人教版高中化學(xué)必修二2-1化學(xué)能與熱能

學(xué)與問

煤、石油、天然氣的主要化學(xué)成分是烴類（烴——含C、H，煤中含有大量的碳）等有機(jī)物，它們?cè)谌紵龝r(shí)釋放出熱能。你一定想知道，這種能量從何而來(lái)?它與化學(xué)物質(zhì)及其化學(xué)反應(yīng)有什么關(guān)系？石灰石（主要成分是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(yīng)中起到什么作用？[課本P32]第一頁(yè)第二頁(yè)，共20頁(yè)。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1.化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)H····Cl··

：＋→Cl····

H····H—H

Cl—Cl斷開H2+Cl2====2HCl點(diǎn)燃形成H—Cl斷開第二頁(yè)第三頁(yè)，共20頁(yè)?；瘜W(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2.化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因H····Cl··

：＋→Cl····

H····H—H

Cl—Cl吸收能量斷開H2+Cl2====2HCl點(diǎn)燃H—Cl吸收能量斷開形成釋放能量物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)與體系的能量變化是同時(shí)發(fā)生的一個(gè)化學(xué)反應(yīng)吸收能量還是釋放能量是由什么決定？[思考]：第三頁(yè)第四頁(yè)，共20頁(yè)。3.決定化學(xué)反應(yīng)吸收能量還是放出能量的因素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(duì)大小在25℃,101KPa條件下，斷開1molH-H鍵要吸收436kJ的能量，而由H原子形成1molH-H鍵要放出436kJ的能量，這個(gè)能量就是H-H的鍵能共價(jià)鍵的鍵能(1)微觀3.決定化學(xué)反應(yīng)吸收能量還是放出能量的因素(1)微觀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(duì)大小3.決定化學(xué)反應(yīng)吸收能量還是放出能量的因素(1)微觀第四頁(yè)第五頁(yè)，共20頁(yè)。某些共價(jià)鍵的鍵能(kJ/mol)共價(jià)鍵鍵能共價(jià)鍵鍵能H－H436C－H415.0Cl－Cl247O－H462.8Br－Br193.7N－H390.8I－I152.7H－Cl431.8C－C347.7H－I298.7鍵能越大→化學(xué)鍵越牢固→分子越穩(wěn)定第五頁(yè)第六頁(yè)，共20頁(yè)。已知H－H:鍵能為436kJ，Cl-Cl:鍵能為247kJ，H－Cl:鍵能為431kJ，則反應(yīng)H2+Cl2＝2HCl是吸收能量還是釋放能量？(1)化學(xué)鍵斷裂時(shí)要吸收能量,吸收的總能量為：436kJ＋247kJ＝683kJ(2)化學(xué)鍵形成時(shí)要釋放能量,釋放的總能量為：431kJ×2＝862kJ(3)反應(yīng)中能量的變化——釋放能量:862kJ—683kJ=179kJ第六頁(yè)第七頁(yè)，共20頁(yè)。(2)宏觀：水由高處向低處流釋放能量（勢(shì)能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能）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(shì)能）水能的變化第七頁(yè)第八頁(yè)，共20頁(yè)。反應(yīng)物的總能量<生成物的總能量化學(xué)反應(yīng)吸收能量反應(yīng)物的總能量>生成物的總能量化學(xué)反應(yīng)釋放能量化學(xué)能的變化取決于反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的相對(duì)大小第八頁(yè)第九頁(yè)，共20頁(yè)。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1.化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)

課堂小結(jié)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2.化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因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(duì)大小3.決定化學(xué)反應(yīng)吸收能量還是放出能量的因素(1)微觀(2)宏觀：取決于反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的相對(duì)大小第九頁(yè)第十頁(yè)，共20頁(yè)。二、化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化1.兩條基本的自然定律（1）質(zhì)量守恒定律（2）能量守恒定律一種形式的能量可以轉(zhuǎn)化為另一種形式的能量，總能量保持不變化學(xué)能是能量的一種形式，可以轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，如熱能和電能等2.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

——吸熱或放熱放出熱量的化學(xué)反應(yīng)吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)（1）放熱反應(yīng)：（2）吸熱反應(yīng)：第十頁(yè)第十一頁(yè)，共20頁(yè)。[實(shí)驗(yàn)2-2]Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng)[實(shí)驗(yàn)2-1]

鋁片與鹽酸的反應(yīng)該反應(yīng)是放熱反應(yīng)結(jié)論放出大量氣泡，溶液溫度升高現(xiàn)象Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應(yīng)過程吸收熱量，是吸熱反應(yīng)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，有涼的感覺結(jié)論現(xiàn)象Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl==BaCl2+2NH3↑+10H2O第十一頁(yè)第十二頁(yè)，共20頁(yè)。[實(shí)驗(yàn)２－3]鹽酸與氫氧化鈉溶液反應(yīng)鹽酸和氫氧化鈉溶液的反應(yīng)是放熱反應(yīng)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結(jié)論現(xiàn)象結(jié)論：中和反應(yīng)實(shí)質(zhì)：酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時(shí)所釋放的熱量H++OH－=H2O中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)中和熱：注意：（1）強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液（2）中和熱為定值：57.3KJ/mol第十二頁(yè)第十三頁(yè)，共20頁(yè)。思考：在設(shè)計(jì)中和實(shí)驗(yàn)裝置和操作時(shí)應(yīng)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：n＝C×Va、濃度要精確b、量體積的容器要精確，最好用移液管（3）溫度計(jì)越精確越好（4）注意控制反應(yīng)時(shí)間（5）多做幾次，取平均值第十三頁(yè)第十四頁(yè)，共20頁(yè)。常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)物質(zhì)與氧氣的反應(yīng)燃燒中和反應(yīng)金屬與酸反應(yīng)活潑金屬與水的反應(yīng)生石灰和水反應(yīng)大部分化合反應(yīng)吸熱反應(yīng)C+CO2C+H2OH2+CuOBa(OH)2·8H2O+NH4ClFe+H2O（g）Na2CO3·10H2O+NH4NO3

大部分分解反應(yīng)第十四頁(yè)第十五頁(yè)，共20頁(yè)。三、化學(xué)能的應(yīng)用1.化學(xué)能的應(yīng)用（1）利用熱量進(jìn)行生活、生產(chǎn)和科研（2）利用熱能使很多化學(xué)反應(yīng)得以發(fā)生（1）燃料充分燃燒（2）減少污染注意：

（3）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，所以生物化學(xué)過程在利用“能源”上更為合理、有效。第十五頁(yè)第十六頁(yè)，共20頁(yè)。2.社會(huì)發(fā)展與能源利用第十六頁(yè)第十七頁(yè)，共20頁(yè)。3.人類利用能源的三個(gè)階段柴草時(shí)期→化石能源時(shí)期→多能源結(jié)構(gòu)時(shí)期第十七頁(yè)第十八頁(yè)，共20頁(yè)。1、物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的同時(shí)還伴隨著能量的