化学能与热能教学课件人教课标版

1、能源与材料、信息一起被称为现代社会发展的三大支柱。现代社会的一切活动都离不开能源，在影响全球经济和生活的各种因素中，能源居于首位。第1页，共37页。 煤、石油、天燃气是当今社会最主要的三大化石燃料。在化学反应过程中，不仅有物质的变化，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。第2页，共37页。第一节 化学能与热能一、化学反应中能量变化的本质原因（从微观：化学键角度讨论）1、化学反应的本质反应物中旧化学键断裂和生成物中新化学键形成吸收能量E1放出能量E2任何化学反应，都伴随能量的变化（能量包括：热能、电能、光能等）2、化学反应中能量变化的主要原因：旧化学键的断裂和新化学键的形成

2、第3页，共37页。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。H2 + Cl2 = 2HClE（吸收） = 679 kJ/molE（放出） = 862 kJ/mol放热反应第4页，共37页。旧键断裂吸收的能量 新键形成释放的能量反应为：吸收能量旧键断裂吸收的能量 新键形成释放的能量反应为：放出能量第5页，共37页。二、化学反应中能量变化的决定因素（从宏观：总能量角度考虑）2H2O=2H2 +O2电解2H2 +O2 = 2H2O点燃吸收能量放出能量2H2O2H2 +O2吸热反应放热反应第6页，共37页。规律反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量, 化学反应为放热反应。反应物所

3、具有的总能量低于生成物所具有的总能量, 化学反应为放热反应。二、化学反应中能量变化的决定因素（从总能量角度考虑）反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小，决定了化学反应是吸收能量还是放出能量。第7页，共37页。化学反应是放热反应还是吸热反应判断方法：、根据反应物与生成物具有的总能量判断放热反应吸热反应、根据化学键进行判断吸热反应放热反应第8页，共37页。1、已知反应ABCD为放热反应， 对该反应的下列说法中正确的是（ ） A. A的能量一定高于C B. B的能量一定高于D C. A和B的总能量一定高于C和D的总能量 D. 该反应为放热反应，故不必加热就一定 能发生C第9页，共37页。2、化学反

4、应A2+B2=2AB的能量变化如图所示，则下列说法正确的是（） A该反应是吸热反应B断裂1molA-A键和1molB-B键可放出xkJ能量C断裂2molA-B键需要吸收ykJ能量D2molAB的总能量高于1molA2和1molB2的总能量C第10页，共37页。三、化学能与热能的相互转化1、两条基本的自然定律：质量守恒定律：参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。能量守恒定律：自然界中一种形式的能量可以转化为另一种形式的能量，转化的途径和能量形式可以不同，但是体系包含的总能量不变。注意：化学反应中的能量变化，通常主要表现为热量的变化。 2、实验探究：化学能与热能的相互转化

5、第11页，共37页。实验21现象结论铝与盐酸反应，放出大量气泡，温度升高该反应是放热反应铝与盐酸反应2、实验探究：化学能与热能的相互转化第12页，共37页。Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反应整个实验的现象、反应化学方程式和结论？ 将20gBa(OH)28H2O晶体与10gNH4Cl晶体一起放在烧杯中，并将烧杯放在滴有几滴水的玻璃片或小木板上，用玻璃棒迅速搅拌，闻气味，用手触摸杯壁下部，手拿起烧杯，观察现象。实验22第13页，共37页。现象：1、玻璃片（小木板）会与小烧杯粘结在一起 2、有少许刺激性气味气体产生 3、有水生成Ba(OH)2 8H2O + 2NH4ClBaCl2 +2NH3

6、+10H2O结论：该反应是吸热反应Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反应实验22第14页，共37页。盐酸温度/NaOH溶液温度/中和反应后温度/结论：中和反应是放热反应。实质：H+ + OH H2O反应后温度升高室温室温盐酸与氢氧化钠溶液反应，观察反应中溶液温度的变化。实验23第15页，共37页。3、常见的放热反应和吸热反应放热反应所有的燃烧或爆炸反应酸碱中和反应.活泼金属与水或酸生成H2的反应.大部分化合反应 （生石灰和水反应）铝热反应 自发进行的氧化还原反应.吸热反应铵盐和碱的反应2NH4Cl(s)+Ba(OH)28H2O(s)=BaCl2+2NH3+10H2O C、H2做还原剂的几个反

7、应。大多数的分解反应。 第16页，共37页。例1下列变化中属于吸热反应的是 。液态水汽化将CuSO4. 5H2O加热变成白色粉末NaOH固体溶于水KClO3分解制取O2生石灰溶于水制成熟石灰干冰（CO2）升华第17页，共37页。例2下列说法正确的是（ ）A需加热方能发生的反应一定是吸热反应B放热反应在常温下一定很易发生C反应是吸热还是放热必须看反应物和生成 物具有的总能量的相对大小D有能量变化的物质变化一定是化学变化。C第18页，共37页。4、反应的热量变化和反应条件的关系： 反应开始时需加热的反应，不一定是吸热反应。 如H2燃烧。不需要加热的反应也不一定是放热反应，如Ba(OH)28H2O与

8、NH4Cl的反应反应是否需要加热，只是引发反应进行的条件，与反应是吸热还是放热没有必然联系。热，但并不是吸热或放热反应。第19页，共37页。盐酸温度/NaOH溶液温度/中和反应后温度/实质：H+ + OH H2O反应后温度升高室温室温盐酸与氢氧化钠溶液反应实验23中和热：1、定义：稀强酸与稀强碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的 热量 。2、中和热测定：放出热量为：57.3KJ/mol四、中和热的测定第20页，共37页。实验探究：四、中和热的测定实质：H+ + OH H2O1、用一个量筒量取 50 mL 0.50 mol/L盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度t1 ，记入下表。然

9、后把温度计上的酸用水冲洗干净。2、用另一个量筒量取 50 mL 0.55 molL NaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度t1 ，记入下表。3、把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯（注意不要洒到外面）。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度t2 。第21页，共37页。4.重复实验两到三次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。 温度实验次数起始温度t1/终止温度t2/温度差(t2-t1)/HClNaOH平均值123Q C水 m溶液 (t2t1) =0.418（t2t1）kJ第22页，共37页。3、如右图所示，把试管放入盛有

10、25时饱 和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管滴入5mL盐酸于试管中.试回答下列问题：(1)实验中观察到的现象是 (2)产生上述现象的原因是 (3)写出有关反应的离子方程式 (4)由实验推知，MgCl2溶液和H2的 总能量 镁片和盐酸的总能量. (填“大于”、“小于”、“等于”)小于镁片上有大量的气泡冒出，镁片逐渐溶解，烧杯中溶液变浑浊第23页，共37页。4、已知中和热的数值是57.3 kJmol-1。下列物质反应时能产生57.3 kJ热量的是 A稀HCl和稀NaOH溶液B1.0 molL-1HCl溶液和1.0 molL-1NaOH溶液C500 mL 2.0 molL-1HC1

11、溶液和 500 mL 2.0 moI.L-1NaOH溶液D500 mL 2.0 molL-1H2SO4溶液和 500 mL 2.0 moIL-1Ba(OH)2溶液C第24页，共37页。答案：两杯口相平，可使盖板把杯口尽量盖严，从而减少热量损失；填碎纸条的作用是为了达到保温隔热、减少实验过程中热量损失的目的。若换用隔热、密封性能更好的装置（如保温杯）会使实验结果更准确。思考1：大、小烧杯放置时，为何要使两杯口相平？填碎泡沫塑料（或碎纸条）的作用是什么？对此装置，你有何更好的建议？思考2：为什么不用环形铁搅拌棒？铁与盐酸之间会发生反应，另外铁的导热性好，这样都会造成热量的损失。第25页，共37页。

12、2.用一个量筒最取50 mL 0.50 mol/L盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下表。然后把温度计上的酸用水冲洗干净。思考3：温度计上的酸为何要用水冲洗干净？冲洗后的溶液能否倒入小烧杯？为什么？ 答：因为该温度计还要用来测碱液的温度，若不冲洗，温度计上的酸会和碱发生中和反应而使热量散失，故要冲洗干净；冲洗后的溶液不能倒入小烧杯，若倒入，会使溶液的总质量增加，而导致实验结果误差。第26页，共37页。3.用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。思考4：实验中所用HCl和NaOH的物质的量比为何不是11而是NaO

13、H过量？答：为了保证0.50 mol/L的盐酸完全被NaOH中和，采用0.55 mol/L NaOH溶液，使碱稍稍过量。第27页，共37页。思考5：酸、碱混合时，为何要把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯而不能缓缓倒入？答：因为本实验的关键是测反应的反应热，若动作迟缓，将会使热量损失而使误差增大。4.把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯（注意不要洒到外面）。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合溶液的最高温度，记为终止温度，记入下表。第28页，共37页。2.计算反应热50mL0.50 mol/L的盐酸的质量m1=50g50mL0.55 mol

14、/L的氢氧化钠溶液的质量m2=50g中和后生成的溶液的比热容c4.18J/(g)H= 0.418 （t2t1）0.025kJ/molQ（m1 m2 ）c (t2t1) =0.418（t2t1）kJ反应放出的热量为：生成1molH2O时放出的热量为：参考值：-57.3kJ/mol第29页，共37页。2、下列关于能量转换的认识中不正确的是（ ）A.电解水生成氢气和氧气时，电能转化为化学能B.绿色植物进行光合作用时，太阳能转化为热能C.煤燃烧时，化学能主要转化为热能D.白炽灯工作时，电能全部转化为光能BD第30页，共37页。第31页，共37页。中和热：（1）定义：稀强酸与稀强碱发生中和反应生成1mo

15、lH2O时所释放的热量。（2）中和热测定：如果要通过实验来测定盐酸与氢氧化钠反应的中和热，你认为在设计实验装置和操作时应该注意哪些问题？你准备如何设计并进行实验？讨论、交流：第32页，共37页。 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（前者在体温条件和酶的催化作用下发生的），且前者更加合理有效。科学视野 第33页，共37页。2、人类利用能源的三个阶段柴草时期中国古代制陶图第34页，共37页。化石能源时期第35页，共37页。多能源结构时期第36页，共37页。41、从现在开始，不要未语泪先流。42、造物之前，必先造人。43、富人靠资本赚钱，

16、穷人靠知识致富。44、顾客后还有顾客，服务的开始才是销售的开始。45、生活犹如万花筒，喜怒哀乐，酸甜苦辣，相依相随，无须过于在意，人生如梦看淡一切，看淡曾经的伤痛，好好珍惜自己、善待自己。46、有志者自有千计万计，无志者只感千难万难。47、苟利国家生死以，岂因祸福避趋之。48、不要等待机会，而要创造机会。49、如梦醒来，暮色已降，豁然开朗，欣然归家。痴幻也好，感悟也罢，在这青春的飞扬的年华，亦是一份收获。犹思“花开不是为了花落，而是为了更加灿烂。50、人活着要呼吸。呼者，出一口气；吸者，争一口气。51、如果我不坚强，那就等着别人来嘲笑。52、若不给自己设限，则人生中就没有限制你发挥的藩篱。53

17、、希望是厄运的忠实的姐妹。54、辛勤的蜜蜂永没有时间悲哀。55、领导的速度决定团队的效率。56、成功与不成功之间有时距离很短只要后者再向前几步。57、任何的限制，都是从自己的内心开始的。58、伟人所达到并保持着的高处，并不是一飞就到的，而是他们在同伴誉就很难挽回。59、不要说你不会做！你是个人你就会做！60、生活本没有导演，但我们每个人都像演员一样，为了合乎剧情而认真地表演着。61、所谓英雄，其实是指那些无论在什么环境下都能够生存下去的人。62、一切的一切，都是自己咎由自取。原来爱的太深，心有坠落的感觉。63、命运不是一个机遇的问题，而是一个选择问题；它不是我们要等待的东西，而是我们要实现的东

18、西。64、每一个发奋努力的背后，必有加倍的赏赐。65、再冷的石头，坐上三年也会暖。66、淡了，散了，累了，原来的那个你呢？67、我们的目的是什么？是胜利！不惜一切代价争取胜利！68、一遇挫折就灰心丧气的人，永远是个失败者。而一向努力奋斗，坚韧不拔的人会走向成功。69、在真实的生命里，每桩伟业都由信心开始，并由信心跨出第一步。70、平凡的脚步也可以走完伟大的行程。71、胜利，是属于最坚韧的人。72、因害怕失败而不敢放手一搏，永远不会成功。73、只要路是对的，就不怕路远。74、驾驭命运的舵是奋斗。不抱有一丝幻想，不放弃一点机会，不停止一日努力。75、自己选择的路，跪着也要走完。76、当你的希望一个个落空，你也要坚定，要沉着！77、蚁穴虽小，溃之千里。78、我成功因为我志在成功！79、凡真心尝试助人者，没有不帮到自己的。80、相信自己，你能作茧自缚，就能破茧成蝶。81、