熱能與化學能的相互轉化v

化學能與熱能的相互轉化

目前市面上有一種新型飯盒“即熱飯盒”，其原理是在飯盒底部有兩層，一層存放水，另一層存放鎂粉和鐵粉的混合物．使用時打開隔離層，即發(fā)生以下反應：Mg+2H2O=X+H2↑．請根據(jù)以上信息回答下列各題：（1）該飯盒底部“即熱”的原理是________；（2）X的化學式是____,你推斷X的化學式的依據(jù)________；二、化學能與熱能的相互轉化質量守恒定律能量守恒定律能量不會自然產生，也不會自然消失，只能從一種形式的能量轉化為另一種形式的能量，轉化的途徑和能量的形式可以不同，但體系的總能量是不變的，這就是能量守恒定律。

化學反應中的能量變化，通常表現(xiàn)為熱量的變化－吸熱或放熱。能量反應過程反應過程反應物生成物能量放熱反應吸熱反應反應物生成物[實驗2—1]鋁片與鹽酸反應的熱量變化在一支試管中加入2-3mL６mol/L的鹽酸，再插入用砂紙打磨光的鋁條，觀察現(xiàn)象，并用溫度計測量溶液溫度的變化．實驗2－1現(xiàn)象結論鋁與鹽酸反應，放出大量氣泡；用手摸反應后的時管，手感到熱；用溫度計測得溫度升高該反應是放熱反應[實驗2—2]Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應的熱量變化思考與交流1：1.為什么要將Ba(OH)2·8H2O晶體研磨成粉末，而且晶體混合后立即用玻璃棒快速攪拌？2.反應放出有刺激氣味的氣體，你能想出幾種方法檢驗？1.用玻璃棒快速攪拌是為了增大接觸面積，加快反應速率。2.可以用濕潤的紅石蕊試紙檢驗；也可以用玻璃棒蘸濃鹽酸驗；濕潤的酚酞試紙檢驗。實驗步驟實驗現(xiàn)象結論將晶體混合后立刻用玻璃棒快速攪拌手觸摸燒杯下部用手拿起燒杯反應完觀察反應方程式有刺激性氣味的氣體產生，該氣體能使?jié)駶櫦t色石蕊試紙變藍有NH3生成燒杯變冷反應吸熱燒杯下帶有水滴的玻璃片粘到燒杯底部反應吸收熱量使體系溫度降低，使水結成冰混合物成糊狀有水生成Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3↑+10H2O實驗2－2思考與交流21.該反應有何不足之處？你覺得應如何改進？2.“冰融化成水”是吸熱反應嗎？溫馨提示：1.冰融化成水，蒸發(fā)，升華，只是吸熱過程，而不是吸熱反應。2.氫氧化鈉固體溶于水，濃硫酸溶于水，只是放熱過程，而不是放熱反應。3.吸熱過程既包括物理變化又包括化學變化，而吸熱反應只是在“化學”變化中吸收能量。鹽酸溫度/℃NaOH溶液溫度/℃中和反應后溫度/℃結論：中和反應是放熱反應。實質：H++OH－＝H2O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。[實驗2—3]酸堿中和反應的熱量變化思考與交流3：如果要通過實驗來測定鹽酸與氫氧化鈉反應的中和熱，你在設計實驗裝置和操作時應該注意哪些問題？（1）用隔熱裝置，盡量減少熱量散失；（2）酸堿的量要準確：n＝C×Va、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）注意控制反應時間（5）多做幾次，取平均值

中和熱的測定

裝置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。思考與交流4判斷下列反應是放熱反應還是吸熱反應

①燃燒木炭取暖

②炸藥爆炸

③煅燒石灰石制生石灰

④生石灰與水作用制熟石灰

⑤食物因氧化而腐敗

⑥鈉、鎂、鋁與稀鹽酸反應

⑦氫氣還原氧化銅的反應

放熱放熱吸熱放熱放熱放熱吸熱

探索與總結常見的放熱反應所有的燃燒反應所有的中和反應多數(shù)化合反應金屬與酸(或水)反應物質氧化常見的吸熱反應多數(shù)分解反應CaCO3高溫分解Ba(OH)2.8H2O+NH4ClC+CO2H2+CuOC+H2O(g)化學反應熱能煤、石油、天然氣的燃燒（產生）CaCO3經(jīng)過高溫煅燒分解成CaO（動力）熱能對化學反應的支持作用，利用熱能來完成常溫下很難發(fā)生的化學反應。獲取能量問題交流【學與問】

這里所列舉的兩類反應說明了化學反應與熱能之間的辯證關系以及它們之間的相互轉化：本節(jié)課你有什么收獲？1、認識和感受了化學反應中能量變化的主要表現(xiàn)形式：放熱反應是將化學能轉化為熱能，吸熱反應是將熱能轉化為化學能；2、通過對中和反應的探究得出：酸堿中和反應都是放熱反應，而且反應熱不僅可以定性的感受還可以定量測量。3、了解了常見的放熱反應和吸熱反應。練習：1、下列說法正確的是（）

A.需要加熱才能發(fā)生的反應一定是吸熱反應

B.任何放熱反應在常溫條件下一定能發(fā)生反應

C.反應物和生成物所具有的總能量決定了反應結果是放熱還是吸熱

D.吸熱反應在一定條件下也能發(fā)生反應CD2、氫氣在氧氣中燃燒產生藍色火焰，在反應中，破壞1molH－H鍵消耗的能量為Q1kJ，破壞1molO=O鍵消耗的能量為Q2kJ，形成1molH－O鍵釋放的能量為Q3kJ。下列關系式中正確的是（）A.2Q1+Q2>4Q3B.2Q1+Q2<4Q3C.Q1+Q2<Q3D.Q1+Q2=Q3B3、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生；②鎂片逐漸溶解；③燒杯中析出晶體.(2)鎂與鹽酸反應產生氫氣，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)小于化石能源是當今世界的主要能源化石燃料面臨燃料枯竭、污染問題沼氣能太陽能的利用利用核能的人造小太陽風力發(fā)電場地熱的采集潮汐發(fā)電裝置氫能替代化石能源優(yōu)點氫資源豐富燃燒熱值