第一節(jié)化學能及熱能 上課

1、第二章化學反應與能量第二章化學反應與能量第一節(jié)化學能與熱能第一節(jié)化學能與熱能第第1 1課時化學鍵與化學反應中能量變化的關系課時化學鍵與化學反應中能量變化的關系三維目標知識與技能知識與技能1理解化學鍵與化學反應中能量變化之間理解化學鍵與化學反應中能量變化之間的關系的關系(重點重點)2了解吸熱反應和放熱反應了解吸熱反應和放熱反應3從本質從本質(微觀結構角度微觀結構角度)上理解化學反應上理解化學反應中能量的變化中能量的變化(難點難點)過程與方法過程與方法能夠發(fā)現(xiàn)和提出有探究價值的問題能夠發(fā)現(xiàn)和提出有探究價值的問題,敢于質敢于質疑疑,勤于思考勤于思考,逐步形成獨立思考的能力逐步形成獨立思考的能力情感、

2、態(tài)度與情感、態(tài)度與價值觀價值觀培養(yǎng)學習化學的興趣，樂于探究物質變化培養(yǎng)學習化學的興趣，樂于探究物質變化的奧秘，體驗科學探究的艱辛與喜悅，感的奧秘，體驗科學探究的艱辛與喜悅，感受化學世界的奧妙與和諧受化學世界的奧妙與和諧煤、石油和天然氣等化石燃料或它們煤、石油和天然氣等化石燃料或它們的制品的燃燒所產生的熱能從何而來？的制品的燃燒所產生的熱能從何而來？與化學物質及化學反應有什么關系？與化學物質及化學反應有什么關系？石灰石經高溫煅燒生成生石灰，高溫石灰石經高溫煅燒生成生石灰，高溫提供的熱能在分解反應中起什么作用？提供的熱能在分解反應中起什么作用？【學與問學與問】第一節(jié)第一節(jié) 化學能與熱能化學能與熱能

3、一、化學鍵與化學反應中能量變化的關系一、化學鍵與化學反應中能量變化的關系（微觀角度）（微觀角度）1、化學反應的本質、化學反應的本質 H Cl ： Cl H H2 + Cl2 = 2HClHH Cl ClHCl斷開斷開斷開斷開點燃點燃 一個化學反應的的過程，本質上就一個化學反應的的過程，本質上就是舊化學鍵斷裂和新化學鍵形成的過是舊化學鍵斷裂和新化學鍵形成的過程。程。形成形成 1molH2中含有中含有1mol H-H鍵，在鍵，在25和和101kPa的條件下由的條件下由H原子形成原子形成1mol H-H鍵鍵,要放出要放出436kJ的能量而斷開的能量而斷開1mol H-H鍵重鍵重新變成新變成H原子，要

4、吸收原子，要吸收436kJ的能量。的能量。 數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)分析 1mol CH4中含有中含有4mol C-H鍵，鍵，25和和101kPa的條件下，的條件下， 斷開斷開1molC-H鍵鍵要吸收要吸收415kJ的能量，的能量， 斷開斷開1mol CH4中中所有所有C-H鍵要吸收鍵要吸收4molX415kJ的能量。的能量。 以氫氣在氯氣中燃燒為例，用化學鍵的以氫氣在氯氣中燃燒為例，用化學鍵的觀點分析反應的本質過程。觀點分析反應的本質過程。n由反應式：由反應式：H2 + Cl2 = 2HCl 可知可知n破壞破壞H-H、Cl-Cl鍵吸收的能量為：鍵吸收的能量為：n 436.0k J/mol1mol + 2

5、43kJ/mol1mol =679k Jn形成形成H-Cl鍵放出的能量為鍵放出的能量為n 431k J/mol2mol=862kJn放出的能量大于吸收的能量，該反應是放熱放出的能量大于吸收的能量，該反應是放熱反應，放出的熱量為反應，放出的熱量為n 862k J 679k J=183k J2、化學反應中能量變化的主要原因、化學反應中能量變化的主要原因H Cl ： Cl H H2 + Cl2 = 2HClHH Cl ClHCl吸收能量吸收能量斷開斷開斷開斷開吸收能量吸收能量形成形成放出能量放出能量點燃點燃化學鍵的斷裂和形成是化學反應中能量變化學鍵的斷裂和形成是化學反應中能量變化的主要原因。化的主要

6、原因。所以：一個化學反應是否為所以：一個化學反應是否為放出能量放出能量還是還是吸吸收能量收能量取決于什么呢？取決于什么呢？取決于所有斷鍵吸收的總能量與所有取決于所有斷鍵吸收的總能量與所有形成新鍵放出的總能量的相對大小形成新鍵放出的總能量的相對大小n已知拆開已知拆開1molH2中的化學鍵要吸收中的化學鍵要吸收436kJ的能量，拆開的能量，拆開1molO2中的化學鍵要吸收中的化學鍵要吸收496 kJ的能量，形成氣態(tài)水的能量，形成氣態(tài)水1mol H-O鍵要放出鍵要放出463 kJ的能量，試說明的能量，試說明2H2+O2=2H2O(g)中的能中的能量變化。量變化。n破壞破壞H2和和O2中的共價鍵吸收的

7、能量為：中的共價鍵吸收的能量為：n 436k J/mol2mol + 496kJ/mol1mol =1368k Jn形成形成H2O中的共價鍵放出的能量為中的共價鍵放出的能量為n 463k J/mol4mol=1852kJn放出的能量大于吸收的能量，該反應是放熱反應，放出的能量大于吸收的能量，該反應是放熱反應，放出的熱量為放出的熱量為n 1852k J 1368k J=484k J課堂練習課堂練習【思考與交流】在化學反應中，隨著物質的變化，既有反應物在化學反應中，隨著物質的變化，既有反應物中化學鍵的斷裂，又有生成物中化學鍵的形成，中化學鍵的斷裂，又有生成物中化學鍵的形成，化學能化學能也隨之而改變

8、。那么，一個化學反應吸也隨之而改變。那么，一個化學反應吸收能量還是放出能量是由什么決定的呢？收能量還是放出能量是由什么決定的呢？小結：小結： 一個確定的化學反應在發(fā)生過程中是吸收能量還是放一個確定的化學反應在發(fā)生過程中是吸收能量還是放出能量，決定于反應物的總能量與生成物的總能量的相對大出能量，決定于反應物的總能量與生成物的總能量的相對大小。小?？磮D討論：看圖討論：水由高處水由高處向低處流向低處流要釋放能要釋放能量（勢能量（勢能轉換為動轉換為動能）能）分析化學反應：分析化學反應：反應物的總能量反應物的總能量 生成物的總能量生成物的總能量化學反應放出能量化學反應放出能量分析化學反應：分析化學反應：

9、反應物的總能量反應物的總能量 生成物的總能量，生成物的總能量， 化學反應化學反應 能量。能量。 若反應物的總能量若反應物的總能量 4Q3 B. 2Q1 + Q2 4Q3 C. Q1 + Q2 Q3 D. Q1 + Q2 = Q3B反應物反應物的能量的能量生成物生成物的能量的能量能量的釋放能量的釋放反應物反應物的能量的能量生成物生成物的能量的能量能量的吸收能量的吸收反應物的總能量反應物的總能量= =生成物的總能量生成物的總能量+ +放出的熱量放出的熱量生成物的總能量生成物的總能量= =反應物的總能量反應物的總能量+ +吸收的熱量吸收的熱量【課堂小結課堂小結】新課標人教版化學必修新課標人教版化學必

10、修 第二章第一節(jié)第二章第一節(jié) 化學能與熱能化學能與熱能(2)(2)第第2 2課時化學能與熱能的相互轉化課時化學能與熱能的相互轉化三維目標三維目標思維激活思維激活日本人發(fā)明了一種即時加熱的方便面，只要將杯子底部日本人發(fā)明了一種即時加熱的方便面，只要將杯子底部隔層中的固體加水混合就可以產生熱量，一段時間后一碗熱隔層中的固體加水混合就可以產生熱量，一段時間后一碗熱騰騰的面就煮好了。你想知道這是如何實現(xiàn)的嗎？騰騰的面就煮好了。你想知道這是如何實現(xiàn)的嗎？知識與技能知識與技能1通過實驗和生活實踐，了解化學能與熱能的相互通過實驗和生活實踐，了解化學能與熱能的相互轉化轉化(重點重點)2了解吸熱反應和放熱反應的

11、概念了解吸熱反應和放熱反應的概念(重點重點)3了解化學能轉化為熱能在生產、生活中的應用及了解化學能轉化為熱能在生產、生活中的應用及對人類文明發(fā)展的貢獻對人類文明發(fā)展的貢獻過程與方法過程與方法通過三個實驗，理解化學反應中能量的變化主要表通過三個實驗，理解化學反應中能量的變化主要表現(xiàn)為熱量的形式，提出化學能與熱能的探究性問題現(xiàn)為熱量的形式，提出化學能與熱能的探究性問題情感、態(tài)度與情感、態(tài)度與價值觀價值觀感知生物體內生命活動過程的能量變化、能源與人感知生物體內生命活動過程的能量變化、能源與人類社會發(fā)展的密切關系類社會發(fā)展的密切關系,逐步形成可持續(xù)發(fā)展的意識逐步形成可持續(xù)發(fā)展的意識自學導引自學導引一、

12、化學能與熱能一、化學能與熱能1質量守恒質量守恒定律和定律和能量守恒能量守恒定律是兩條基本的自然定定律是兩條基本的自然定律?；瘜W能是能量的一種形式，它同樣可以轉化為其他形式律。化學能是能量的一種形式，它同樣可以轉化為其他形式的能量，如的能量，如熱能熱能、電能等。、電能等。2化學反應中的能量變化，通常表現(xiàn)為化學反應中的能量變化，通常表現(xiàn)為熱量熱量的變化的變化吸熱吸熱和和放熱放熱。思考題思考題寫出下列反應的化學方程式，并指出是放熱反寫出下列反應的化學方程式，并指出是放熱反應還是吸熱反應。應還是吸熱反應。天然氣天然氣(CH4)燃燒：燃燒：_ 。高溫煅燒石灰石高溫煅燒石灰石(主要成分主要成分CaCO3)

13、：_ 。鐵絲在氧氣中燃燒：鐵絲在氧氣中燃燒：_。鈉與水的反應：鈉與水的反應：_。二、化學能與熱能的相互轉化二、化學能與熱能的相互轉化n1、質量守恒定律、能量守恒定律、質量守恒定律、能量守恒定律n2、化學反應中的能量變化，通常主要表現(xiàn)為、化學反應中的能量變化，通常主要表現(xiàn)為熱量的變化。熱量的變化。 n熱量的變化：吸熱和放熱熱量的變化：吸熱和放熱 怎樣設計實驗來了解反應中的怎樣設計實驗來了解反應中的熱量變化情況？熱量變化情況？ 下面我們一起通過實驗來認識和下面我們一起通過實驗來認識和感受一下化學能與熱能的相互轉感受一下化學能與熱能的相互轉化！化！實驗探究實驗探究21 鋁片與鹽酸的反應鋁片與鹽酸的反

14、應在一支試管中加入在一支試管中加入2-3mL2-3mLmol/Lmol/L的的鹽酸，再插入用砂紙打磨光的鋁條，鹽酸，再插入用砂紙打磨光的鋁條，觀察現(xiàn)象，并用溫度計測量溶液溫度觀察現(xiàn)象，并用溫度計測量溶液溫度的變化的變化實驗實驗n1.實驗目的實驗目的n2.為什么要用砂紙打磨鋁片？為什么要用砂紙打磨鋁片？n3.鋁與鹽酸反應的化學方程式鋁與鹽酸反應的化學方程式： 。n4.在反應過程中你將能看到什么現(xiàn)象？在反應過程中你將能看到什么現(xiàn)象？n5.用眼睛不能直接觀察到反應中的熱量用眼睛不能直接觀察到反應中的熱量變化，你將采取哪些簡單易行的辦法來變化，你將采取哪些簡單易行的辦法來了解反應中的熱量變化？了解反應

15、中的熱量變化？思考與討論：思考與討論：必修2-實驗2-2.測定鋁與鹽酸反應的熱效應（流暢）.mp4實驗實驗21現(xiàn)象現(xiàn)象結論結論鋁與鹽酸反應，放出大量氣泡，鋁與鹽酸反應，放出大量氣泡，溫度升高溫度升高該反應是該反應是放熱放熱反應反應實驗實驗22探究探究 ：Ba(OH)Ba(OH)2 28H8H2 2O O與與NHNH4 4ClCl的反應的反應整個實驗的現(xiàn)象、反應化學方程式和結論？整個實驗的現(xiàn)象、反應化學方程式和結論？實驗實驗22現(xiàn)象：現(xiàn)象：1、玻璃片（小木板）會與小燒杯粘結在一起、玻璃片（小木板）會與小燒杯粘結在一起 2、有少許刺激性氣味氣體產生、有少許刺激性氣味氣體產生 3、有水生成、有水生成

16、Ba(OH)2 8H2O + 2NH4ClBaCl2 +2NH3 +10H2O結論：該反應是結論：該反應是吸熱反應吸熱反應實驗探究實驗探究鹽酸溫度鹽酸溫度NaOH溶液溫度溶液溫度 中和反應后溫中和反應后溫度度鹽酸與氫氧化鈉溶液反應，觀察反應中溶鹽酸與氫氧化鈉溶液反應，觀察反應中溶液溫度的變化。液溫度的變化。必修2-實驗2-3.氫氧化鈉與鹽酸反應能量的變化（流暢）.mp4實驗實驗23鹽酸溫度鹽酸溫度/NaOH溶液溫度溶液溫度/ 中和反應后溫度中和反應后溫度/ 結論：中和反應是放熱反應。結論：中和反應是放熱反應。實質：實質：H+ + OH H2O反應后溫度升高反應后溫度升高室溫室溫室溫室溫中和熱：

17、酸與堿發(fā)生中和反應生成中和熱：酸與堿發(fā)生中和反應生成1molH2O時時 所釋放的熱量稱為中和熱所釋放的熱量稱為中和熱實驗內容實驗內容 現(xiàn)象現(xiàn)象 溫度變化溫度變化 結論結論鎂與鹽酸反鎂與鹽酸反應應劇烈反應劇烈反應,產產生大量氣體生大量氣體.溶液溫度升溶液溫度升高高鎂與鹽酸反應鎂與鹽酸反應時放出熱量時放出熱量氫氧化鋇與氫氧化鋇與氯化銨混合氯化銨混合放出刺激性放出刺激性氣味氣體氣味氣體,燒燒杯底部與玻杯底部與玻璃片凍結在璃片凍結在一起一起.溫度降低溫度降低氫氧化鋇與氯氫氧化鋇與氯化銨反應時吸化銨反應時吸收熱量收熱量鹽酸和氫氧鹽酸和氫氧化鈉混合化鈉混合溶液溫度升溶液溫度升高高酸堿中和是放酸堿中和是放熱

18、反應熱反應一、吸熱反應和放熱反應的判斷一、吸熱反應和放熱反應的判斷反應過程中放出熱量的反應為放熱反應，吸收熱反應過程中放出熱量的反應為放熱反應，吸收熱量的反應為吸熱反應。量的反應為吸熱反應。1根據(jù)實例判斷。根據(jù)實例判斷。常見的放熱反應有：所有的燃燒反應，如常見的放熱反應有：所有的燃燒反應，如C、H2、CH4等在氧氣或空氣中的燃燒，等在氧氣或空氣中的燃燒，H2在氯氣中的燃在氯氣中的燃燒等；酸堿中和反應；大多數(shù)的化合反應；金燒等；酸堿中和反應；大多數(shù)的化合反應；金屬與酸的反應，如鎂條和鹽酸的反應。屬與酸的反應，如鎂條和鹽酸的反應。常見的吸熱反應有：大多數(shù)的分解反應；氫常見的吸熱反應有：大多數(shù)的分解

19、反應；氫氧化鋇晶體和氯化銨晶體的反應；氧化鋇晶體和氯化銨晶體的反應；C和和CO2、C和和水的反應等。水的反應等。2根據(jù)生成物和反應物總能量的相對大小判斷。若生根據(jù)生成物和反應物總能量的相對大小判斷。若生成物的總能量大于反應物的總能量，則為吸熱反應，反之為成物的總能量大于反應物的總能量，則為吸熱反應，反之為放熱反應。實際上，反應放熱就是因為反應物的總能量大于放熱反應。實際上，反應放熱就是因為反應物的總能量大于生成物的總能量；而反應吸熱是因為反應物的總能量小于生生成物的總能量；而反應吸熱是因為反應物的總能量小于生成物的總能量。成物的總能量。3根據(jù)生成物和反應物的相對穩(wěn)定性判斷。由穩(wěn)定的根據(jù)生成物和

20、反應物的相對穩(wěn)定性判斷。由穩(wěn)定的物質生成不穩(wěn)定的物質的反應為吸熱反應，反之為放熱反物質生成不穩(wěn)定的物質的反應為吸熱反應，反之為放熱反應。應。特別提醒特別提醒一個反應是放熱反應還是吸熱反應與其是否需要加熱無一個反應是放熱反應還是吸熱反應與其是否需要加熱無關，需要加熱的反應不一定是吸熱反應，不需要加熱的反應關，需要加熱的反應不一定是吸熱反應，不需要加熱的反應也不一定是放熱反應。如也不一定是放熱反應。如H2、CO等大多數(shù)氣體需要點燃才等大多數(shù)氣體需要點燃才能進行燃燒，能進行燃燒，Ba(OH)28H2O 和和NH4Cl屬吸熱反應但在常溫屬吸熱反應但在常溫下就能進行。下就能進行。n3、中和熱：中和熱：n

21、（1）定義：稀強酸）定義：稀強酸與與稀強堿稀強堿發(fā)生中和反應生發(fā)生中和反應生成成1molH2O時所時所釋放釋放的熱量。的熱量。n（2）中和熱中和熱測定：測定：如果要通過實驗來測定鹽酸與氫氧化鈉反如果要通過實驗來測定鹽酸與氫氧化鈉反應的中和熱，你認為在設計實驗裝置和操應的中和熱，你認為在設計實驗裝置和操作時應該注意哪些問題作時應該注意哪些問題？你準備如何設計并進行實驗你準備如何設計并進行實驗？討論、交流：討論、交流：中和熱的測定中和熱的測定 裝置裝置n在大燒杯底部墊泡沫塑料（或紙條），在大燒杯底部墊泡沫塑料（或紙條），n使放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平。使放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平。n然

22、后再在大、小燒杯之間填滿碎泡沫塑然后再在大、小燒杯之間填滿碎泡沫塑料（或紙條），大燒杯上用泡沫塑料板料（或紙條），大燒杯上用泡沫塑料板（或硬紙板）作蓋板，在板中間開兩個（或硬紙板）作蓋板，在板中間開兩個小孔，正好使溫度計和環(huán)形玻璃攪拌棒小孔，正好使溫度計和環(huán)形玻璃攪拌棒通過，通過，n以達到保溫、隔熱、減少實驗過程中熱以達到保溫、隔熱、減少實驗過程中熱量損失的目的，量損失的目的，n如上圖所示。該實驗也可在保溫杯中進如上圖所示。該實驗也可在保溫杯中進行。行。 思考與交流思考與交流n在設計實驗裝置和操作應從兩個方面考慮，在設計實驗裝置和操作應從兩個方面考慮，n一是注重一是注重“量量”的問題的問題:n

23、如如 反應物的濃度和體積取定值；反應物的濃度和體積取定值；n 測量反應前后的溫度值；測量反應前后的溫度值；n 做平行實驗取平均值。做平行實驗取平均值。n二是盡量減小實驗誤差二是盡量減小實驗誤差:n如如 攪拌使反應充分進行；攪拌使反應充分進行； n 及時散熱，使混合液溫度均衡；及時散熱，使混合液溫度均衡；n 溫度計的精確度高，最好使用精度為溫度計的精確度高，最好使用精度為0.1 ； n 使用絕緣裝置，避免熱量散發(fā)；使用絕緣裝置，避免熱量散發(fā)；隨堂練習隨堂練習 1. 下列說法正確的是下列說法正確的是 ( )n A. 大多數(shù)的化合反應是釋放能量的反應大多數(shù)的化合反應是釋放能量的反應n B. 大多數(shù)分

24、解反應是吸收能量的反應大多數(shù)分解反應是吸收能量的反應n C. 釋放能量的反應都不需要加熱釋放能量的反應都不需要加熱n D. 吸收能量的反應都需要加熱吸收能量的反應都需要加熱AB2. 下列反應既屬于氧化還原反應下列反應既屬于氧化還原反應,又又屬于吸熱反應的是屬于吸熱反應的是 ( )nA.鋁片與稀鹽酸的反應鋁片與稀鹽酸的反應nB.Ba(OH)28H2O和和NH4Cl的反應的反應nC.灼熱的炭與灼熱的炭與CO2的反應的反應nD.甲烷在氧氣中的燃燒反應甲烷在氧氣中的燃燒反應C C跟蹤練習跟蹤練習3如圖所示，在一個小燒杯里加入研細的如圖所示，在一個小燒杯里加入研細的20 g Ba(OH)28H2O晶體。

25、將此小燒杯放在事先滴有晶體。將此小燒杯放在事先滴有34滴水的玻滴水的玻璃片上，然后向小燒杯中加入璃片上，然后向小燒杯中加入10 g NH4Cl晶體，并用玻璃棒晶體，并用玻璃棒快速攪拌。快速攪拌。( 1 ) 實 驗 中 要 用 玻 璃 棒 攪 拌 的 原 因 是實 驗 中 要 用 玻 璃 棒 攪 拌 的 原 因 是_。( 2 ) 寫 出 有 關 反 應 的 化 學 方 程 式 ：寫 出 有 關 反 應 的 化 學 方 程 式 ：_，該反應，該反應_(填填“是是”或或“不是不是”)氧化還原反應。氧化還原反應。該反應是固體之間的反應，攪拌可使混合物充分接觸并發(fā)生反應該反應是固體之間的反應，攪拌可使混合物充分接觸并發(fā)生反應Ba(OH)28H2O2NH4Cl BaCl22NH310H2O；(3)該實驗中觀察到的現(xiàn)象除產生刺激性氣味的氣體及反該實驗中觀察到的現(xiàn)象除產生刺激性氣味的氣體及反應混合