高中化學(xué) 第二章 化學(xué)反應(yīng)與能量 2.1.2 化學(xué)能與熱能課件 新人教必修2

1、一、化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系一、化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系吸收放出1化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因斷裂形成物質(zhì)中的原子之間是通過化學(xué)鍵相結(jié)合的，斷開反應(yīng)物的物質(zhì)中的原子之間是通過化學(xué)鍵相結(jié)合的，斷開反應(yīng)物的化學(xué)鍵要化學(xué)鍵要_能量，形成生成物的化學(xué)鍵要能量，形成生成物的化學(xué)鍵要_能量。化能量?；瘜W(xué)鍵的學(xué)鍵的_和和_是物質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中發(fā)生能量變化的主是物質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中發(fā)生能量變化的主要原因。物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)與體系的要原因。物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)與體系的_是同時(shí)發(fā)生的是同時(shí)發(fā)生的。2化學(xué)反應(yīng)中能量變化的決定因素化學(xué)反應(yīng)中能量變化的決定因素能量變化一個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)完成后

2、的結(jié)果是吸收能量還是放出能一個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)完成后的結(jié)果是吸收能量還是放出能量，取決于量，取決于_和和_的相對(duì)高低，即：的相對(duì)高低，即：反應(yīng)物的總能量反應(yīng)物的總能量生成物的總能量生成物的總能量(1)反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，化學(xué)反應(yīng)_能量。能量。放出放出(2)反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量，化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量，化學(xué)反應(yīng)_能量能量。吸收吸收二、化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化二、化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化1兩條基本自然定律兩條基本自然定律總質(zhì)量(1)質(zhì)量守恒定律：自然界的物質(zhì)可以發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但是質(zhì)量守恒定律：自然界的物質(zhì)可以發(fā)生相互轉(zhuǎn)

3、化，但是_不變。不變。(2)能量守恒定律：一種形式的能量可以轉(zhuǎn)化為另一種形式能量守恒定律：一種形式的能量可以轉(zhuǎn)化為另一種形式的能量，但是體系包含的的能量，但是體系包含的_不變。不變?？偰芰靠偰芰?吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)(1)定義吸收熱量放出熱量吸熱反應(yīng)：_的化學(xué)反應(yīng)。放熱反應(yīng)：_的化學(xué)反應(yīng)?；瘜W(xué)能(2)中和熱1 mol H2O化學(xué)能熱能熱能稀的強(qiáng)酸與稀的強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成_時(shí)所釋放的熱量。3化學(xué)能與熱能相互轉(zhuǎn)化的意義能量變化(1)化學(xué)反應(yīng)伴隨著_是化學(xué)反應(yīng)的基本特征之一。(2)化學(xué)物質(zhì)中的_通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化成_，提供了人類生存和發(fā)展所需要的能量和動(dòng)力；而_轉(zhuǎn)化成_又是人們進(jìn)行化工生產(chǎn)、研制新物質(zhì)

4、不可或缺的條件和途徑。 化學(xué)鍵包含化學(xué)鍵包含_和和_。物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過程就是反應(yīng)物分子中化學(xué)鍵的過程就是反應(yīng)物分子中化學(xué)鍵的_和生成物分子中化學(xué)鍵和生成物分子中化學(xué)鍵的的_過程。過程。離子鍵離子鍵共價(jià)鍵共價(jià)鍵斷裂斷裂形成形成3不屬于化石燃料的是（不屬于化石燃料的是（ ）A石油石油B天然氣天然氣C煤氣煤氣D煤煤C實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)在一支試管中加入 23 mL6 mol/L 的鹽酸，再插入用砂紙打磨光的鋁條。觀察現(xiàn)象，并用溫度計(jì)測(cè)量溶液溫度變化鋁條表面有_產(chǎn)生，反應(yīng)后溫度計(jì)示數(shù)_化學(xué)能與熱能相互轉(zhuǎn)化探究實(shí)驗(yàn)無色氣泡無色氣泡上升上升實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)將約 20 g Ba(O

5、H)28H2O 晶體研細(xì)后與約 10 g NH4Cl 晶體一起放入燒杯中，并將燒杯放在滴有幾滴水的玻璃片或小木板上，用玻璃棒快速攪拌，聞氣味，用手觸摸杯壁下部，試著用手拿起燒杯，觀察現(xiàn)象能聞到_氣味，用手觸摸燒杯的感覺_(填“發(fā)冷”或“發(fā)燙”)，拿起燒杯，玻璃片或小木板_在燒杯底部實(shí)驗(yàn)在 50 mL 燒杯中加入 20 mL2 mol/L 的鹽酸，測(cè)其溫度。另用量筒量取 20 mL 2 mol/L NaOH 溶液，測(cè)其溫度，并緩緩地倒入燒杯中，邊加邊用玻璃棒攪拌。觀察反應(yīng)中溶液溫度的變化過程在反應(yīng)過程中，溫度計(jì)的讀數(shù)_續(xù)表刺激性刺激性發(fā)冷發(fā)冷粘連粘連上升上升1由實(shí)驗(yàn)中溫度計(jì)的示數(shù)變化可知鋁與鹽酸

6、反應(yīng)是_ _反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”)，反應(yīng)方程式為_。用砂紙打磨光鋁條的目的是放熱放熱 2Al6HCl= 2AlCl33H2_。除去鋁條表面的氧化膜除去鋁條表面的氧化膜2實(shí)驗(yàn)中能產(chǎn)生有氣味的物質(zhì)，該物質(zhì)是_(填化學(xué)式)，由實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象可知該反應(yīng)為_(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。NH3吸熱吸熱放熱放熱3實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)的離子方程式為 ，由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知該反應(yīng)為_反應(yīng)。HOH=H2O化學(xué)反應(yīng)中化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化1吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)的判斷(1)從化學(xué)鍵斷裂與形成角度判斷若 E1E2，化學(xué)反應(yīng)表現(xiàn)為吸熱反應(yīng)；若 E1E，化學(xué)反應(yīng)表現(xiàn)為放熱反應(yīng)；若 EE，化學(xué)反應(yīng)表現(xiàn)為吸熱反應(yīng)。2常見的吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)

7、(1)放熱反應(yīng)所有的燃燒反應(yīng)；活潑金屬與水或酸的反應(yīng)；酸堿中和反應(yīng)；大多數(shù)化合反應(yīng)；物質(zhì)的緩慢氧化。(2)吸熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)大多數(shù)分解反應(yīng)；大多數(shù)分解反應(yīng)；C、CO、H2 還原金屬氧化物的反應(yīng)；還原金屬氧化物的反應(yīng)；氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體的反應(yīng)。氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體的反應(yīng)。物質(zhì)具有的能量與其穩(wěn)定性之間的關(guān)系物質(zhì)具有的能量與其穩(wěn)定性之間的關(guān)系(1)物質(zhì)具有的能量越低越穩(wěn)定，參加反應(yīng)時(shí)，化學(xué)鍵斷裂吸物質(zhì)具有的能量越低越穩(wěn)定，參加反應(yīng)時(shí)，化學(xué)鍵斷裂吸收的能量就越多，而生成該物質(zhì)，形成新鍵放出的能量就越多。收的能量就越多，而生成該物質(zhì)，形成新鍵放出的能量就越多。(2)物質(zhì)具有的能量高，則其不穩(wěn)定，

8、參加反應(yīng)時(shí)斷鍵所需物質(zhì)具有的能量高，則其不穩(wěn)定，參加反應(yīng)時(shí)斷鍵所需能量低，該物質(zhì)性質(zhì)活潑，而形成該物質(zhì)時(shí)，放出的能量較少。能量低，該物質(zhì)性質(zhì)活潑，而形成該物質(zhì)時(shí)，放出的能量較少。3化學(xué)鍵在能量變化判斷中的應(yīng)用利用化學(xué)鍵的鍵能可粗略計(jì)算化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，即光照反應(yīng)熱。以 H2Cl2=2HCl 為例(圖 211)：圖 211生成物釋放的總能量(862 kJ/mol)大于反應(yīng)物吸收的總能量(683 kJ/mol)，是放熱反應(yīng)。 1 mol H2 與 1 mol Cl2 完全反應(yīng)生成2 mol HCl 放出熱量為 2 mol431 kJ/mol1 mol436 kJ/mol1 mol247 kJ/

9、mol179 kJ。中和熱及其測(cè)定中和熱及其測(cè)定1中和熱中和熱(1)概念：酸與堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)生成概念：酸與堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)生成 1 mol H2O時(shí)所釋放的熱量稱為中和熱。時(shí)所釋放的熱量稱為中和熱。(2)中和熱的理解中和熱的理解:中和反應(yīng)都放出熱量；中和反應(yīng)都放出熱量；稀溶液中，強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的中和熱為定值：稀溶液中，強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的中和熱為定值：57.3 kJ/mol；弱酸或弱堿在中和反應(yīng)中由于電弱酸或弱堿在中和反應(yīng)中由于電離吸熱，中和熱小于離吸熱，中和熱小于57.3 kJ/mol。2中和熱測(cè)定的實(shí)驗(yàn)裝置圖 212能量轉(zhuǎn)化和能源利用能量轉(zhuǎn)化和能源利用1生物體內(nèi)的能量轉(zhuǎn)化生物體內(nèi)的能量轉(zhuǎn)

10、化光能光能化學(xué)能化學(xué)能熱能熱能植物通過光合作用將植物通過光合作用將_轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；而在轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；而在人體內(nèi)，人體內(nèi)，淀粉等糖類物質(zhì)經(jīng)過一系列變化將淀粉等糖類物質(zhì)經(jīng)過一系列變化將_轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為_。2人類對(duì)能源利用的三個(gè)階段人類對(duì)能源利用的三個(gè)階段(1)柴草時(shí)期：主要能源有樹枝雜草、人力柴草時(shí)期：主要能源有樹枝雜草、人力、畜力、風(fēng)和水、畜力、風(fēng)和水的動(dòng)力等。的動(dòng)力等?；茉椿茉?2)_時(shí)期：主要能源有煤、石油、天然氣。時(shí)期：主要能源有煤、石油、天然氣。(3)多能源結(jié)構(gòu)時(shí)期：核能、太陽(yáng)能、氫能等。多能源結(jié)構(gòu)時(shí)期：核能、太陽(yáng)能、氫能等。例例1(2011 年廣東廣州檢測(cè)年廣東廣州檢測(cè))下列說法

11、不正確下列說法不正確 的是的是(對(duì)化學(xué)變化中能量變化的理解)。A化學(xué)反應(yīng)除了生成新物質(zhì)外，還伴隨著能量的變化化學(xué)反應(yīng)除了生成新物質(zhì)外，還伴隨著能量的變化B1 mol 硫酸與足量氫氧化鈉發(fā)生中和反應(yīng)生成水所釋放硫酸與足量氫氧化鈉發(fā)生中和反應(yīng)生成水所釋放的熱量稱為中和熱的熱量稱為中和熱C氫氣燃燒放出大量的熱，說明參加反應(yīng)的氫氣和氧氣氫氣燃燒放出大量的熱，說明參加反應(yīng)的氫氣和氧氣總能量比生成物水的總能量高總能量比生成物水的總能量高D放熱反應(yīng)有時(shí)也需要加熱才可發(fā)生放熱反應(yīng)有時(shí)也需要加熱才可發(fā)生解析：解析：中和熱是指強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)生成中和熱是指強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol

12、 H2O 時(shí)所釋放的熱量，時(shí)所釋放的熱量，1 mol 硫酸與足量的氫氧化鈉反應(yīng)硫酸與足量的氫氧化鈉反應(yīng)生成水的物質(zhì)的量為生成水的物質(zhì)的量為2 mol，B 錯(cuò)；放熱反應(yīng)有時(shí)需要加熱，如錯(cuò)；放熱反應(yīng)有時(shí)需要加熱，如大多數(shù)燃燒反應(yīng)，通常情況下需要大多數(shù)燃燒反應(yīng)，通常情況下需要點(diǎn)燃或者加熱才能發(fā)生，點(diǎn)燃或者加熱才能發(fā)生，D 正正確。確。答案：答案：B1反應(yīng)反應(yīng) C(石墨石墨)C(金剛石金剛石)是吸收能量是吸收能量的反應(yīng)，的反應(yīng)，由此可知由此可知()。AA石墨比金剛石穩(wěn)定石墨比金剛石穩(wěn)定B金剛石和石墨可以相互轉(zhuǎn)化金剛石和石墨可以相互轉(zhuǎn)化C石墨轉(zhuǎn)化為金剛石是物理變化石墨轉(zhuǎn)化為金剛石是物理變化D金剛石和石墨

13、不能相互轉(zhuǎn)化金剛石和石墨不能相互轉(zhuǎn)化解解析：析：由已知石墨轉(zhuǎn)化為金剛石需要吸收能量，說明金剛由已知石墨轉(zhuǎn)化為金剛石需要吸收能量，說明金剛石的總能量比石墨高，能量越低越穩(wěn)定，說明石墨比金剛石穩(wěn)石的總能量比石墨高，能量越低越穩(wěn)定，說明石墨比金剛石穩(wěn)定；由題意可知，石墨在一定條件下可轉(zhuǎn)化為金剛石，但不能定；由題意可知，石墨在一定條件下可轉(zhuǎn)化為金剛石，但不能知道金剛石是否可轉(zhuǎn)化為石墨，知道金剛石是否可轉(zhuǎn)化為石墨，B、D 錯(cuò)。錯(cuò)。()。BCA化學(xué)反應(yīng)中既有物質(zhì)變化又有能量變化化學(xué)反應(yīng)中既有物質(zhì)變化又有能量變化B化學(xué)鍵的斷裂和形成與反應(yīng)放熱和吸熱無關(guān)化學(xué)鍵的斷裂和形成與反應(yīng)放熱和吸熱無關(guān)C反應(yīng)物的總能量與

14、生成物的總能量一定相等反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量一定相等DH2SO4 與與 NaOH 的反應(yīng)是放熱反應(yīng)的反應(yīng)是放熱反應(yīng)解析：解析：化學(xué)鍵的斷裂和形成是反應(yīng)放熱和吸熱的根化學(xué)鍵的斷裂和形成是反應(yīng)放熱和吸熱的根本原因，本原因，B 錯(cuò)；一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，可能涉及化學(xué)能、熱能、光能等能量之錯(cuò)；一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，可能涉及化學(xué)能、熱能、光能等能量之間的轉(zhuǎn)化，故反應(yīng)物與生成物之間的總能量不一定相等，但反間的轉(zhuǎn)化，故反應(yīng)物與生成物之間的總能量不一定相等，但反應(yīng)體系的總能量一定相等，應(yīng)體系的總能量一定相等，C 錯(cuò)。錯(cuò)。吸熱反應(yīng)不一定需要加熱，如吸熱反應(yīng)不一定需要加熱，如Ba(OH)28H2O 晶體與晶體與NH4Cl

15、晶體反應(yīng)；放熱反應(yīng)有時(shí)也需要加熱或點(diǎn)燃，如大多數(shù)燃燒反晶體反應(yīng)；放熱反應(yīng)有時(shí)也需要加熱或點(diǎn)燃，如大多數(shù)燃燒反應(yīng)需要在點(diǎn)燃或者加熱的條件下才能發(fā)生。應(yīng)需要在點(diǎn)燃或者加熱的條件下才能發(fā)生。例例2由圖由圖 分析分析，下列說法，下列說法正確的是正確的是()。AA=BC 與與 BC=A 兩個(gè)反應(yīng)吸收和放出的熱量不等兩個(gè)反應(yīng)吸收和放出的熱量不等BA=BC 是放熱反應(yīng)是放熱反應(yīng)CA 具有的能量高于具有的能量高于 B 和和 C 具有的能量總和具有的能量總和DA=BC 是吸熱反應(yīng)，是吸熱反應(yīng)，BC=A 必然是放熱反應(yīng)必然是放熱反應(yīng)解析：解析：由圖可知反應(yīng)物總能量低于生成物總能量，反應(yīng)需由圖可知反應(yīng)物總能量低于生

16、成物總能量，反應(yīng)需要吸收能量，即要吸收能量，即 A=BC 是吸熱反應(yīng)；條件不變，反應(yīng)物和是吸熱反應(yīng)；條件不變，反應(yīng)物和生成物總能量不變，生成物總能量不變，A=BC 與與 BC=A 兩個(gè)反應(yīng)吸收和兩個(gè)反應(yīng)吸收和放出的熱量相等，且放出的熱量相等，且 A=BC 反應(yīng)吸熱，反應(yīng)吸熱，BC=A 反應(yīng)放反應(yīng)放熱。熱。答案：答案：D3 下列反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)的是下列反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)的是()。CABa(OH)2 與與 HCl 的中和反應(yīng)的中和反應(yīng)B葡萄糖在人體內(nèi)葡萄糖在人體內(nèi)氧化分解氧化分解CBa(OH)28H2O 與與 NH4Cl 反應(yīng)反應(yīng)D鋅粒與稀鋅粒與稀 H2SO4 反應(yīng)制取反應(yīng)制取 H24下列反應(yīng)中，既

17、屬于氧化還原反下列反應(yīng)中，既屬于氧化還原反應(yīng)同時(shí)又是吸熱反應(yīng)的是應(yīng)同時(shí)又是吸熱反應(yīng)的是()。CABa(OH)28H2O 與與 NH4Cl 反應(yīng)反應(yīng)B鋁與稀鹽酸反應(yīng)鋁與稀鹽酸反應(yīng)C灼熱的炭與灼熱的炭與 CO2 反應(yīng)反應(yīng)D甲烷與甲烷與 O2 的燃燒反應(yīng)的燃燒反應(yīng)解析：解析：A 項(xiàng)雖然也是吸熱反應(yīng)，但項(xiàng)雖然也是吸熱反應(yīng)，但不是氧化還原反應(yīng)。不是氧化還原反應(yīng)。5下列說法正確的是下列說法正確的是()。A若氫氣和氧氣化合是放熱反應(yīng)，則水電解生成氫氣和若氫氣和氧氣化合是放熱反應(yīng)，則水電解生成氫氣和氧氣是吸熱反應(yīng)氧氣是吸熱反應(yīng)ADB需要加熱才能進(jìn)行的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)需要加熱才能進(jìn)行的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)C反應(yīng)放出熱量的多少與反應(yīng)物的質(zhì)量和狀態(tài)無關(guān)反應(yīng)放出熱量的多少與反應(yīng)物的質(zhì)量和狀