化学能与热能,上课

第二章化学反应与能量精品资料七百多年前，著名(zhùmíng)的意大利旅行家马可·波罗到过中国，看见中国人烧煤炼铁，这是他生平第一次看到煤做燃料。马可·波罗在他的游记里记载了这件新鲜事。书中写道，中国有一种黑石头，能够燃烧，着起火来象木柴一样，而且终夜不灭。马可·波罗(bōluó)马可·波罗游记精品资料反应中常(zhōngcháng)伴随着能量变化，能量的形式有多种，如热能、光能、电能、声能等，而通常表现为热能的变化。第一节化学能和热能(rènéng)精品资料化学反应(huàxuéfǎnyìng)的实质是：反应物分子内化学键的断裂与产物分子中化学键的形成先回顾(huígù)一下：从化学键的角度来看，化学反应的实质是什么？一、化学键与化学反应中能量变化的关系精品资料HHHH+化学键断裂(duànliè)：吸收能量HH+HH化学键形成：放出(fànɡchū)能量键能：形成1mol化学键释放的能量和断开1mol该化学键所需能量是相同的，称之为键能。436kJ/mol一、化学键与化学反应中能量变化的关系键能越大，化学键越稳定，物质越稳定，物质中所储存的能量就越低。精品资料(Chemicalbond)

(Bondlength)/(10-12m)(Bondenergy)/(kJ/mol)(Chemicalbond)(Bondlength)/(10-12m)(Bondenergy)/(kJ/mol)H—H75436N—H101389H—Br142366N—N145159H—Cl127431N═N125456H—F92565N≡N110946H—I161298O—H98464C—C154332O—O148146C═C134611O═O120498C≡C120837O—H98464对于某个确定(quèdìng)的化学反应，如何判断它是放出能量还是吸收能量呢？精品资料在反应(fǎnyìng)H2+Cl2==2HCl中，已知H－H键能为436kJ/mol，Cl－Cl键能为243kJ/mol，H－Cl键能为431kJ/mol，判断该反应(fǎnyìng)是反应(fǎnyìng).放热课堂练习一则(1)化学键断裂(duànliè)时需要吸收能量。吸收总能量为：436kJ＋243kJ＝679kJ，(2)化学键形成时需要释放能量。释放总能量为：431kJ＋431kJ＝862kJ，(3)反应中放出的热量的计算：862kJ-683kJ=179kJ点燃精品资料化学反应热:化学反应过程中所释放或者吸收的能量(néngliàng)，都可以用热量来表示，称之为反应热，又称之为焓变，用符号ΔH表示，单位：kJ/mol精品资料旧化学键断裂新化学键形成断键吸收(xīshōu)总能量E1（反应物键能之和）成键释放(shìfàng)总能量E2（生成物键能之和）反应物生成物当E1>E2

为吸热反应当E1<E2

为放热反应化学反应结论：反应热ΔH=反应物键能之和-生成物键能之和ΔH=E1-E2精品资料E（kJ/mol）反应历程H2+Cl22H

+2Cl2HCl179kJ/mol436kJ/mol(H2)243kJ/mol(Cl2)

2×431kJ/mol=862kJ/mol以H2+Cl2==2HCl反应(fǎnyìng)为例：吸收(xīshōu)放出反应物总能量生成物总能量精品资料反应物生成物化学反应总能量(néngliàng)E1总能量(néngliàng)E2能量反应过程0反应物总能量生成物总能量释放能量能量反应过程0反应物总能量生成物总能量吸收能量反应热ΔH=生成物总能量-反应物总能量反应物总能量>生成物总能量放热反应反应物总能量<生成物总能量吸热反应精品资料结论(jiélùn)：一个化学反应是否为放热还是吸热反应，与反应所需要的外界条件(tiáojiàn)（加热或者点燃）无关微观：取决于所有化学键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（本质原因）反应热ΔH=反应物键能之和-生成物键能之和反应热ΔH=生成物总能量-反应物总能量

宏观：取决于所有反应物总能量与所有生成物总能量的相对大小1、化学反应中能量变化原因2、化学反应中能量变化遵循能量守恒定律精品资料1.下列说法中不正确的是()A.任何(rènhé)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C.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D.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【练习(liànxí)】B精品资料2、(2011年北京海淀区高一检测)已知1g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量121kJ，且氧气中1molO===O键完全断裂时需要吸收(xīshōu)能量496kJ，水蒸气中1molH—O键形成时放出能量463kJ，则氢气中1molH—H键断裂时吸收(xīshōu)能量为()A．920kJB．557kJC．436kJ D．188kJ【练习(liànxí)】精品资料3.已知反应:X+Y=M+N放出能量，对该反应的下列说法中正确的是()X的能量一定高于MY的能量一定高于NC.X和Y的总能量一定高于M和N的总能量D.因为该反应为放出能量，故反应不必(bùbì)加热C【练习(liànxí)】精品资料4．金刚石和石墨都是碳的单质，石墨在一定条件下可以转化为金刚石。已知12g石墨完全转化为金刚石时，要吸收EkJ的能量，下列说法正确(zhèngquè)的是（）A.金刚石与石墨互为同位素B.石墨不如金刚石稳定C.金刚石不如石墨稳定D.等质量的石墨与金刚石完全燃烧，石墨放出的能量多C【练习(liànxí)】精品资料练习(liànxí)：5、甲烷燃烧(ránshāo)要放出热量，水的分解要吸收能量，试从化学键变化的角度分析其原因？解析：形成4molH－O键和2molC＝O键释放的能量比断裂4molC－H键和2molO＝O键所吸收的能量高，因此放出热量。CH4+2O2==2H2O+CO22H2O==2H2+O2

断裂4molH－O键所吸收的能量比形成2molH－H键和1molO＝O键放出的能量高，因此要吸收能量。精品资料6、氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰，在反应中，破坏1molH－H键消耗的能量为Q1kJ，破坏1molO=O键消耗的能量为Q2kJ，形成(xíngchéng)1molH－O键释放的能量为Q3kJ。下列关系式中正确的是（）

A.2Q1+Q2>4Q3B.2Q1+Q2<4Q3C.Q1+Q2<Q3D.Q1+Q2=Q3B提示(tíshì)：2H2+O2==2H2O反应物的键能之和与生成物的键能之和的差精品资料3、已知反应A＋B＝C＋D为放热反应，对该反应的下列说法(shuōfǎ)中正确的是（）

A.A的能量一定高于CB.B的能量一定高于DC.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精品资料热能(rènéng)精品资料二、化学能与热能(rènéng)的互相转化：化学反应(huàxuéfǎnyìng)中的能量变化，通常表现为的变化——吸热或放热热量精品资料1、实验(shíyàn)探究化学能与热能(rènéng)的互相转化精品资料实验(shíyàn)2-1：铝与盐酸反应实验现象触摸到看到温度计将铝条加入到HCl溶液中结论和化学方程式烧杯(shāobēi)壁发烫有大量气体放出该反应为放热反应

2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑温度升高精品资料实验(shíyàn)2-2：20gBa(OH)2·8H2O（研细）+10gNH4Cl实验现象触摸到拿起烧杯看到闻到将Ba（OH）2·8H2O和NH4Cl晶体混合结论和化学方程式烧杯(shāobēi)壁很凉玻璃片与烧杯黏结在一起闻到了刺激性气味反应为吸热反应Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl==BaCl2+2NH3↑+10H2O

精品资料溶液(róngyè)的温度升高中和反应(fǎnyìng)为放热反应(fǎnyìng)H++OH-=H2O精品资料中和热的概念(gàiniàn):稀溶液中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(sīkǎo)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,实质为H++OH-==H2O精品资料在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条），大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板(ɡàibǎn)，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，以达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的，如上图所示。该实验也可在保温杯中进行。精品资料精品资料1L1mol/L的硫酸溶液与2L2mol/L的NaOH溶液完全反应(fǎnyìng)，放出114.6KJ的热量，有人由此得出强酸与强碱反应(fǎnyìng)的中和热为114.6KJ/mol。这种结论是否正确，为什么？精品资料探索(tànsuǒ)与总结放热反应(fànɡrèfǎnyìng)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+CO2H2+CuOC+H2OBa(OH)2.8H2O+NH4ClCaCO3高温分解大部分分解反应2、常见的放热反应和吸热反应多数铵盐溶于水浓硫酸溶于水，氢氧化钠溶于水精品资料5、下列说法正确的是（）A．需要加热的化学反应都是吸热反应B．中和反应都是吸热反应C．原电池是将电能转化为化学能的一种装置D．水力发电是将化学能转化为电能的过程(guòchéng)6、已知反应物的总能量高于产物的总能量，则反应是（）A.放热反应B.吸热反应C.有催化剂作用D.无法判断【练习(liànxí)】CA精品资料7.下列反应中，属于吸热反应的是（）A.活泼金属跟酸反应B.制造(zhìzào)水煤气C.酸碱中和反应D.镁条燃烧8、下列反应既属于氧化还原反应，又是吸热反应的是（）A.铝片与稀盐酸的反应B.Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl的反应C.灼热的炭与CO2的反应D.甲烷在氧气中的燃烧反应【练习(liànxí)】BC精品资料9、在25℃，101kPa下，1mol的白磷（化学式为P4）完全燃烧放出的热量比4mol的红磷（化学式为P）完全燃烧放出的热量多。反应方程式分别为：P4(s)+5O2(g)=P4O10(s)；4P(s)+5O2(g)=P4O10(s)由此判断，下列说法(shuōfǎ)正确的是（）A.由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时红磷能量比白磷高B.由红磷转化为白磷是放热反应，等质量时红磷能量比白磷低C.由红磷转化为白磷是放热反应，等质量时红磷能量比白磷高D.由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时红磷能量比白磷低【练习(liànxí)】D精品资料巩固(gǒnggù)练习：1.下列物质加入(jiārù)水中显著放热的是：A.生石灰B.酒精C.固体NaClD.固体NaOH2.下列反应中既属于氧化还原反应同时又是吸热反应的是：A.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应B.镁与稀盐酸C.灼热的炭与CO2D.甲烷与O2反应精品资料巩固(gǒnggù)练习：3.下列反应属于(shǔyú)放热反应的是:A.NaOH与HCl反应B.C和CO2共热C.碳酸钙的分解D.制备水煤气的反应4、1molBa(OH)2

和1molH2SO4反应放出的热量为Q，则Q为它们的中和热错其中和热为1/2Q精品资料练习已知拆开(chāikāi)1molH2中的化学键要吸收436kJ的能量，拆开(chāikāi)1molO2中的化学键要吸收496kJ的能量，形成水分子中的1molH—O键要放出463kJ的能量，试说明2H2O===2H2+O2中的能量变化。精品资料三、化学能的应用(yìngyòng)利用(lìyòng)热量进行生活、生产和科研。利用(lìyòng)热能使很多化学反应得以发生。精品资料科学(kēxué)视野——太阳能与人类(rénlèi)生存精品资料科学(kēxué)视野——社会(shèhuì)发展与能源利用精品资料科学(kēxué)视野——能源利用(lìyòng)的三个时期精品资料谢谢(xièxie)大家!精品资料（1）宏观