化學(xué)必修2《化學(xué)能與熱能》ppt課件

.,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(kāi)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(kāi)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)。,.,16.6%,2.1%,5.1%,76.2%,我國(guó)化石燃料和水電能源消耗構(gòu)成圖,.,你知道嗎?,煤、石油、天然氣的主要化學(xué)成分是烴類等有機(jī)物（煤中含有大量的碳），它們?nèi)紵龝r(shí)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)和化學(xué)反應(yīng)有什么關(guān)系？石灰石（主要成分是碳酸鈣）要經(jīng)過(guò)高溫煅燒才能變成生石灰，高溫提供的熱能在石灰石的分解反應(yīng)中起到什么作用？,.,一、化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系,思考：不同的燃料其組成不同，燃燒后放出的熱量也不相等。為什么不同的燃料燃燒時(shí)放出的熱量會(huì)不同？燃料在燃燒反應(yīng)中產(chǎn)生的熱能來(lái)自哪里？,1、化學(xué)反應(yīng)中能量的變化,.,、化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是什么？,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(guò)程。,.,H2+Cl2=2HCl,HH,ClCl,HCl,斷開(kāi),斷開(kāi),點(diǎn)燃,一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的的過(guò)程，本質(zhì)上就是舊化學(xué)鍵斷裂和新化學(xué)鍵形成的過(guò)程。,形成,.,、化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因,H2+Cl2=2HCl,HH,ClCl,HCl,吸收能量,斷開(kāi),斷開(kāi),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。,.,.從化學(xué)鍵的觀點(diǎn)來(lái)分析能量的變化,所以：一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是否為放熱還是吸熱取決于什么呢？,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,.,想一想：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？,.,實(shí)驗(yàn)測(cè)得，在25,101KPa條件下，將1molH2(H-H)變?yōu)?molH原子需吸收436kJ能量，而2molH原子變成1molH2(H-H)放出436kJ能量，這個(gè)能量就是H-H的鍵能。,某些化學(xué)鍵的鍵能,.,某些鍵的鍵能(kJ/mol),對(duì)于某個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)，如何判斷它是放出能量還是吸收能量呢？,鍵能越大,含該鍵的分子越穩(wěn)定,化學(xué)鍵越牢固,.,在反應(yīng)H2+Cl22HCl中，已知HH鍵能為436kJ/mol，ClCl鍵能為247kJ/mol，HCl鍵能為431kJ/mol，判斷該反應(yīng)是反應(yīng),放熱,課堂練習(xí)一,則(1)化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收能量。吸收總能量為：436kJ247kJ683kJ，(2)化學(xué)鍵形成時(shí)需要釋放能量。釋放總能量為：431kJ431kJ862kJ，(3)反應(yīng)中放出的熱量的計(jì)算：862kJ683kJ=179kJ,.,小結(jié)：,一個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)在發(fā)生過(guò)程中是吸收能量還是放出能量，決定于反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的相對(duì)大小。,看圖討論：,.,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,.,看圖討論：,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）,.,分析化學(xué)反應(yīng)：,反應(yīng)物的總能量0為吸熱反應(yīng),H4Q3B.2Q1+Q24Q3C.Q1+Q2Q3D.Q1+Q2=Q3,B,.,化學(xué)反應(yīng),熱能,煤、石油、天然氣的燃燒（產(chǎn)生）,CaCO3經(jīng)過(guò)高溫煅燒分解成CaO（動(dòng)力）,熱能對(duì)化學(xué)反應(yīng)的支持作用，利用熱能來(lái)完成常溫下很難發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。,獲取能量,.,探索與總結(jié),常見(jiàn)的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng),放熱反應(yīng),燃料的燃燒(與O2的反應(yīng)）中和反應(yīng)活潑金屬與水或酸的反應(yīng)大部分化合反應(yīng)（生石灰和水）物質(zhì)的緩慢氧化,吸熱反應(yīng),C+CO2H2+CuOC+H2OBa(OH)2.8H2O+NH4ClCaCO3高溫分解大部分分解反應(yīng)多數(shù)銨鹽溶于水,.,反應(yīng)過(guò)程中的能量變化,1、人類文明與能源開(kāi)發(fā)、利用的關(guān)系,人類文明史,引出,燃料充分燃燒,化石燃料合理利用,新技術(shù)的開(kāi)發(fā),化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,能源的利用反映著人類進(jìn)步,.,2.常見(jiàn)的能源主要有以下十種:,太陽(yáng)能、化石能源、水能、風(fēng)能、潮汐能、地?zé)崮堋⑸镔|(zhì)能、核能以及氫能。,.,1、下列說(shuō)法正確的是（）A.需要加熱才能發(fā)生的反應(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)物和生成物所具有的總能量決定了反應(yīng)結(jié)果是放熱還是吸熱D.吸熱反應(yīng)在一定條件下才能發(fā)生反應(yīng),CD,.,2、判斷：（1）加熱的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)。（2）一個(gè)反應(yīng)是吸熱或放熱與反應(yīng)條件沒(méi)有直接聯(lián)系，與反應(yīng)物與生成物的總能量的相對(duì)大小有關(guān)。（3）化學(xué)反應(yīng)中的能量變化都表現(xiàn)為熱能變化。,.,科學(xué)視野,1、社會(huì)發(fā)展與能源利用,2、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,.,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，都是放熱反應(yīng)。只是二者條件不同，且前者更加合理有效。,.,實(shí)驗(yàn)2,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(jué)。,Ba(OH)28H2O與NH4Cl反應(yīng)的過(guò)程吸收熱量。,.,化學(xué)反應(yīng)方程式：Ba(OH)28H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3+10H2O,玻璃棒的作用：,攪拌，使混合物充分接觸,反應(yīng)物成糊狀的原因：,結(jié)冰粘結(jié),結(jié)論：該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),.,思考：,酸與堿的中和反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)？,實(shí)驗(yàn)3,酸堿反應(yīng)的本質(zhì)就是H+OH-=H2O?？傻贸鐾普摚核釅A中和反應(yīng)都是放熱反應(yīng)。反應(yīng)中H+和OH-離子的量相等，生成水的量相等，放出的熱量也相等,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。,鹽酸和氫氧化鈉溶液的反應(yīng)過(guò)程中放出熱量，使溶液混合物的溫度升高。,分析：,.,中和熱的概念:酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時(shí)所釋放的熱量稱為中和熱。,思考與交流：,注：（1）中和反應(yīng)都放出熱量（2）稀溶液中，強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的中和熱為定值：57.3KJ/mol,.,.,思考與交流：在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置和操作時(shí)應(yīng)該注意哪些問(wèn)題？,（1）用隔熱裝置，盡量減少熱量散失；,（2）酸堿的量要準(zhǔn)確：nCV,a、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(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,.,在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置和操作時(shí)應(yīng)從兩個(gè)方面考慮，一是注重“量”的問(wèn)題，如反應(yīng)物的濃度和體積取定值；測(cè)量反應(yīng)前后的溫度值；做平行實(shí)驗(yàn)取平均值。二是盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差，如用經(jīng)過(guò)標(biāo)定的鹽酸和氫氧化鈉溶液；量液器最好使用移液管；攪拌使反應(yīng)充分進(jìn)行；及時(shí)散熱，使混合液溫度均衡；溫度計(jì)的精確度高，最好使用精度為0.1或更高的溫度計(jì)；鹽酸