化學能與熱能第一課時

第二章化學反應(huàxuéfǎnyìng)與能量精品資料能源(néngyuán)與人類能源(néngyuán)是人類賴以生存和發(fā)展的重要資源。在當今社會中，人類所使用的能量絕大部分是由化學反應提供的，特別是煤、石油、天然氣以及它們的制品燃燒所產(chǎn)生。隨著社會的發(fā)展，人類活動消耗的能量逐漸增加。盡管一些新能源(néngyuán)被不斷開發(fā)和利用，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(néngyuán)危機。精品資料第二章化學反應(huàxuéfǎnyìng)與能量第一節(jié)化學能與熱能(rènéng)(第1課時)精品資料實驗(shíyàn)探究[2—1]鋁片與鹽酸(yánsuān)的反應現(xiàn)象：有氣體放出，試管壁發(fā)燙。結論：該反應放出熱量2Al+6HCI==2AICl3+3H2↑[2—2]Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應現(xiàn)象：1、有少許刺激性氣味氣體產(chǎn)生、混合物成糊狀。2、燒杯變冷，玻璃片與小燒杯粘在一起。Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl＝BaCl2+2NH3+10H2O結論：該反應吸收熱量精品資料通過(tōngguò)以上幾個實驗，你能得出什么結論？思考(sīkǎo)與交流化學反應在發(fā)生物質(zhì)變化的同時，還伴隨有能量的變化；而能量的變化通常又主要表現(xiàn)為熱量的變化?；瘜W反應的兩大基本特點：①物質(zhì)變化（定量）；②能量變化。精品資料一、化學能與熱能的相互(xiānghù)轉(zhuǎn)化1、放熱反應(fànɡrèfǎnyìng)和吸熱反應2、常見的放熱反應(fànɡrèfǎnyìng)和吸熱反應放出熱量的反應叫做放熱反應；（化學能→熱能）吸收熱量的反應叫做吸熱反應；（熱能→化學能）燃料的燃燒(與O2的反應）中和反應活潑金屬與水或酸的反應大部分化合反應（生石灰和水）物質(zhì)的緩慢氧化等。大部分分解反應C+CO2=2CO；

C+H2O=CO+H2；H2+CuO=Cu+H2OBa(OH)2.8H2O+NH4Cl=精品資料1、下列反應(fǎnyìng)既屬于氧化還原反應(fǎnyìng),又屬

于吸熱反應(fǎnyìng)的是()A.鋁片與稀鹽酸的反應B.Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反應C.灼熱的炭與CO2的反應D.甲烷在氧氣(yǎngqì)中的燃燒反應C隨堂練習精品資料化學反應中為何會伴有能量的變化？一個反應究竟(jiūjìng)是放出能量還是吸收能量由什么因素決定？從化學鍵的角度分析，化學反應的本質(zhì)是什么？思考(sīkǎo)與交流精品資料微觀：化學鍵的斷裂(duànliè)和形成化學反應(huàxuéfǎnyìng)的本質(zhì):吸收能量放出能量舊化學鍵斷裂和新化學鍵形成的過程。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

化學鍵的斷裂和形成是化學反應中能量變化的主要原因。精品資料化學鍵變化與能量(néngliàng)變化關系圖能量(néngliàng)\KJ1molH2(1mol

H-H)2molH436KJ436KJ斷鍵吸收能量成鍵放出能量1molCH4(4mol

C-H)能量\KJ1mol

C

＋4molH斷鍵吸收能量4×415KJ成鍵放出能量4×415KJ精品資料ClClHHHHClCl1moL

1moLHClHCl2moL吸收能量

吸收能量

放出能量放出能量H2+Cl2====2HCl點燃化學反應能量變化來源于舊化學鍵斷裂(duànliè)和新化學鍵形成時的能量變化精品資料能量(néngliàng)反應(fǎnyìng)進程HClCl-H-H-ClH-Cl斷1molH-H鍵吸收436kJ斷1molCl-Cl鍵吸收243kJHClClH形成2molH-Cl鍵放出2×431kJ即862kJ能量在25℃、101kPa條件下

H2+Cl2

═2HCl反應為例斷開1molH-H鍵和1molCl-Cl鍵吸收的總能量為(436+243)kJ=679kJ形成2molH-Cl化學鍵放出的總能量為862kJ1molH2和1molCl2反應放出能量(862-679)kJ=183kJ放出能量183kJ點燃精品資料1.微觀(wēiguān)：——化學鍵的斷裂和形成①斷開(duànkāi)化學鍵吸收的總能量形成化學鍵釋放出的總能量，反應放出能量。能量反應進程斷鍵吸收能量成鍵釋放能量HClClH----釋放能量小于HClClH精品資料②斷開化學鍵吸收的總能量(néngliàng)形成化學鍵釋放出的總能量(néngliàng)，反應吸收能量(néngliàng)。能量(néngliàng)反應進程成鍵釋放能量CaCO3吸收能量斷鍵吸收能量CaOCO2大于精品資料石灰石(主要(zhǔyào)成分是CaCO3)要經(jīng)過高溫煅燒才能變成生石灰(CaO)，高溫條件提供的熱能在石灰石的分解反應中起什么作用？精品資料在25℃和101kPa的條件(tiáojiàn)下：即：由1mol的H2和1mol的F2，生成(shēnɡchénɡ)2molHF會釋放出2×565kJ-436kJ-155kJ=539kJF-FF+F

吸收155kJ/molH-HH+H吸收436kJ/mol放出539KJH+FH-F

放出565kJ/mol試一試那么，H2和F2反應生成HF是放熱還是吸熱？能量變化為多少？精品資料試一試在高溫、高壓、催化劑的條件下：N2+3H2=2NH3，斷開1molH-H鍵吸收能量為436KJ，形成1molN-H鍵放出的能量為391KJ，已知1molN2完全參加反應總共放出能量92.4KJ，則斷開1molNN需要吸收的能量為？精品資料水由高處向低處流要釋放能量（勢能轉(zhuǎn)換(zhuǎnhuàn)為動能）將水由低處抽向高處(ɡāochǔ)需提供能量（電能轉(zhuǎn)換為機械能，再轉(zhuǎn)換為勢能）思考與交流看下面的兩幅圖，你有何感想？精品資料能量(néngliàng)守恒定律能量不會無緣無故地產(chǎn)生，也不會無緣無故的消失；它只能由一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，但體系的總能量是不變的。啟發(fā)：每種物質(zhì)都儲存有一定的化學能，不同物質(zhì)儲存的化學能是不同的；化學能與其它形式的能量相互(xiānghù)轉(zhuǎn)化時，同樣遵守能量守恒定律。精品資料反應物總能量高生成物總能量低能量反應進程釋放能量①反應物的總能量(néngliàng)生成物的總能量(néngliàng)，反應放出能量(néngliàng)。2.宏觀(hóngguān)：——反應物和生成物的總能量相對大小大于瀑布討論：水往低處流的過程中，能量發(fā)生了什么變化？化學反應中，由總能量高的反應物生成總能量低的生成物時，能量發(fā)生了什么變化？精品資料能量(néngliàng)反應(fǎnyìng)進程反應物總能量低生成物總能量高吸收能量②反應物總能量生成物總能量，反應吸收能量。小于精品資料反應物總能量生成物總能量放出能量反應物總能量生成物總能量吸收能量化學反應中能量(néngliàng)的變化------總能量(néngliàng)守恒(能量(néngliàng)守恒定律)化學能其他形式的能量其他形式的能量化學能精品資料一個反應(fǎnyìng)是放出能量還是吸收能量，取決于反應(fǎnyìng)物的總能量與生成物的總能量的相對大小?；瘜W反應(huàxuéfǎnyìng)的過程,可以看成是能量的“貯存”或“釋放”的過程放熱反應吸熱反應Ｅ(反應物)＞Ｅ(生成物)

化學能釋放Ｅ(反應物)<Ｅ(生成物)

化學能儲存精品資料（1）宏觀：取決于反應物的總能量(néngliàng)和生成物的總能量(néngliàng)的相對大小。（2）微觀：取決于舊鍵斷裂吸收能量(néngliàng)和新鍵形成放出能量(néngliàng)的多少。小結(xiǎojié)斷鍵吸收總能量<成鍵放出總能量斷鍵吸收總能量>

成鍵放出總能量Ｅ(反應物)＞Ｅ(生成物)

Ｅ(反應物)<Ｅ(生成物)反應放出能量反應吸收能量2、化學反應中能量變化遵循能量守恒定律1、化學反應中能量變化原因精品資料課堂練習1、當物質(zhì)發(fā)生(fāshēng)化學反應時，斷開反應物中的化學鍵要

，而形成生成物中的化學鍵要

。一個化學反應是釋放能量還是吸收能量取決于。反應物總能量(néngliàng)與生成物總能量(néngliàng)的相對大小2、已知反應A＋B＝C＋D為放熱反應，對該反應的下列說法中正確的是（

）

A、A的能量一定高于CB、B的能量一定高于DC、A和B的總能量一定高于C和D的總能量

D、該反應為放熱反應，故不必加熱就一定發(fā)生C吸收能量放出能量精品資料隨堂練習(liànxí)3、判斷下列說法是否正確：（1）加熱的反應一定是吸熱反應；（2）一個反應是吸熱或放熱與反應條件沒有直接聯(lián)系，與反應物和生成物的總能量的相對大小有關；（3）化學反應(huàxuéfǎnyìng)中的能量變化都表現(xiàn)為熱能變化；精品資料4、下列說法中正確的是（）A、物質(zhì)發(fā)生化學反應都伴隨著能量變化B、所有物質(zhì)的內(nèi)部都“儲存”有能量，而且這些能量都是相等的C、在一個確定的化學反應關系中，反應物的總能量總是高于生成物的總能量D、化學反應的過程實質(zhì)(shízhì)是斷開舊化學鍵形成新化學鍵的過程AD隨堂練習(liànxí)精品資料實驗(shíyàn)2－3鹽酸溫度/℃NaOH溶液溫度/℃中和反應后溫度/℃結論(jiélùn)：中和反應是放熱反應。實質(zhì)：H++OH－＝H2O反應后溫度升高室溫室溫中和熱：酸與堿發(fā)生中和反應生成1molH2O時所釋放的熱量稱為中和熱（每生成1mol水放出57.3KJ的熱量)精品資料練習、已知中和熱的數(shù)值是57.3KJ/mol，下列(xiàliè)物質(zhì)反應時產(chǎn)生57.3KJ熱量的是（）A、稀鹽酸和稀NaOH溶液B、1.0mol/LHCl溶液和1.0mol/LNaOH溶液C、500mL2.0mol/LHCl溶液和500mL2.0mol/LNaOH溶液D、500mL2.0mol/LH2SO4溶液和500mL2.0mol/LBa(OH)2溶液精品資料酸與堿發(fā)生中和反應(fǎnyìng)生成1molH2O時所釋放的熱量稱為中和熱。如果要通過實驗來測定鹽酸與氫氧化鈉(qīnɡyǎnɡhuànà)反應的中和熱，你認為在設計實驗裝置和操作時應該注意哪些問題？你準備如何設計并進行實驗？請與同學討論、交流。[思考與交流]要精確地測定反應中的能量變化，一是要注重“量的問題”，二是要最大限度地減小實驗誤差。

精品資料一是注重(zhùzhòng)“量”的問題二是盡量減小實驗(shíyàn)誤差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）；每次取等量的酸堿進行反應。做平行實驗取平均值增強保溫隔熱措施，減少實驗中熱量的損失不斷攪拌，使熱量分散均勻。溫度計的精確度要高。精品資料中和熱的測定(cèdìng)裝置-----碎泡沫塑料---玻璃攪拌器---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燒杯杯口相平。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(guòchéng)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。精品資料例、如右圖所示，把試管放入盛有25℃時飽和石灰水的燒杯中，試管中開始放入幾小塊鎂片，再用滴管(dīɡuǎn)滴入5mL鹽酸于試管中.試回答下列問題：(1)實驗中觀察到的現(xiàn)象是(2)產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是(3)寫出有關反應的離子方程式(4)由實驗推知，MgCl2溶液和H2的總能量(填“大于”、“小于”、“等于”)鎂片和鹽酸的總能量.(1)①鎂片上有大量氣泡產(chǎn)生；②鎂片逐漸溶解；③燒杯中析出晶體.(2)鎂與鹽酸(yánsuān)反應產(chǎn)生氫氣，該反應為放熱反應，Ca(OH)2在水中的溶解度隨溫度升高而減小，故析出Ca(OH)2晶體.(3)Mg+2H+=Mg2++H2(4)小于精品資料化學能的應用(yìngyòng)利用熱量進行生活(shēnghuó)、生產(chǎn)和科研。利用熱能使很多化學反應得以發(fā)生。如：精品資料[科學視野(shìyě)1]生物體中的能量轉(zhuǎn)化人體內(nèi)(tǐnèi)發(fā)生的氧化還原反應與體外的燃燒本質(zhì)相同，都是放熱反應。只是二者條件不同，且前者更加合理有效。精品資料隨堂練習(liànxí)1.下列說法正確的是()A.大多數(shù)的化合反應(fǎnyìng)是釋放能量的反應(fǎnyìng)B.大多數(shù)分解反應(fǎnyìng)是吸收能量的反應(fǎnyìng)C.釋放能量的反應(fǎnyìng)都不需要加熱D.吸收能量的反應(fǎnyìng)都需要加熱AB精品資料鞏固(gǒnggù)練習：2.下列反應屬于(shǔyú)放熱反應的是:A.NaOH與HCl反應B.C和CO2共熱C.碳酸鈣的分解D.制備水煤氣的反應3、1molBa(OH)2

和1molH2SO4反應放出的熱量為Q，則Q為它們的中和熱錯其中和熱為1/2Q精品資料4.目前，一種人稱“搖搖冰”的即冰用飲料開始上市，所謂“搖搖冰”是指將飲料罐隔離層中的制冷物質(zhì)和水混合起來，吸食前搖動使罐中的飲料冷卻(lěngquè)。若該制冷物質(zhì)可從下列固體物質(zhì)中選擇，則它可以是（

）

A、氯化鈉

B、固體硝酸銨

C、生石灰

D、固體氫氧化鈉5.一種“即食即熱快餐”適合外出旅游時使用，其內(nèi)層是用鋁箔包裹的并已加工好的真空包裝食品，外層則是分別包裝的兩包化學物質(zhì)，使用時拉動預留在外的拉線，使這兩包化學物質(zhì)反應，此時便可對食物進行加熱，這兩包化學物質(zhì)最適合選擇的是（

） A、濃H2SO4與水 B、生石灰與水

C、熟石灰與水

D、氯化鈉與水BB精品資料例題(lìtí)：在同溫、同壓下，比較下列反應熱量Q1、Q2的大小A：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)+Q1

H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)+Q2B：2H2(g)+O2(g)=2H2