化學(xué)能與熱能

第一節(jié)化學(xué)能與熱能能源與人類

能源是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，我們每時(shí)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(fèi)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(jī)。能源、材料，信息被稱為現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的三大支柱第一節(jié)化學(xué)能與熱能一、化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系1、化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是？

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。H·

··

·Cl

··

：＋→

Cl

··

··

H

··

··H2+Cl2=2HClH—HCl—ClH—Cl斷開斷開點(diǎn)燃

一個(gè)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H·

··

·Cl

··

：＋→

Cl

··

··

H

··

··H2+Cl2=2HClH—HCl—ClH—Cl吸收能量斷開斷開吸收能量形成放出能量點(diǎn)燃化學(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因。【思考與交流】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(gè)化學(xué)反應(yīng)吸收能量還是放出能量是由什么決定的呢？2、一個(gè)化學(xué)反應(yīng)吸收能量還是放出能量的決定因素水由高處向低處流要釋放能量（勢能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能）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

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）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)吸收能量規(guī)律1、如果反應(yīng)物所具有的總能量高于生成物所具有的總能量,那么在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí),就有部分能量以熱的形式釋放出來;2、如果反應(yīng)物所具有的總能量低于生成物所具有的總能量,那么在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí),反應(yīng)物就需要吸收能量,才能轉(zhuǎn)化為生成物。能量反應(yīng)過程反應(yīng)過程反應(yīng)物生成物能量放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)反應(yīng)物生成物規(guī)律【歸納小結(jié)】一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)取決于：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，即取決于反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的相對大小。反應(yīng)物的能量之和

E反生成物的能量之和

E生（1）若E反>E生，（2）若E反<E生，放出能量吸收能量放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)E反=

E生+/-E熱反應(yīng)物的能量生成物的能量能量的釋放反應(yīng)物的能量生成物的能量能量的吸收反應(yīng)物的總能量=生成物的總能量+放出的熱量生成物的總能量=反應(yīng)物的總能量+吸收的熱量【課堂小結(jié)】二、化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化質(zhì)量守恒定律能量守恒定律化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，通常主要表現(xiàn)為熱量的變化。熱量的變化：吸熱和放熱怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來了解反應(yīng)中的熱量變化情況？

下面我們一起通過實(shí)驗(yàn)來認(rèn)識和感受一下化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化！[實(shí)驗(yàn)探究2—1]鋁片與鹽酸的反應(yīng)在一支試管中加入2-3mL６mol/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)測量溶液溫度的變化。實(shí)驗(yàn)2－1現(xiàn)象結(jié)論鋁與鹽酸反應(yīng)，放出大量氣泡，溫度升高該反應(yīng)是放熱反應(yīng)[實(shí)驗(yàn)2—2探究]：Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)2－2現(xiàn)象：1、玻璃片（小木板）會(huì)與小燒杯粘結(jié)在一起

2、有少許刺激性氣味氣體產(chǎn)生

3、有水生成Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl＝BaCl2+2NH3+10H2O結(jié)論：該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)探究２－３鹽酸溫度NaOH溶液溫度中和反應(yīng)后溫度鹽酸與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，觀察反應(yīng)中溶液溫度的變化。實(shí)驗(yàn)2－3鹽酸溫度/℃NaOH溶液溫度/℃中和反應(yīng)后溫度/℃結(jié)論：中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)。實(shí)質(zhì)：H++OH－＝H2O反應(yīng)后溫度升高室溫室溫中和熱：強(qiáng)酸與強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時(shí)所釋放的熱量稱為中和熱

下列反應(yīng)既屬于氧化還原反應(yīng),又屬于吸熱反應(yīng)的是()A.鋁片與稀鹽酸的反應(yīng)B.Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反應(yīng)C.灼熱的炭與CO2的反應(yīng)D.甲烷在氧氣中的燃燒反應(yīng)C常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)所有燃燒中和反應(yīng)溶液里的置換一般的化合反應(yīng)特殊的分解物質(zhì)的緩慢氧化吸熱反應(yīng)電離強(qiáng)堿與銨鹽一般的分解特殊的化合多數(shù)銨鹽溶于水三、化學(xué)能的應(yīng)用利用熱量進(jìn)行生活、生產(chǎn)和科研。利用熱能使很多化學(xué)反應(yīng)得以發(fā)生。如：《科學(xué)視野·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，最終產(chǎn)物一樣（都是二氧化碳和水），都是放熱反應(yīng)，所放出的能量也相等。只是二者反應(yīng)條件不同?！咀灾鲗W(xué)習(xí)】啟示：生物化學(xué)過程在利用“能源”上更為合理、有效。[科學(xué)視野]人類利用能源的三個(gè)階段1、柴草時(shí)期：以樹枝雜草為主要能源2、化石能源時(shí)期：以煤、石油、天然氣為主要能源3、多能源結(jié)構(gòu)時(shí)期：可再生能源、清潔能源1、當(dāng)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，斷開反應(yīng)物中的化學(xué)鍵要

；而形成生成物中的化學(xué)鍵要

。一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是釋放能量還是吸收能量取決于

。吸收能量放出能量反應(yīng)物總能量與生成物總能量的相對大小[課堂練習(xí)]2、若反應(yīng)物的總能量>生成物的總能量，化學(xué)反應(yīng)

能量。若反應(yīng)物的總能量<生成物的總能量，化學(xué)反應(yīng)

能量。放出吸收3、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________________________________________________時(shí)，有部分能量釋放出來；__________時(shí)，反應(yīng)物要吸收能量，才能轉(zhuǎn)化為生成物。4、

是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因。反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的相對大小。若E反>E生若E反<E生化學(xué)鍵的斷裂和形成

4.下列說法正確的是()A.大多數(shù)的化合反應(yīng)是釋放能量的反應(yīng)

B.大多數(shù)分解反應(yīng)是吸收能量的反應(yīng)