸热，反应物总键能低于生成物总该反应吸热，反应物总键能低于生成物总键能，该反应放热。键能，该反应放热。 过渡：过渡：从从能量守恒能量守恒的观点分析，一个确定的化学的观点分析，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。于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。看图讨论：看图讨论：水由高处水由高处向低处流向低处流

6、要释放能要释放能量（势能量（势能转换为动转换为动能）能）分析化学反应：分析化学反应：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化学反应放出能量化学反应放出能量看图讨论：看图讨论： 将水由低处抽向高处需提供能量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）（电能转换为机械能，再转换为势能）分析化学反应：分析化学反应：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化学反应吸收能量化学反应吸收能量反应物的总能量高反应物的总能量高生成物的总能量低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热反应放热反应吸热反应吸热反应反

7、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+ +放出的热量放出的热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+ +吸收的热量吸收的热量 化学反应的过程化学反应的过程,可以看成是能量的可以看成是能量的“贮存贮存”或或“释放释放”的过程的过程小结：小结：小结：小结：化学上把化学上把放出热量放出热量的化学反应叫做的化学反应叫做放热反应放热反应化学上把化学上把吸收热量吸收热量的化学反应叫做的化学反应叫做吸热反应吸热反应（1）放热反应放热反应（2）吸热反应吸热反应小结：小结： 化学反应的本质化学反应的本质: 从化学键观点来看从化学键观点来看 从能量变化观点来看从能

8、量变化观点来看化学反应的本质就是化学反应的本质就是旧键断裂旧键断裂和和新键形成新键形成的过程。的过程。化学反应的本质就是化学反应的本质就是吸收能量吸收能量和和放出能量放出能量的过程。的过程。 从物质变化角度来看从物质变化角度来看化学反应的本质就是化学反应的本质就是旧物质的消耗旧物质的消耗和和新物质的新物质的生成生成的过程。的过程。练习：练习：1、在化学反应中，断裂化学键需要、在化学反应中，断裂化学键需要_，形成，形成化学键要化学键要_。化学反应是吸热反应还是放。化学反应是吸热反应还是放热反应决定于热反应决定于_ 吸收能量吸收能量放出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反应物的总

9、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、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？吗？为什么？认识概念要抓住本质认识概念要抓住本质 怎样设计实验来了解反应怎样设计实验来了解反应中的热量变化情况？中的热量变化情况？ 讨论思考：讨论思考：实验探究实验探究21 铝条与盐酸的反应铝条与盐酸的反应 在一支试管中加入在一支试管中加入2-3mL2-3mLmol/Lmol/L的盐

10、酸，的盐酸，再插入用砂纸打磨光的铝条，观察现象再插入用砂纸打磨光的铝条，观察现象 1.铝与盐酸反应的化学方程式：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？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？将采取哪些简单易行的办法来了解反应中的热量变化？思考与讨论思考与讨论二、化学能与热能的相互转化实验探究实验探究21 铝条与盐酸的反应铝条与盐酸的反应现象现象结论结论 铝与盐酸反应，放出大铝与盐酸反应，放出大量气泡，温度升高量气泡，温度升高该反应是该反应是放热

11、反应放热反应实验实验22探究探究 ： Ba(OH)28H2O与与NH4Cl的反应的反应1.1.玻璃片（小木板）与小烧杯玻璃片（小木板）与小烧杯 粘结在一起粘结在一起2.2.有少许刺激性气味气体产生有少许刺激性气味气体产生3.3.有水生成有水生成反应原理：反应原理： Ba(OH)2 8H2O + 2NH4Cl BaCl2 + 2NH3+ 10H2O结论：该反应是吸热反应结论：该反应是吸热反应现象：现象：注：也可：注：也可：Ba(OH)2 8H2O + 2NH4Cl BaCl2 + 2NH3 H2O + 8H2O实验探究实验探究盐酸温度盐酸温度 NaOH溶液温度溶液温度 中和反应后温度中和反应后温

12、度 盐酸与氢氧化钠溶液反应，观察反盐酸与氢氧化钠溶液反应，观察反应中溶液温度的变化。应中溶液温度的变化。思考一：思考一： 如果将实验中的盐酸和氢氧化钠分别如果将实验中的盐酸和氢氧化钠分别换成同浓度同体积的硝酸和氢氧化钾，换成同浓度同体积的硝酸和氢氧化钾，得到的实验结果会相同吗？为什么？得到的实验结果会相同吗？为什么？定义：酸与碱发生中和反应生成定义：酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量称为时所释放的热量称为中和热中和热思考二：思考二：如果要通过实验来测定盐酸与氢如果要通过实验来测定盐酸与氢氧化钠反应的中和热，如何设计并进行实氧化钠反应的中和热，如何设计并进行实验？应该注意哪些问题

13、？验？应该注意哪些问题？ 提示：提示：一是注重一是注重“量量”的问题的问题，如：，如： 反应物的浓度和体积取定值；反应物的浓度和体积取定值； 测量反应前后的温度值；测量反应前后的温度值； 做平行实验取平均值。做平行实验取平均值。二是尽量减小实验误差二是尽量减小实验误差，如：，如：搅拌使反应充分进行；搅拌使反应充分进行；反应液面上方的空间尽可能小；反应液面上方的空间尽可能小；用绝缘装置，避免热量散发到反应体系之外；用绝缘装置，避免热量散发到反应体系之外；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小结归纳小结归纳 1. 下列说法正确的是下列说法正确的是 ( ) 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. 大多数分解反应是吸收能量的反应大多数分解反应