高一必修二化学能与热能课时

高一必修二化学能与热能课时能源与人类

能源是人类赖以生存和发展的物质基础，我们每时每刻、分分秒秒都离不开它。迄今为止，人类所能利用的能源主要是化学能、电能、以及核能等等。但是，由于人类大量开发和浪费资源，造成了资源的不合理利用从而引发了不可回避的能源危机。第2页,共31页，2024年2月25日，星期天16.6%2.1%5.1%76.2%我国化石燃料和水电能源消耗构成图第3页,共31页，2024年2月25日，星期天解决能源危机问题的两个主要方向：

提高能源的利用率开辟新能源面对能源枯竭危机，我们化学人能做点什么？第4页,共31页，2024年2月25日，星期天化学能与热能第5页,共31页，2024年2月25日，星期天

生活中哪些事实说明了在化学反应中伴随着能量的变化？

这些化学反应中的能量从何而来？为什么有的反应需要能量才能发生？第6页,共31页，2024年2月25日，星期天一、化学键与化学反应中能量变化的关系1、化学反应中能量的变化⑴化学反应的本质是什么？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。第7页,共31页，2024年2月25日，星期天H2+Cl2===2HCl点燃HHClClHClH×···Cl····+H×··Cl····.形成形成化学反应化学键电子式断开断开

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。第8页,共31页，2024年2月25日，星期天⑵化学反应中能量变化的主要原因H····Cl··

：＋→Cl····

H····H—HCl—ClH—Cl吸收能量断开断开吸收能量形成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。H2+Cl2===2HCl点燃第9页,共31页，2024年2月25日，星期天⑶从化学键的观点来分析能量的变化

一个化学反应的过程，本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。吸收能量放出能量那么：一个化学反应是放热还是吸热取决于什么呢？取决于所有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第10页,共31页，2024年2月25日，星期天

实验测得，在25℃,101KPa条件下，将1molH2(H-H)变为2molH原子需吸收436kJ能量，而2molH原子变成1molH2(H-H)放出436kJ能量，这个能量就是H-H的键能。键能：拆开（形成）1mol某键所需要的能量叫键能。单位：kJ/mol第11页,共31页，2024年2月25日，星期天某些键的键能(kJ/mol)键键能键键能H－H436C－H415.0Cl－Cl242.7O－H462.8Br－Br193.7N－H390.8I－I152.7H－Cl431.8C－C347.7H－I298.7键能越大含该键的分子越稳定化学键越牢固对于某个确定的化学反应，如何判断它是放出能量还是吸收能量呢？第12页,共31页，2024年2月25日，星期天一个简单的计算：在25℃和101kPa的条件下，即：由1mol的H2和1mol的Cl2化合，会释放出431kJ×2-436kJ-242kJ=184kJH2+Cl2==2HCl

kJCl-ClCl+Cl

吸收242kJ/molH-HH+H吸收436kJ/mol吸收还是放出热量？放出184H+ClH-Cl

放出431kJ/mol第13页,共31页，2024年2月25日，星期天小结：

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：第14页,共31页，2024年2月25日，星期天分析化学反应：反应物的总能量>生成物的总能量化学反应放出能量第15页,共31页，2024年2月25日，星期天看图讨论：

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）第16页,共31页，2024年2月25日，星期天分析化学反应：反应物的总能量<生成物的总能量化学反应吸收能量吸收能量第17页,共31页，2024年2月25日，星期天反应物的总能量高生成物的总能量低生成物的总能量高反应物的总能量低放热反应吸热反应

化学反应的过程,可以看成是能量的“贮存”或“释放”的过程小结：第18页,共31页，2024年2月25日，星期天规律：（1）如果反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量，那么在发生化学反应时，就有部分能量以热的形式释放出来；（2）如果反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量，那么在发生化学反应时，反应物就需要吸收能量，才能转化为生成物。第19页,共31页，2024年2月25日，星期天小结：能量公式化E（反应物）＝E（生成物）－△H(能量守恒定律）E（生成物）－E（反应物）＝△H△H>0为吸热反应△H<0为放热反应第20页,共31页，2024年2月25日，星期天二、化学能与热能的相互转化质量守恒定律能量守恒定律化学反应中的能量变化，通常主要表现为热量的变化。热量的变化：吸热和放热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互转化！第21页,共31页，2024年2月25日，星期天[实验2—1]

铝片与盐酸的反应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第22页,共31页，2024年2月25日，星期天现象结论

玻璃片会与小烧杯粘结在一起有少许刺激性气味气体产生有水生成该反应是吸热反应写出化学方程式：Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O[实验2—2]：Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应第23页,共31页，2024年2月25日，星期天盐酸温度/℃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中和热：酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量称为中和热[实验2—3]：NaOH与HCl的反应第24页,共31页，2024年2月25日，星期天探索与总结常见的放热反应和吸热反应放热反应燃料的燃烧中和反应金属与酸物质氧化大部分化合反应吸热反应Ba(OH)2.8H2O+NH4ClCaCO3高温分解C+CO2C+H2O大部分分解反应第25页,共31页，2024年2月25日，星期天三、化学能的应用利用热量进行生活、生产和科研。利用热能使很多化学反应得以发生。如：第26页,共31页，2024年2月25日，星期天科学视野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。启示：生物化学过程在利用“能源”上更为合理、有效。生物体中的能量转化第27页,共31页，2024年2月25日，星期天第28页,共31页，2024年2月25日，星期天第29页,共31页，2024年2月25日，星期天人类利用能源的三个阶段科