必修化學(xué)能和熱能公開課獲獎?wù)n件

第二章化學(xué)反應(yīng)與能量第1頁能源與材料、信息一起被稱為現(xiàn)代社會發(fā)展三大支柱。人類文明始于用火-----熱能使用，現(xiàn)代社會一切活動都離不開能源，在影響全球經(jīng)濟(jì)和生活多種原因中，能源居于首位。教材導(dǎo)言第2頁一飛沖天：“神舟”五、六號發(fā)射實況回放

科學(xué)實例第3頁1967年6月17日1964年10月16日第4頁物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)同步還伴伴隨能量變化,而這種能量變化又一般體現(xiàn)為熱能變化。第5頁第一節(jié)

化學(xué)能與熱能一、化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化關(guān)系1、化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)是？第6頁數(shù)據(jù)分析1molH2中具有1molH-H鍵，在25℃和101kPa條件下，由H原子形成1molH-H鍵,要放出463kJ能量，而斷開1molH-H鍵重新變成H原子，要吸取463kJ能量。

思索：1molCH4中具有4molC-H鍵，在25℃和101kPa條件下，斷開1molC-H鍵要吸取415kJ能量，斷開1molCH4中所有C-H鍵要吸取能量是多少？第7頁1、當(dāng)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時，斷開反應(yīng)物中化學(xué)鍵要吸取能量；而形成生成物中化學(xué)鍵要放出能量。

例如：斷開H－H鍵要吸取能量。形成H－H鍵要放出能量。2、化學(xué)鍵斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化重要原因，是化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)。？一種化學(xué)反應(yīng)吸取能量還是放出能量是由什么決定呢？第8頁反應(yīng)物總能量高生成物總能量低放出能量生成物總能量高反應(yīng)物總能量低決定于反應(yīng)物總能量與生成物總能量相對大小。化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)吸取能量一種化學(xué)反應(yīng)吸取能量還是放出能量放熱吸熱從整體考慮角度出發(fā)第9頁看圖討論第10頁分析化學(xué)反應(yīng)放出能量第11頁看圖討論第12頁分析化學(xué)反應(yīng)吸取能量第13頁第14頁反應(yīng)物能量之和

E反生成物能量之和

E生（1）若E反>E生，（2）若E反<E生，放出能量吸取能量放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)第15頁第16頁反應(yīng)物能量生成物能量能量釋放反應(yīng)物能量生成物能量能量吸收反應(yīng)物總能量=生成物總能量+放出熱量生成物總能量=反應(yīng)物總能量+吸取熱量【小結(jié)】第17頁1.在反應(yīng)H2+Cl2＝2HCl中，已知H－H鍵能為436kJ，Cl－Cl鍵能為243kJ，H－Cl鍵能為431kJ，判斷該反應(yīng)是（）A.吸熱反應(yīng)B.放熱反應(yīng)C.吸取183kJ熱量D.放出183kJ熱量BD第18頁2、已知反應(yīng)A＋B＝C＋D為放熱反應(yīng)，對該反應(yīng)如下說法中對旳是（）A.A能量一定高于CB.B能量一定高于DC.A和B總能量一定高于C和D總能量D.該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故不必加熱就一定能發(fā)生C第19頁3、氫氣在氧氣中燃燒產(chǎn)生藍(lán)色火焰，在反應(yīng)中，破壞1molH－H鍵消耗能量為Q1kJ，破壞1molO=O鍵消耗能量為Q2kJ，形成1molH－O鍵釋放能量為Q3kJ。如下關(guān)系式中對旳是（）A.2Q1+Q2>4Q3B.2Q1+Q2<4Q3C.Q1+Q2<Q3D.Q1+Q2=Q3B第20頁二、化學(xué)能與熱能互相轉(zhuǎn)化1、質(zhì)量守恒定律、能量守恒定律2、化學(xué)反應(yīng)中能量變化，一般重要體現(xiàn)為熱量變化。熱量變化：吸熱和放熱第21頁怎樣設(shè)計試驗來理解反應(yīng)中熱量變化狀況？下面我們一起通過試驗來認(rèn)識和感受一下化學(xué)能與熱能互相轉(zhuǎn)化！第22頁[試驗探究2—1]鋁片與鹽酸反應(yīng)在一支試管中加入2-3mL６mol/L鹽酸，再插入用砂紙打磨光鋁條，觀測現(xiàn)象，并用溫度計測量溶液溫度變化．第23頁試驗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)第24頁[試驗2—2探究]：Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應(yīng)整個試驗現(xiàn)象、反應(yīng)化學(xué)方程式和結(jié)論？第25頁試驗2－2現(xiàn)象：1、玻璃片（小木板）會與小燒杯粘結(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玻璃棒作用：攪拌，使混合物充足接觸反應(yīng)物成糊狀原因：結(jié)冰粘結(jié)結(jié)論：該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)第26頁試驗探究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)，觀測反應(yīng)中溶液溫度變化。第27頁試驗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)。實質(zhì)：H++OH－＝H2O反應(yīng)后溫度升高室溫室溫中和熱：酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時所釋放熱量稱為中和熱第28頁【試驗2-3】改為如下兩組對比試驗。思索：為何強(qiáng)酸與強(qiáng)堿發(fā)生反應(yīng)時都會放出熱量？反應(yīng)物

及用量HNO32mL1mol/LNaOH2mL1mol/LHCl2mL1mol/LNaOH2mL1mol/L混合前溫度室溫室溫20。c混合后溫度t1t2結(jié)

論HNO3與NaOH發(fā)生中和反應(yīng)時放熱HCl與NaOH發(fā)生中和反應(yīng)時放熱對試驗進(jìn)行

歸納和概括強(qiáng)酸與強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)時放出熱量酸堿第29頁中和熱：（1）定義：稀強(qiáng)酸與稀強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時所釋放熱量。（2）中和熱測定：假如要通過試驗來測定鹽酸與氫氧化鈉反應(yīng)中和熱，你認(rèn)為在設(shè)計試驗裝置和操作時應(yīng)當(dāng)注意哪些問題？你準(zhǔn)備怎樣設(shè)計并進(jìn)行試驗？討論、交流：第30頁中和熱測定

裝置第31頁在大燒杯底部墊泡沫塑料（或紙條），使放入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，恰好使溫度計和環(huán)形玻璃攪拌棒通過，以抵達(dá)保溫、隔熱、減少試驗過程中熱量損失目旳，如上圖所示。該試驗也可在保溫杯中進(jìn)行。第32頁思索與交流：在設(shè)計試驗裝置和操作時應(yīng)當(dāng)注意哪些問題？（1）用隔熱裝置，盡量減少熱量散失；（2）酸堿量要精確：n＝C×Va.濃度要越精確越好b.量體積容器越精確越好，最佳用移液管（3）溫度計越精確越好（4）注意控制反應(yīng)時間（5）多做幾次，取平均值中和熱：酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時所釋放熱量稱為中和熱環(huán)形玻璃攪拌棒第33頁思索與交流在設(shè)計試驗裝置和操作應(yīng)從兩個方面考慮，一是重視“量”問題:如①反應(yīng)物濃度和體積取定值；②測量反應(yīng)前后溫度值；③做平行試驗取平均值。二是盡量減小試驗誤差:如①攪拌使反應(yīng)充足進(jìn)行；②及時散熱，使混合液溫度均衡；③溫度計精確度高，最佳使用精度為0.1℃；④使用絕緣裝置，防止熱量散發(fā)；第34頁

問題交流【學(xué)與問】這里所列舉兩類反應(yīng)說明了化學(xué)反應(yīng)與熱能之間辯證關(guān)系以及它們之間相互轉(zhuǎn)化：

化學(xué)反應(yīng)熱能煤、石油、天然氣燃燒（產(chǎn)生）CaCO3通過高溫煅燒分解成CaO（動力）熱能對化學(xué)反應(yīng)支持作用，運(yùn)用熱能來完畢常溫下很難發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。獲取能量第35頁常見放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)物質(zhì)與氧氣反應(yīng)

燃料燃燒中和反應(yīng)金屬與酸活潑金屬與水反應(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）大部分分解反應(yīng)第36頁隨堂練習(xí)1.如下說法對旳是()A.大多數(shù)化合反應(yīng)是釋放能量反應(yīng)B.大多數(shù)分解反應(yīng)是吸取能量反應(yīng)C.釋放能量反應(yīng)都不需要加熱D.吸取能量反應(yīng)都需要加熱AB第37頁2.如下反應(yīng)既屬于氧化還原反應(yīng),又屬于吸熱反應(yīng)是()A.鋁片與稀鹽酸反應(yīng)B.Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl反應(yīng)C.灼熱炭與CO2反應(yīng)D.甲烷在氧氣中燃燒反應(yīng)C第38頁3、當(dāng)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時，斷開反應(yīng)物中化學(xué)鍵要；而形成生成物中化學(xué)鍵要。一種化學(xué)反應(yīng)是釋放能量還是吸取能量取決于

。吸取能量放出能量反應(yīng)物總能量與生成物總能量相對大小第39頁4、若反應(yīng)物總能量>生成物總能量，化學(xué)反應(yīng)

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

能量。放出吸取第40頁5、如下說法對旳是（）A.需要加熱才能發(fā)生反應(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)物和生成物所具有總能量決定了反應(yīng)成果是放熱還是吸熱D.吸熱反應(yīng)在一定條件下也能發(fā)生反應(yīng)CD第41頁6、甲烷燃燒要放出熱量，水分解要吸取能量，試從化學(xué)鍵變化角度分析其原因？解析：形成4molH－O鍵和2molC＝O鍵釋放能量比斷裂4molC－H鍵和2molO＝O鍵所吸收能量高，因此放出熱量。斷裂4molH－O鍵所吸取能量比形成2molH－H鍵和1molO＝O鍵放出能量高，因此要吸取能量。第42頁7、不一樣樣物質(zhì)不僅構(gòu)成______、構(gòu)造______，所包括化學(xué)能也_______。8、一種確定化學(xué)反應(yīng)在發(fā)生過程中是吸取能量還是放出能量，決定于______________________________________。____________時，有部分能量釋放出來；_______________________時，反應(yīng)物要吸取能量，才能轉(zhuǎn)化為生成物。9、是化學(xué)反應(yīng)中能量變化重要原因。不一樣樣不一樣樣不一樣樣反應(yīng)物總能量與生成物總能量相對大小。若E反>E生若E反<E生化學(xué)鍵斷裂和形成第43頁10.如下物質(zhì)加入水中明顯放熱是()A．生石灰B．固體NaClC．無水乙醇D．固體NH4N0311.對于放熱反應(yīng)，如下說法對旳是()A．產(chǎn)物H20所具有總能量高于反應(yīng)物H2和O2所具有總能量B．反應(yīng)物H2和O2所具有總能量高于產(chǎn)物H2O所具有總能量C．反應(yīng)物H2和O2所具有總能量等于產(chǎn)物H、O所具有總能量D．反應(yīng)物H2和02具有能量相等AB第44頁三、化學(xué)能應(yīng)用運(yùn)用熱量進(jìn)行生活、生產(chǎn)和科研。運(yùn)用熱能使諸多化學(xué)反應(yīng)得以發(fā)生。如：第45頁科學(xué)視野生物體中能量轉(zhuǎn)化人體內(nèi)發(fā)生氧化還原反應(yīng)與體外燃燒本質(zhì)相似，都是放熱反應(yīng)。只是兩者條件不一樣樣，且前者愈加合理有效。第46頁科學(xué)視野1、社會發(fā)展與能源運(yùn)用2、人類運(yùn)用能源三個階段柴草時期化石能源時期多能源構(gòu)造時期第47頁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48頁練習(xí)：1、指出如下說法正誤Ａ、生物體內(nèi)進(jìn)行緩慢氧化反應(yīng)是放熱反應(yīng)。Ｂ、化學(xué)鍵斷裂吸取能量越多，化學(xué)鍵越牢固。Ｃ、植物光合作用吸取太陽能，與化學(xué)能無關(guān)。Ｄ、柴草燃燒與化學(xué)能無關(guān)。Ｅ、人類文明程度與人均耗能無關(guān)。對對不對不對不對第49頁2.有關(guān)如下能量轉(zhuǎn)化認(rèn)識不對旳是()A．植物光合作用使得太陽能轉(zhuǎn)化為了化學(xué)能B．人類使用照明設(shè)備是將電能轉(zhuǎn)化為了光能C．生物體內(nèi)化學(xué)變化過程在能量轉(zhuǎn)化上比在體外發(fā)生某些能量轉(zhuǎn)化更為合理、有效D．燃料燃燒時只是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為了熱能D第50頁3.如下反應(yīng)中，屬于放熱反應(yīng)是，C屬于吸熱反應(yīng)是。①煅燒石灰石(重要成分是CaC03)制生石灰(CaO)②燃燒木炭取暖③炸藥爆炸④酸與堿中和反應(yīng)⑤生石灰與水作用制熟石灰⑥食物因氧化而腐敗4.航天飛機(jī)用鋁粉與