h第一節(jié) 化學能與熱能

1、第二章第二章 化學反應與能量化學反應與能量第一節(jié)第一節(jié) 化學能與熱能化學能與熱能一飛沖天：一飛沖天：“神舟神舟”五號發(fā)射實況回放五號發(fā)射實況回放 生活中哪些事實說明了在化學反應中伴生活中哪些事實說明了在化學反應中伴隨著能量的變化？隨著能量的變化？【思考與交流思考與交流】一、化學鍵與化學反應中能量變化關系一、化學鍵與化學反應中能量變化關系物質(zhì)發(fā)生化學反應的同時還伴隨著能量的變化物質(zhì)發(fā)生化學反應的同時還伴隨著能量的變化, ,而這種能量變化又通常表現(xiàn)為而這種能量變化又通常表現(xiàn)為熱能變化熱能變化。Na+Cl電子轉移電子轉移不穩(wěn)定不穩(wěn)定穩(wěn)定穩(wěn)定更穩(wěn)定更穩(wěn)定復習復習化學反應的本質(zhì)是什么？化學反應的本質(zhì)是什

2、么？金屬鈉金屬鈉氯氣氯氣舊鍵斷裂舊鍵斷裂新鍵形成新鍵形成NaCl晶體比晶體比Na+、Cl-穩(wěn)定，穩(wěn)定，說明了什么？說明了什么？說明說明NaCl晶體具有的能量比晶體具有的能量比Na+、Cl-單獨存在時具有的能量低。單獨存在時具有的能量低。 討論討論表示為：表示為： H=E生生 E反反 也就是說也就是說Na+、Cl-間形成離子鍵時釋放間形成離子鍵時釋放了能量。了能量。1、從物質(zhì)本身包含能量的角度看：、從物質(zhì)本身包含能量的角度看： 反應物總能量生成物總能量反應物總能量生成物總能量 反應放出能量反應放出能量 E反反 E生生 反應物總能量生成物總能量反應物總能量生成物總能量 反應吸收能量反應吸收能量水能

3、和化學能變化對比示意圖水能和化學能變化對比示意圖水往低處流要釋放能量水往低處流要釋放能量（勢能轉化成動能）（勢能轉化成動能）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（化學能轉化成熱能）（化學能轉化成熱能）放出熱量放出熱量水能和化學能變化對比示意圖水能和化學能變化對比示意圖將水抽到高處需要提供能量將水抽到高處需要提供能量（電能轉化成機械能、再轉化（電能轉化成機械能、再轉化成勢能）成勢能）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（熱能轉化成化學能）（熱能轉化成化學能）吸收熱量吸收熱量能能量量E E反應過程反應過程反應過程反應過程反應物反應物生成物生成物能能量量E E

4、放 熱放 熱反應反應吸 熱吸 熱反應反應反應物反應物生成物生成物規(guī)規(guī) 律律若若E E反反E E生，生，則反應放熱，則為放熱反應則反應放熱，則為放熱反應若若E E反反E E生，生，則反應吸熱，則為吸熱反應則反應吸熱，則為吸熱反應化學反應過程可以看成是化學反應過程可以看成是“能量能量”的儲存和釋放過程。的儲存和釋放過程。 化學反應在發(fā)生過程中是吸收熱量還是放出熱量化學反應在發(fā)生過程中是吸收熱量還是放出熱量取決于反應物總能量和和生成物總能量的相對大小。取決于反應物總能量和和生成物總能量的相對大小。 小結小結 1 1、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

5、化2 2、化學上把有熱量放出的化學反應叫作、化學上把有熱量放出的化學反應叫作放熱反應放熱反應3 3、化學上把吸收熱量的化學反應叫作、化學上把吸收熱量的化學反應叫作吸熱反應吸熱反應4 4、物質(zhì)能量越高、物質(zhì)能量越高, ,就越不穩(wěn)定就越不穩(wěn)定, ,能量越低能量越低, ,就越穩(wěn)定就越穩(wěn)定. . H H HH ； H436kJ/molH-H H H ； H436kJ/mol CH4 C 4H ； H1660kJ/mol 形成（或斷裂）形成（或斷裂）1mol化學鍵時釋放（或吸收化學鍵時釋放（或吸收)的能量叫做的能量叫做鍵能鍵能 C 4H CH4 ； H1660kJ/mol鍵能越大，化學鍵越牢固，物質(zhì)越穩(wěn)

6、定。鍵能越大，化學鍵越牢固，物質(zhì)越穩(wěn)定。2、化學鍵與化學反應中能量變化關系、化學鍵與化學反應中能量變化關系 化學鍵的斷裂和形成是化學反應中化學鍵的斷裂和形成是化學反應中能量變化的主要原因能量變化的主要原因 當當E吸吸 E放放 反應吸收能量反應吸收能量 當當E吸吸 E放放 反應放出能量反應放出能量2、從鍵能的角度看：、從鍵能的角度看： 反應物反應物 生成物生成物 化學反應：化學反應： 舊化學鍵斷裂舊化學鍵斷裂 新化學鍵形成新化學鍵形成 吸收能量吸收能量E吸吸 放出能量放出能量E放放 任何化學反應都伴隨著能量的變化！任何化學反應都伴隨著能量的變化！表示為：表示為： H=E吸吸 E放放【歸納小結歸納

7、小結】一個化學反應一個化學反應是是為為放熱反應放熱反應還是還是吸熱反應吸熱反應取決于：取決于：取決于所有取決于所有斷鍵吸收的總能量斷鍵吸收的總能量與所有與所有形成新鍵放出的總能量形成新鍵放出的總能量的相對大小，的相對大小，即取決于反應物的總能量與生成物的即取決于反應物的總能量與生成物的總能量的相對大小?？偰芰康南鄬Υ笮　＞毩暰毩?mol -鍵的鍵能是鍵的鍵能是436KJ, mol I I 鍵的鍵能是鍵的鍵能是151KJ， molH-I 鍵的健能是鍵的健能是299KJ。則。則H2（g）+I2（g）=2HI（g）的反應）的反應是（）是（）、吸熱反應、放熱反應、吸熱反應、放熱反應、分解反應、化合反應

8、、分解反應、化合反應二、化學能與熱能的相互轉化二、化學能與熱能的相互轉化 2、化學反應中的能量變化主要表現(xiàn)為熱量的變、化學反應中的能量變化主要表現(xiàn)為熱量的變化化吸熱或放熱吸熱或放熱1 1、質(zhì)量守恒定律和能量守恒定律、質(zhì)量守恒定律和能量守恒定律（兩條基本定律）（兩條基本定律）實驗實驗在一支試管中加入在一支試管中加入23mL6mol/L的的鹽酸溶液。再插入用鹽酸溶液。再插入用砂紙打磨光砂紙打磨光的鋁條。的鋁條?，F(xiàn)現(xiàn) 象象方程式、結論方程式、結論溶液溫度升高溶液溫度升高2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2 放出熱量；化學能轉化成熱能放出熱量；化學能轉化成熱能該反應是放熱反應該反應是放熱

9、反應實驗實驗22探究探究 ：Ba(OH)28H2O與與NH4Cl的反應的反應.整個實驗中有哪些創(chuàng)新之處？整個實驗中有哪些創(chuàng)新之處？1.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(chǎn)生、有少許刺激性氣味氣體產(chǎn)生 3、有水生成、有水生成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 思考與交流思考與交流 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

10、氫氧化鈉反應的中和熱，你認為在設計實驗裝置和操作時應該注意應的中和熱，你認為在設計實驗裝置和操作時應該注意哪些問題？應該如何設計并進行實驗？哪些問題？應該如何設計并進行實驗？設計實驗裝置和操作時應從兩個方面考慮，一是注重設計實驗裝置和操作時應從兩個方面考慮，一是注重“量量”的問題。二是盡量減小實驗誤差。的問題。二是盡量減小實驗誤差。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(zhì)：實質(zhì)：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：酸與堿發(fā)生中和反應生成中和熱：酸與堿發(fā)

11、生中和反應生成1molH2O時時 所釋放的熱量稱為所釋放的熱量稱為中和熱中和熱（每生成（每生成1mol水放出水放出57.3KJ的熱量的熱量)一是注重一是注重“量量”的問題的問題用稀溶液進行中和反應，減小溶解熱的干擾。用稀溶液進行中和反應，減小溶解熱的干擾。用強酸和強堿溶液反應，減少電離熱效應的干擾；用強酸和強堿溶液反應，減少電離熱效應的干擾；每次取等量的酸堿進行反應。每次取等量的酸堿進行反應。做平行實驗取平均值做平行實驗取平均值二是盡量減小實驗誤差二是盡量減小實驗誤差增強保溫隔熱措施，減少實驗中熱量的損失增強保溫隔熱措施，減少實驗中熱量的損失不斷攪拌，使熱量分散均勻。不斷攪拌，使熱量分散均勻。

12、溫度計的精確度要高。溫度計的精確度要高。中和熱的測定中和熱的測定 裝置裝置-碎泡沫塑料碎泡沫塑料-玻璃攪拌器玻璃攪拌器-溫度計溫度計在大燒杯底部墊泡沫塑料（或紙條），使放入的小燒杯杯口與大在大燒杯底部墊泡沫塑料（或紙條），使放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平。然后再在大、小燒杯之間填滿碎泡沫塑料（或紙燒杯杯口相平。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（或硬紙板）作蓋板，在板中間開條），大燒杯上用泡沫塑料板（或硬紙板）作蓋板，在板中間開兩個小孔，正好使溫度計和環(huán)形玻璃攪拌棒通過，以達到保溫、兩個小孔，正好使溫度計和環(huán)形玻璃攪拌棒通過，以達到保溫、隔熱、減少實驗過程中

13、熱量損失的目的，如上圖所示。該實驗也隔熱、減少實驗過程中熱量損失的目的，如上圖所示。該實驗也可在保溫杯中進行。可在保溫杯中進行。 例、例、 如右圖所示，把試管放入盛有如右圖所示，把試管放入盛有2525時時飽和飽和石灰水石灰水的燒杯中，試管中開始放入幾小的燒杯中，試管中開始放入幾小塊塊鎂片，鎂片，再用滴管滴入再用滴管滴入5mL5mL鹽酸鹽酸于試管中于試管中. .試回答下列問題：試回答下列問題：(1)(1)實驗中觀察到的實驗中觀察到的現(xiàn)象現(xiàn)象是是 (2)(2)產(chǎn)生上述現(xiàn)象的產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因原因是是 (3)(3)寫出有關反應的寫出有關反應的離子方程式離子方程式 (4)(4)由實驗推知，由實驗推知，

14、MgClMgCl2 2溶液和溶液和H H2 2的的總能量總能量 ( (填填“大于大于”、“小于小于”、“等于等于”) )鎂片和鎂片和鹽酸的總能量鹽酸的總能量. .(1)(1)鎂片上有大量氣泡產(chǎn)生；鎂片逐漸溶解；燒杯中析出晶體鎂片上有大量氣泡產(chǎn)生；鎂片逐漸溶解；燒杯中析出晶體. .(2)(2)鎂與鹽酸反應產(chǎn)生氫氣，該反應為放熱反應，鎂與鹽酸反應產(chǎn)生氫氣，該反應為放熱反應，Ca(OH)Ca(OH)2 2在水中的溶解度隨在水中的溶解度隨溫度升高而減小，故析出溫度升高而減小，故析出Ca(OH)Ca(OH)2 2晶體晶體. .(3)Mg+2H(3)Mg+2H+ +=Mg=Mg2+2+H+H2 2 (4)

15、 (4)小于小于交流與思考交流與思考 試歸納常見的放熱反應和吸熱反應。試歸納常見的放熱反應和吸熱反應。常見的放熱反應：常見的放熱反應：（1）所有燃燒反應）所有燃燒反應 （2）中和反應）中和反應 （3）大多數(shù)化合反應）大多數(shù)化合反應 （例外（例外C+CO2=CO)（4）活潑金屬跟水或酸反應）活潑金屬跟水或酸反應（5）物質(zhì)的緩慢氧化）物質(zhì)的緩慢氧化 常見的吸熱反應：常見的吸熱反應：（1）大多數(shù)分解反應）大多數(shù)分解反應(特殊爆炸反應為吸熱特殊爆炸反應為吸熱）（2）晶體間的反應）晶體間的反應 （3）以）以C、H2、CO為還原劑的氧化還原反應。為還原劑的氧化還原反應。討論討論放熱反應都能放熱反應都能自發(fā)

16、進行嗎？吸熱反自發(fā)進行嗎？吸熱反應都需要加熱才能反應都需要加熱才能反應嗎？應嗎？化學能的應用 利用熱量進行生活、生產(chǎn)和科研。利用熱量進行生活、生產(chǎn)和科研。 利用熱能使很多化學反應得以發(fā)生。利用熱能使很多化學反應得以發(fā)生。如：科學視野科學視野 生物體中的能量轉化生物體中的能量轉化人體內(nèi)發(fā)生的人體內(nèi)發(fā)生的氧化還原反應氧化還原反應與體外的燃燒本質(zhì)與體外的燃燒本質(zhì)相同，最終產(chǎn)物一樣（都是二氧化碳和水），相同，最終產(chǎn)物一樣（都是二氧化碳和水），都是都是放熱反應放熱反應，所放出的能量也相等。只是二，所放出的能量也相等。只是二者反應條件不同。者反應條件不同?！咀灾鲗W習自主學習】啟示：啟示：生物化學過程在利用

17、生物化學過程在利用“能源能源”上更為合理、有效。上更為合理、有效。能源的利用反映著人類進步，也促進人類的發(fā)展。能源的利用反映著人類進步，也促進人類的發(fā)展。但是，人類在利用能源造福人類的同時，也造成了環(huán)但是，人類在利用能源造福人類的同時，也造成了環(huán)境的污染。境的污染。 常見的能源主要有以下十種常見的能源主要有以下十種: :太陽能、化石能源、水能、太陽能、化石能源、水能、 風風能、潮汐能、地熱能、生物質(zhì)能、潮汐能、地熱能、生物質(zhì)能、核能以能、核能以 及氫能。及氫能。 為了保護我們的地球，應該減少化石燃料的使用，為了保護我們的地球，應該減少化石燃料的使用，開發(fā)新技術開發(fā)新技術, ,使燃料充分燃燒；努力開發(fā)無污染、可再使燃料充分燃燒；努力開發(fā)無污染、可再生的潔凈能源。生的潔凈能源。1 1、足夠的空氣、足夠的空氣2 2、燃料與空氣充分接觸、燃料與空氣充分接觸 交流與思考交流與思考 使燃料充分燃燒需要哪些條件？使燃料充分燃燒需要哪些條件？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 ( ) A