化學(xué)必修化學(xué)能和熱能

1、關(guān)于化學(xué)必修化學(xué)能與熱能第一張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月能源與人類 能源是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，我們每時每刻、分分秒秒都離不開它。迄今為止，人類所能利用的能源主要是化學(xué)能、電能、以及核能等等。但是，由于人類大量開發(fā)和浪費資源，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機。第二張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月16.6%2.1%5.1%76.2%我國化石燃料和水電能源消耗構(gòu)成圖第三張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月你知道嗎? 煤、石油、天然氣的主要化學(xué)成分是烴類等有機物（煤中含有大量的碳），它們?nèi)紵龝r放出熱能。你一定想知道，這種能量從何而來?它與化學(xué)物

2、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？第四張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月一、化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系思考：不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放出的熱量會不同？燃料在燃燒反應(yīng)中產(chǎn)生的熱能來自哪里？1、化學(xué)反應(yīng)中能量的變化第五張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月、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)鍵的觀點分析反應(yīng)的本質(zhì)過程。第六張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月H Cl ： Cl H H2 + Cl2 = 2HClHH C

3、l ClHCl斷開斷開點燃 一個化學(xué)反應(yīng)的的過程，本質(zhì)上就是舊化學(xué)鍵斷裂和新化學(xué)鍵形成的過程。形成第七張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月、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吸收能量斷開斷開吸收能量形成放出能量點燃化學(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。第八張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月. 從化學(xué)鍵的觀點來分析能量的變化 一個化學(xué)反應(yīng)的過程，本質(zhì)上就是舊化學(xué)鍵斷裂和新化學(xué)鍵形成的過程。吸收能量放出能量所以：一個化學(xué)反應(yīng)是否為放熱還是吸熱取決于什么呢？取決于所有斷鍵吸收的總能量與所有形成新鍵放出的總

4、能量的相對大小第九張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月想一想： 在化學(xué)反應(yīng)中，隨著物質(zhì)的變化，既有反應(yīng)物中化學(xué)鍵的斷裂，又有生成物中化學(xué)鍵的形成，化學(xué)能也隨之而改變。那么，一個化學(xué)反應(yīng)吸收能量還是放出能量是由什么決定的呢？第十張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 實驗測得，在25,101KPa條件下，將1molH2(H-H)變?yōu)?molH原子需吸收436kJ能量，而2molH原子變成1molH2(H-H)放出436kJ能量，這個能量就是H-H的鍵能。某些化學(xué)鍵的鍵能第十一張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月某些鍵的鍵能(kJ/mol)鍵鍵能鍵鍵能HH436CH415.0ClC

5、l242.7OH462.8BrBr193.7NH390.8II152.7HCl431.8CC347.7HI298.7對于某個確定的化學(xué)反應(yīng)，如何判斷它是放出能量還是吸收能量呢？鍵能越大含該鍵的分子越穩(wěn)定化學(xué)鍵越牢固第十二張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月在反應(yīng)H2 + Cl2 2HCl中，已知HH 鍵能為436kJ/mol，ClCl鍵能為247kJ/mol，HCl鍵能為431kJ/mol，判斷該反應(yīng)是 反應(yīng) 放熱課堂練習(xí)一則(1)化學(xué)鍵斷裂時需要吸收能量。吸收總能量為：436kJ247kJ683 kJ， (2)化學(xué)鍵形成時需要釋放能量。釋放總能量為：431kJ431kJ862 kJ，

6、(3)反應(yīng)中放出的熱量的計算：862kJ683kJ=179kJ第十三張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月小結(jié)： 一個確定的化學(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總能量的相對大小。看圖討論：第十四張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月分析化學(xué)反應(yīng)：反應(yīng)物的總能量 生成物的總能量化學(xué)反應(yīng)放出能量第十五張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月看圖討論： 將水由低處抽向高處需提供能量（電能轉(zhuǎn)換為機械能，再轉(zhuǎn)換為勢能）第十六張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月分析化學(xué)反應(yīng)：反應(yīng)物的總能量 0為吸熱反應(yīng)H 4Q3 B. 2Q1 + Q2 4Q3 C.

7、Q1 + Q2 Q3 D. Q1 + Q2 = Q3B第三十一張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 問題交流【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 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)熱能煤、石油、天然氣的燃燒（產(chǎn)生）CaCO3經(jīng)過高溫煅燒分解成CaO（動力）熱能對化學(xué)反應(yīng)的支持作用，利用熱能來完成常溫下很難發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。獲取能量第三十二張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月探索與總結(jié)常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)燃料的燃燒(與O2的反應(yīng)）中 和 反 應(yīng)活潑金屬與水或酸的反應(yīng)大部分化合反應(yīng)（生石灰和水）物質(zhì)的緩慢氧化吸熱反應(yīng)C+CO2H2+CuOC+H2

8、OBa(OH)2.8H2O+NH4ClCaCO3高溫分解大部分分解反應(yīng)多數(shù)銨鹽溶于水第三十三張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月反應(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)系人類文明史引出燃料充分燃燒化石 燃料 合理 利用能源開發(fā)新技術(shù)的開發(fā)能源能量利用化學(xué)反應(yīng)中的能量變化能源的利用反映著人類進步放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)足夠的空氣燃料與空氣充分接觸充分燃燒科學(xué)利用減少污染第三十四張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 常見的能源主要有以下十種:太陽能、化石能源、水能、 風(fēng)能、潮汐能、地?zé)崮堋⑸镔|(zhì)能、核能以 及氫能。第三十五張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月1、下列說法正

9、確的是（ ） A.需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng) B.任何放熱反應(yīng)在常溫條件下一定能發(fā)生反應(yīng) C.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 D.吸熱反應(yīng)在一定條件下才能發(fā)生反應(yīng)CD第三十六張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 2、判斷：（1）加熱的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)。（2）一個反應(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 的總能量的相對大小有關(guān)。（3）化學(xué)反應(yīng)中的能量變化都表現(xiàn)為熱 能變化。第三十七張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月科學(xué)視野1、社會發(fā)展與能源利用2、人類利用能源的三個階段柴草時期化石能源時期多能源結(jié)構(gòu)時期第三十八張，PPT共四

10、十七頁，創(chuàng)作于2022年6月生物體中的能量轉(zhuǎn)化人體內(nèi)發(fā)生的氧化還原反應(yīng)與體外的燃燒本質(zhì)相同，都是放熱反應(yīng)。只是二者條件不同，且前者更加合理有效。第三十九張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月實驗2現(xiàn)象結(jié)論有刺激性氣味氣體產(chǎn)生；玻璃片上的水結(jié)成冰，玻璃片與燒杯底被冰粘在了一起；用手觸摸杯壁下部，有涼的感覺。Ba(OH)28H2O與NH4Cl反應(yīng)的過程吸收熱量。第四十張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月化學(xué)反應(yīng)方程式：Ba(OH)28H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3 +10H2O玻璃棒的作用：攪拌，使混合物充分接觸反應(yīng)物成糊狀的原因：結(jié)冰粘結(jié)結(jié)論：該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)第四十一張，P

11、PT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月思考：酸與堿的中和反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)？實驗3 酸堿反應(yīng)的本質(zhì)就是H+ + OH- = H2O ?？傻贸鐾普摚核釅A中和反應(yīng)都是放熱反應(yīng)。反應(yīng)中H+和OH-離子的量相等 ，生成水的量相等，放出的熱量也相等 現(xiàn)象結(jié)論中和反應(yīng)后溶液的溫度比反應(yīng)前鹽酸和氫氧化鈉溶液的溫度高。鹽酸和氫氧化鈉溶液的反應(yīng)過程中放出熱量，使溶液混合物的溫度升高。分析：第四十二張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 中和熱的概念: 酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時所釋放的熱量稱為中和熱。思考與交流：注：（1）中和反應(yīng)都放出熱量 （2）稀溶液中，強酸與強堿的中和 熱為定值：57

12、.3KJ/mol第四十三張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 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、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。第四十四張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月思考與交流： 在設(shè)計實驗裝置和操作時應(yīng)該注意哪些問題？（1）用隔熱裝置，盡量減少熱量散失；（2）酸堿的量要準(zhǔn)確：nCVa、濃度要越精確越好b、量體積的容器越精確越好，最好用移液管（3）溫度計越精確越好（4）注意控制反應(yīng)時間（5）多做幾次，取平均值第四十五張，PPT共四十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 在設(shè)計實驗裝置和操作時應(yīng)從兩個方面考慮，一是注重“量”的問題，如 反應(yīng)物的濃度和體積取定值； 測量反應(yīng)前后的溫度值； 做平行實驗取平均值。二是盡量減小實驗誤差，如 用經(jīng)過標(biāo)定的鹽