第二章第一節(jié)第一課時(shí)化學(xué)能與熱能

1、化學(xué)能與熱能 能源是人類賴以生存和能源是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，我們每時(shí)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，我們每時(shí)每刻、分分秒秒都離不開它。每刻、分分秒秒都離不開它。迄今為止，人類所能利用的迄今為止，人類所能利用的能源主要是化學(xué)能、電能、能源主要是化學(xué)能、電能、以及核能等等。但是，由于以及核能等等。但是，由于人類大量開發(fā)和浪費(fèi)資源，人類大量開發(fā)和浪費(fèi)資源，造成了資源的不合理利用從造成了資源的不合理利用從而引發(fā)了不可回避的能源危而引發(fā)了不可回避的能源危機(jī)。機(jī)。16.6%2.1%5.1%76.2%我國化石燃料和水電能源消耗構(gòu)成圖我國化石燃料和水電能源消耗構(gòu)成圖你知道嗎你知道嗎? 煤、石油、天然氣的主要化學(xué)成分

2、是烴煤、石油、天然氣的主要化學(xué)成分是烴類等有機(jī)物（煤中含有大量的碳），它們?nèi)碱惖扔袡C(jī)物（煤中含有大量的碳），它們?nèi)紵龝r(shí)放出熱能。你一定想知道，這種能量從燒時(shí)放出熱能。你一定想知道，這種能量從何而來何而來?它與化學(xué)物質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)有什么關(guān)它與化學(xué)物質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)有什么關(guān)系？石灰石（主要成分是碳酸鈣）要經(jīng)過高系？石灰石（主要成分是碳酸鈣）要經(jīng)過高溫煅燒才能變成生石灰，高溫提供的熱能在溫煅燒才能變成生石灰，高溫提供的熱能在石灰石的分解反應(yīng)中起到什么作用？石灰石的分解反應(yīng)中起到什么作用？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)系思考：思考：不同的燃料其組成不同，燃燒后放出的不

3、同的燃料其組成不同，燃燒后放出的熱量也不相等。為什么不同的燃料燃燒時(shí)放出的熱量也不相等。為什么不同的燃料燃燒時(shí)放出的熱量會(huì)不同？燃料在燃燒反應(yīng)中產(chǎn)生的熱能來自熱量會(huì)不同？燃料在燃燒反應(yīng)中產(chǎn)生的熱能來自哪里？哪里？1、化學(xué)反應(yīng)中能量的變化化學(xué)反應(yīng)中能量的變化、化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是什么？、化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是什么？以氫氣在氯氣中燃燒為例，用化學(xué)以氫氣在氯氣中燃燒為例，用化學(xué)鍵的觀點(diǎn)分析反應(yīng)的本質(zhì)過程。鍵的觀點(diǎn)分析反應(yīng)的本質(zhì)過程。H Cl ： Cl H H2 + Cl2 = 2HClHH Cl ClHCl斷開斷開斷開斷開點(diǎn)燃點(diǎn)燃 一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的的過程，本質(zhì)上就一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的的過程，本質(zhì)上就是舊化學(xué)鍵是舊化學(xué)

4、鍵斷裂斷裂和新化學(xué)鍵和新化學(xué)鍵形成形成的過的過程。程。形成形成、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(diǎn)燃點(diǎn)燃化學(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化學(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因?；闹饕颉? 從化學(xué)鍵的觀點(diǎn)來分析能量的變化從化學(xué)鍵的觀點(diǎn)來分析能量的變化 一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的過程，本質(zhì)上就是舊化學(xué)鍵一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的過程，本質(zhì)上就是舊化學(xué)鍵斷裂斷裂和新化學(xué)鍵和新化學(xué)鍵形成形成的過程。的過程。吸收能量吸收能量放出能量放出

5、能量所以：一個(gè)化學(xué)反應(yīng)所以：一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是否是否為為放熱放熱還是還是吸熱吸熱取決于什么呢？取決于什么呢？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(duì)大小的相對(duì)大小想一想：想一想： 在化學(xué)反應(yīng)中，隨著在化學(xué)反應(yīng)中，隨著物質(zhì)的變化，既有反應(yīng)物物質(zhì)的變化，既有反應(yīng)物中化學(xué)鍵的斷裂，又有生中化學(xué)鍵的斷裂，又有生成物中化學(xué)鍵的形成，化成物中化學(xué)鍵的形成，化學(xué)能也隨之而改變。那么，學(xué)能也隨之而改變。那么，一個(gè)化學(xué)反應(yīng)吸收能量還一個(gè)化學(xué)反應(yīng)吸收能量還是放出能量是由什么決定是放出能量是由什么決定的呢？的呢？ 實(shí)驗(yàn)測得，在實(shí)驗(yàn)測得，在25,101

6、KPa條件條件下，將下，將1molH2(H-H)變?yōu)樽優(yōu)?molH原子原子需吸收需吸收436kJ能量，而能量，而2molH原子變原子變成成1molH2(H-H)放出放出436kJ能量，這能量，這個(gè)能量就是個(gè)能量就是H-H的的鍵能鍵能。某些化學(xué)鍵的鍵能某些化學(xué)鍵的鍵能某些鍵的鍵能某些鍵的鍵能(kJ/mol)鍵鍵鍵能鍵能鍵鍵鍵能鍵能HH436CH415.0ClCl242.7OH462.8BrBr193.7NH390.8II152.7HCl431.8CC347.7HI298.7對(duì)于某個(gè)確定的化對(duì)于某個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)，如何判斷學(xué)反應(yīng)，如何判斷它是放出能量還是它是放出能量還是吸收能量呢？吸收能量呢？鍵能

7、越大鍵能越大含該鍵的分子越穩(wěn)定含該鍵的分子越穩(wěn)定化學(xué)鍵越牢固化學(xué)鍵越牢固在反應(yīng)在反應(yīng)H2 + Cl2 2HCl中，已知中，已知HH 鍵能為鍵能為436kJ/mol，ClCl鍵能為鍵能為247kJ/mol，HCl鍵能為鍵能為431kJ/mol，判斷該反應(yīng)，判斷該反應(yīng)是是 反應(yīng)反應(yīng) 放熱放熱課堂練習(xí)一課堂練習(xí)一v則則(1)化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收能量。吸收總能量為：化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收能量。吸收總能量為：436kJ247kJ683 kJ，v (2)化學(xué)鍵形成時(shí)需要釋放能量。釋放總能量為：化學(xué)鍵形成時(shí)需要釋放能量。釋放總能量為：431kJ431kJ862 kJ，v (3)反應(yīng)中放出的熱量的計(jì)算：反應(yīng)中放

8、出的熱量的計(jì)算：v862kJ683kJ=179kJ小結(jié)：小結(jié)： 一個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)在發(fā)生過程中是吸收能量一個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)在發(fā)生過程中是吸收能量還是放出能量，決定于反應(yīng)物的總能量與生成物的還是放出能量，決定于反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的相對(duì)大小。總能量的相對(duì)大小?？磮D討論：看圖討論：分析化學(xué)反應(yīng)：分析化學(xué)反應(yīng)：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化學(xué)反應(yīng)放出能量化學(xué)反應(yīng)放出能量看圖討論：看圖討論： 將水由低處抽向高處需提供能量將水由低處抽向高處需提供能量（電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，再轉(zhuǎn)換為勢能）（電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，再轉(zhuǎn)換為勢能）分析化學(xué)反應(yīng)：分析化學(xué)反應(yīng)：反應(yīng)物的總能量反應(yīng)物

9、的總能量 0為吸熱反應(yīng)為吸熱反應(yīng)H 4Q3 B. 2Q1 + Q2 4Q3 C. Q1 + Q2 Q3 D. Q1 + Q2 = Q3B 問題交流問題交流【學(xué)與問學(xué)與問】 這里所列舉的兩類反應(yīng)說明了化學(xué)反應(yīng)與熱能這里所列舉的兩類反應(yīng)說明了化學(xué)反應(yīng)與熱能 之間的辯證關(guān)系以及它們之間的相互轉(zhuǎn)化：之間的辯證關(guān)系以及它們之間的相互轉(zhuǎn)化： 化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)熱能熱能煤、石油、天然氣的燃燒（產(chǎn)生）煤、石油、天然氣的燃燒（產(chǎn)生）CaCOCaCO3 3經(jīng)過高溫煅燒分解成經(jīng)過高溫煅燒分解成CaOCaO（動(dòng)力）（動(dòng)力）熱能對(duì)化學(xué)反應(yīng)的支持作用熱能對(duì)化學(xué)反應(yīng)的支持作用，利用熱能來完成常溫下很，利用熱能來完成常溫下很難

10、發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。難發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。獲取能量獲取能量常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)燃料的燃燒燃料的燃燒(與與O2的反應(yīng)）的反應(yīng)）中中 和和 反反 應(yīng)應(yīng)活潑金屬與水或酸的反應(yīng)活潑金屬與水或酸的反應(yīng)大部分化合反應(yīng)（生石灰大部分化合反應(yīng)（生石灰和水）和水）物質(zhì)的緩慢氧化物質(zhì)的緩慢氧化吸熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)C+CO2H2+CuOC+H2OBa(OH)2.8H2O+NH4ClCaCO3高溫分解高溫分解大部分分解反應(yīng)大部分分解反應(yīng)多數(shù)銨鹽溶于水多數(shù)銨鹽溶于水反應(yīng)過程中的能量變化反應(yīng)過程中的能量變化1、人類文明與能源開發(fā)、利用的關(guān)系、人類文明與能源開發(fā)、利用的關(guān)系人類文明史人類文明

11、史引出引出燃料燃料充分充分燃燒燃燒化石化石 燃料燃料 合理合理 利用利用能源能源開發(fā)開發(fā)新技新技術(shù)的術(shù)的開發(fā)開發(fā)能源能源能量能量利用利用化學(xué)化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)中的中的能量能量變化變化能源的利用反映著人類進(jìn)步能源的利用反映著人類進(jìn)步放熱放熱反應(yīng)反應(yīng)吸熱吸熱反應(yīng)反應(yīng)足夠足夠的空的空氣氣燃料與燃料與空氣充空氣充分接觸分接觸充分充分燃燒燃燒科學(xué)利科學(xué)利用減少用減少污染污染 2. 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(fēng)能、潮汐能、地?zé)崮?、生風(fēng)能、潮汐能、地?zé)崮?、生物質(zhì)能、核能以物質(zhì)能、核能以 及氫能。及氫能。1 1、下列說法正確的是（、下列說法正

12、確的是（ ） A.A.需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng) B.B.任何放熱反應(yīng)在常溫條件下一定能發(fā)生反應(yīng)任何放熱反應(yīng)在常溫條件下一定能發(fā)生反應(yīng) C.C.反應(yīng)物和生成物所具有的總能量決定了反應(yīng)反應(yīng)物和生成物所具有的總能量決定了反應(yīng) 結(jié)果是放熱還是吸熱結(jié)果是放熱還是吸熱 D.D.吸熱反應(yīng)在一定條件下才能發(fā)生反應(yīng)吸熱反應(yīng)在一定條件下才能發(fā)生反應(yīng)CD 2 2、判斷：、判斷：（1 1）加熱的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)。）加熱的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)。（2 2）一個(gè)反應(yīng)是吸熱或放熱與反應(yīng)條件）一個(gè)反應(yīng)是吸熱或放熱與反應(yīng)條件 沒有直接聯(lián)系，與反應(yīng)物與生成物沒有直接聯(lián)系，與反應(yīng)物與生

13、成物 的總能量的相對(duì)大小有關(guān)。的總能量的相對(duì)大小有關(guān)。（3 3）化學(xué)反應(yīng)中的能量變化都表現(xiàn)為熱）化學(xué)反應(yīng)中的能量變化都表現(xiàn)為熱 能變化。能變化?？茖W(xué)視野科學(xué)視野1、社會(huì)發(fā)展與能源利用、社會(huì)發(fā)展與能源利用2、人類利用能源的三個(gè)階段、人類利用能源的三個(gè)階段柴草時(shí)期柴草時(shí)期化石能源時(shí)期化石能源時(shí)期多能源結(jié)構(gòu)時(shí)期多能源結(jié)構(gòu)時(shí)期生物體中的能量轉(zhuǎn)化生物體中的能量轉(zhuǎn)化人體內(nèi)發(fā)生的人體內(nèi)發(fā)生的氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)與體外的燃燒與體外的燃燒本質(zhì)相同，都是本質(zhì)相同，都是放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)。只是二者條件。只是二者條件不同，且前者更加不同，且前者更加合理有效合理有效。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)2 2現(xiàn)象現(xiàn)象結(jié)論結(jié)論有刺激性氣味氣體產(chǎn)生；玻璃片有刺激性氣味氣體產(chǎn)生；玻璃片上的水結(jié)成冰，玻璃片與燒杯底上的水結(jié)成冰，玻璃片與燒杯底被冰粘在了一起；用手觸摸杯壁被