3 化學變化中的能量變化.ppt

1、判斷下列物質變化過程的能量變化及其對應物質間的能量關系,放出熱量,吸收熱量,（1）物質的變化總是伴隨著能量的變化； （2）同一種物質，狀態(tài)不同，能量不同； （3）能量高的物質轉化為能量低的物質，釋放能量，能量低的物質轉化為能量高的物質，吸收能量。,根據(jù)上述變化過程，可以得出哪些結論？,上述變化均屬于物質變化中的物 理變化，且在變化過程中伴隨著 能量的變化。那么在化學變化中 物質變化與能量變化之間又將存 在怎樣的關系呢？,4.2化學反應中的能量變化,梅山高級中學生化組 韓菊仙,冰袋實驗： 氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體的化學反應,Ba(OH)28H2O2NH4Cl BaCl22NH310H2O,鋁與鹽

2、酸的反應,2Al + 6 HCl 2AlCl3 + 3H2 ,以上實驗給我們啟示,化學變化中，不但物質發(fā)生了變化，同時還伴隨著能量的變化,想一想：,人們利用化學反應，主要目的是什么？,P 82,同學們是否了解物質在化學變化中 可以釋放出哪些形式的能量呢？,物質在化學反應中可以釋放出 熱能、光能、電能等多種形式 的能量。,討論：根據(jù)你的了解，請你說出下列化學反應過程中 釋放能量的形式。 （1）煤、石油、天然氣、酒精的燃燒 （2）鎂帶燃燒 （3）干電池、氫氧燃料電池的化學變化,放出大量的熱,發(fā)出耀眼的強光，同時放出大量的熱,發(fā)電同時放出一定的熱,物質通過化學反應釋放出的能量，來自于哪里？,來自于參

3、加反應物質內(nèi)部儲存的能量。 這種潛藏在物質內(nèi)部、只有在化學反應時才釋放的能量稱為化學能。 因此，上述化學反應就能量轉化形式而言依次 為：化學能轉化為熱能、化學能轉化為光能、 化學能轉化為電能，其中，最常見的形式是化 學能轉化為熱能。,化學反應中釋放能量的形式:,熱能、光能、電能等,一、化學反應中的熱效應 1.定義：化學反應時所放出或吸收的熱量 化學反應的熱效應,4.2化學變化中的能量變化,放熱反應: 有熱量放出的化學反應,吸熱反應: 有熱量吸收的化學反應,用“Q”表示,用“Q”表示,注：Q是熱量的符號，熱量的單位是焦耳（J）,為了簡明表示放熱反應或吸熱反應，我們通常在方程式的右邊用“Q”或“Q

4、”表示。,Mg2HCl MgCl2H2 Q C+CO2 2CO Q,常見的放熱反應和吸熱反應,放熱反應,吸熱反應,中和反應熱效應的測定,用兩只50mL燒杯分別取 2mol/L鹽酸和2mol/L氫氧化鈉溶液各50mL ,用數(shù)字測溫儀測出這兩種溶液的溫度,并作好記錄。將兩種溶液倒入同一個燒杯里，用玻璃棒輕輕攪動，混勻后，測量該溶液的溫度。觀察混合前后溫度的變化。 記錄：混合前溶液的溫度 ； 混合后溶液的溫度 。 結論： （放熱反應、吸熱反應）。,課堂實驗,放熱反應,問：放熱反應與吸熱反應最大的區(qū)別是什么？,當反應開始后，放熱反應能自發(fā)地進行下去，而吸熱反應不能。,1.化學反應的特點是有新物質生成,

5、而生成和反應物的能量存在差異; 2.化學反應中能量守恒; 3.反應物和生成物的能量差若以熱能形式表現(xiàn)即為放熱和吸熱,若二者能量較為接近,則放熱和吸熱不明顯。,想一想：為什么有的反應放熱，有的反應吸熱？ 放熱反應和吸熱反應的本質是什么？,探究化學反應中能量變化的原因,【探究一】請你從反應物和生成物所具有的能量的角度分析，為什么有的反應放出熱量，而有的反應卻需要吸收熱量呢？,反應物的總能量生成物的總能量,反應物的總能量生成物的總能量,放出熱量,吸收熱量,反應物的總能量高,放熱反應,生成物的總能量低,放熱反應中，反應物的總能量=生成物的總能量+放出的熱量,+,E 反應物,E 生成物,熱量,吸熱反應中

6、，生成物的總能量=反應物的總能量+吸收的熱量,化學反應的過程,可以看成是能量的“釋放” 或“貯存”的過程。P83,其中，反應物具有的能量總和與生成物具有能量總和的差值,反應熱,高 H2(g) + 1/2O2(g) 放出能量 物質儲存 的能量 低 H2O(l) 提問：如果將箭頭方向反轉，這張能量變化圖 代表什么反應？,圖像表示出：H2O(l) H2(g) + 1/2O2(g) - 285.8KJ的能量變化,高 H2(g) + 1/2O2(g) 物質儲存 吸收能量 的能量 低 H2O(l),氫氣與氧氣化合生成1mol水蒸氣時，放出241.8千焦熱量，而氫氣與硫蒸汽化合生成1mol硫化氫氣體時，只放

7、出20.1千焦熱量。請你比較水和硫化氫的熱穩(wěn)定性。,熱穩(wěn)定性：H2OH2S,【試一試】,大量事實表明：物質化合時，放出能量越多，生成物的熱穩(wěn)定性越大。所以，在化合反應中生成等物質的量的生成物時，放出或吸收熱量的大小是生成物熱穩(wěn)定性的有效標志。,H2(g) 1/2 O2(g) H2O(g) 241.8KJ H2(g) S(g) H2S(g) 20.1KJ,H2(g)+F2(g)2HF(g)+542.2kJ H2(g)+C12(g)2HC1(g)+184.6KJ H2(g)+Br2(g) 2HBr(g)+103.7KJ H2(g)+I2(g) 2HI(g ) -9.4KJ 熱穩(wěn)定性：HFHClHB

8、rHI,放出熱量大生成物能量低生成物 更穩(wěn)定熱穩(wěn)定性越大,1.定義：表示化學反應所放出或吸收熱量的化學方程式， 叫做熱化學方程式。,二、熱化學方程式,2.熱化學方程式的書寫規(guī)則：,（1）要在每種物質右邊的括號里標出物質的狀態(tài)（氣、液或固） （為什么一定要標狀態(tài)？）,那么，熱化學方程式和普通方程式有什么不同？,（2）要注明反應放出或吸收的熱量的多少,(3) 熱化學方程式中，各物質化學式前的化學計量數(shù)，只表示該物質的物質的量，可以是整數(shù)、分數(shù)、或小數(shù)。對相同化學反應，化學計量數(shù)不同，反應熱也不同，與熱量成正比。,（4）熱化學方程式一般不用注明條件,反應物和生成物的種類,反應中各物質的物質的量和質量

9、,反應中放出或吸收的熱量。,表示:,即：2mol 氫氣與1mol 氧氣反應生成2mol 液態(tài)水，放出熱量是571.6 千焦。,3、熱化學方程式表示的意義,4、有關熱化學方程式的計算, 例 250C 1.01X105Pa下，1g 硫粉在氧氣中充分 燃燒放出 9.36kJ熱量，寫出硫燃燒的熱化學方程式。,1g 硫粉在氧氣中充分燃燒放出 9. 36kJ 熱量,32g X 9.36 kJ /g = 299.52 kJ,1 mol 硫粉在氧氣中充分燃燒放出熱量為：,練習：熱化學方程式正誤判斷,（1）2molH2在空氣中燃燒(放熱571.6kJ)的熱化學方程式為：,（2）1mol C在空氣中燃燒(放熱39

10、3.5kJ)的熱化學方程式為：,（3）將0.3mol的氣態(tài)高能燃料乙硼烷（B2H6)在氧氣中燃燒， 生成固態(tài)三氧化二硼，放出649.5kJ熱量，該反應的 熱化學方程式為_.,注:在書寫熱化學方程式時，一定要注意書寫規(guī)則 及計量系數(shù)的比例關系。,根據(jù)下列熱化學方程式：,求1mol水由液態(tài)轉化為氣態(tài)時的熱量變化,資料庫：書P85和86 比較常見的燃料的熱值,1.常見的燃料:煤,液化氣,汽油,酒精,木柴等.,2.化石燃料: 煤,石油,天然氣,能再生嗎?,三 . 燃料的充分燃燒,由于化石燃料蘊藏有限，除開發(fā)新能源外，合理正確使用燃料既可節(jié)約能源，又可改善生態(tài)環(huán)境。,不充分燃燒的結果：產(chǎn)生熱量少,浪費資

11、源.,充分燃燒的必要條件：,a. 燃燒時要有足夠的空氣.,b. 燃料與空氣要有足夠大的接觸面.,3.燃料的充分利用,（1）燃料的充分燃燒,如何充分利用煤及新技術的開發(fā)？,工業(yè)上的做法:將固體燃料粉碎,將液體燃料以霧狀噴出, 以增大燃料與空氣的接觸面,提高燃燒效率.,研究新型煤粉燃料器,將煤進行液化，汽化，制成水煤氣或干餾煤氣等。,在我國，煤仍舊是最主要的能源。 煤直接燃燒會產(chǎn)生污染,影響環(huán)境,危害健康.,如：導致形成酸雨的主要原因： 含硫燃料（如：煤，汽油，等）燃料產(chǎn)生的SO2氣體。,（2）熱量的充分利用,為什么用熱交換器、燜燒鍋,一般通過改進設備、利用余熱、防止熱損失提高熱能的利用率,錄像：

12、原電池與化學電源,探究與實踐：P90 番茄電池,四、電池和構成原電池的條件,1.定義：把化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置。 2.分類： 原電池，如銅-鋅原電池、鋅錳干電池等； 蓄電池，如鉛蓄電池等； 燃料電池，如氫氧燃料電池,3.組成原電池的條件：,有兩種活動性不同的金屬（或 一種非金屬導體）作電極,負極（Zn）：,正極（Cu）：,發(fā)生氧化反應。,溶液中的陽離子發(fā)生還原反應。,電子流動的方向：從負極流向正極 電流的方向：從正極經(jīng)導線流向負極,兩電極均插入電解質溶液中,兩極相連形成閉合回路,動畫,發(fā)生氧化還原反應,針對練習：,1.關于如圖所示裝置的敘述，正確的是 A、銅是陽極，銅片上有氣泡產(chǎn)生 B、銅片質

13、量逐漸減少 C、電流從鋅片經(jīng)導線流向銅片 D、氫離子在銅片表面被還原,( D),2.有A、B、C、D四種金屬片，現(xiàn)進行以下實驗：A、B用導線連接后，同時浸入稀硫酸中，A為負極；C、D用導線連接后，同時浸入稀硫酸中，電流由D導線C；A、C用導線連接后，同時浸入稀硫酸中，C極上產(chǎn)生大量氣泡；B、D用導線連接后，同時浸入稀硫酸中，B極發(fā)生氧化反應。根據(jù)實驗結果，判斷四種金屬的活潑性順序為_，,練習,( A),思考： 實驗室在制取氫氣時，想要加快產(chǎn)生氫氣的速度， 應該選用純鋅還是粗鋅？為什么？,( D ),作業(yè)布置,1.練習冊 2.隨堂練,化學能可轉變?yōu)闊崮?，也可轉變?yōu)槠渌问降哪芰俊?我們把化學能轉

14、變?yōu)殡娔艿难b置，稱為化學電源，習慣上稱為電池。,原電池,蓄電池,燃料電池,（如：干電池）,化學電源,電解池,組成原電池的條件：,1.有兩種活動性不同的金屬（或一種非金屬導體）作電極,2.兩電極均插入電解質溶液中,3.兩極相連形成閉合回路,且能與電解質溶液自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應。,三、銅鋅原電池及其原理,負極（Zn）：,正極（Cu）：,發(fā)生氧化反應。,發(fā)生還原反應。,注意：該反應現(xiàn)象與鋅直接和稀硫酸反應有何不同？,電子：從負極流出；電流：從正極流出,練一練1,活潑金屬做負極,練一練2,E/KJ,例1：下圖表示了化學反應的能量變化曲線，那么哪一段距離表示的是反應熱。 _ 1A 2B 3C 4D,B

15、,A,C,反應/S,D,4,練習（1）：已知石墨比金剛石更穩(wěn)定，判斷由石墨轉變?yōu)?金剛石的反應是吸熱還是放熱？,（2）下列說法正確的是 ( ) A 需要加熱才能發(fā)生的反應一定是吸熱反應 B 任何放熱反應在常溫條件下一定能發(fā)生 C 反應是放熱還是吸熱,主要由反應物和生成物所具有 的總能量的相對大小決定 D 吸熱反應在一定條件下(如常溫,加熱等)也 能發(fā)生,C D,回顧：,物質儲存的能量,高A(g)+B(g),低C(g)+D(l),化學反應的過程中往往伴隨著能量的變化，請同學根據(jù)下面能量變化的示意圖，分析下列說法中正確的是？ (A) A(g)+B(g)C(g)+D(l)，是放熱反應 (B) A(g)+B(g)C(g)+D(l