《化學(xué)能與熱能》優(yōu)秀ppt課件

1、1新課標(biāo)人教版化學(xué)必修新課標(biāo)人教版化學(xué)必修 第二章第一節(jié)第二章第一節(jié) 化學(xué)能與熱能化學(xué)能與熱能2 能源是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，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、分分秒秒都離不開它。迄今我們每時(shí)每刻、分分秒秒都離不開它。迄今為止，人類所能利用的能源主要是化學(xué)能、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，由于人類大量電能、以及核能等等。但是，由于人類大量開發(fā)和浪費(fèi)資源，造成了資源的不合理利用開發(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)。從而引發(fā)了不可回避的能源危機(jī)。能源、材料，信息被稱為現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的三大支柱能源、材料，信息被稱為

2、現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的三大支柱32、化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是什么？、化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是什么？化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成?；瘜W(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成。1、什么是化學(xué)鍵？、什么是化學(xué)鍵？使離子相結(jié)合或原子相結(jié)合的強(qiáng)烈的作用力。統(tǒng)稱為化學(xué)鍵。使離子相結(jié)合或原子相結(jié)合的強(qiáng)烈的作用力。統(tǒng)稱為化學(xué)鍵。第一節(jié)第一節(jié) 化學(xué)能與熱能化學(xué)能與熱能知識(shí)回顧知識(shí)回顧4化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系1、化學(xué)鍵的斷裂和形成與化學(xué)反應(yīng)中能量的變化、化學(xué)鍵的斷裂和形成與化學(xué)反應(yīng)中能量的變化2HHH Cl ClH2 + Cl2 2HCl斷開斷開1molHH鍵要吸鍵要吸收收

3、436kJ的能量。的能量。斷開斷開1molCl Cl鍵要吸收鍵要吸收247kJ的能的能量。量。2Cl2HCl形成形成2molH Cl鍵要放出鍵要放出2431kJ的能量。的能量。5在反應(yīng)在反應(yīng)H2 + Cl2 2HCl中，已知中，已知HH 鍵能為鍵能為436kJ/mol，ClCl鍵能為鍵能為247kJ/mol，HCl鍵能為鍵能為431kJ/mol，判斷該反應(yīng)是，判斷該反應(yīng)是 反應(yīng)反應(yīng) 放熱放熱v則則(1)化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收能量。吸收總能量為：化學(xué)鍵斷裂時(shí)需要吸收能量。吸收總能量為：436kJ247kJ683 kJ，v (2)化學(xué)鍵形成時(shí)需要釋放能量。釋放總能量為：化學(xué)鍵形成時(shí)需要釋放能量。釋放

4、總能量為：431kJ431kJ862 kJ，v (3)反應(yīng)中放出的熱量的計(jì)算：反應(yīng)中放出的熱量的計(jì)算：v862kJ683kJ=179kJ6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?；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。1 1、化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因是什么？、化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因是什么？2 2、化學(xué)反應(yīng)中能量變化與化學(xué)鍵的關(guān)系是什么呢？、化學(xué)反應(yīng)中能量變化與化學(xué)鍵的關(guān)系是什么呢？化學(xué)反應(yīng)中是吸收能量還是放出能量要看斷鍵時(shí)吸收的能量多還是成鍵時(shí)放化學(xué)反應(yīng)中是吸收能量還是放出能量要看斷鍵時(shí)吸收的能量多還是成鍵時(shí)放出能量得多。出能量得多。7化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因化學(xué)

5、反應(yīng)中能量變化的原因（1）從化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)角度考慮）從化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)角度考慮(微觀）微觀）斷鍵吸收的總能量斷鍵吸收的總能量 成鍵放出的總能量成鍵放出的總能量化學(xué)反應(yīng)放出能化學(xué)反應(yīng)放出能量量化學(xué)反應(yīng)吸收能化學(xué)反應(yīng)吸收能量量82molH2和1mol O2生成2mol H2O的能量變化（H與H鍵能是436KJ/mol，O與O鍵能是496KJ/mol，H與O鍵能是463KJ/mol）算一算：算一算：在在101.3kPa101.3kPa，298K298K條件下，斷開條件下，斷開1molAB1molAB為為A A、B B時(shí)過程的焓變（即能量的變化），稱為時(shí)過程的焓變（即能量的變化），稱為A-A-B B鍵的

6、鍵能。鍵的鍵能。通常，鍵能愈大，鍵愈牢固，由該鍵構(gòu)成的分子也愈穩(wěn)定通常，鍵能愈大，鍵愈牢固，由該鍵構(gòu)成的分子也愈穩(wěn)定, ,該分子本身所具有的能量就愈該分子本身所具有的能量就愈低。低。放出放出484KJ的能量的能量9 水由高處向低處流要水由高處向低處流要釋放能量（勢(shì)能轉(zhuǎn)換為動(dòng)釋放能量（勢(shì)能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能）能）分析化學(xué)反應(yīng)分析化學(xué)反應(yīng)： 反應(yīng)物的總能量反應(yīng)物的總能量 生成物的總能量生成物的總能量化學(xué)反應(yīng)放出能量化學(xué)反應(yīng)放出能量（2）從物質(zhì)總能量的角度考慮（宏觀）從物質(zhì)總能量的角度考慮（宏觀）10 將水由低處抽向高處需將水由低處抽向高處需提供能量（電能轉(zhuǎn)換為機(jī)提供能量（電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，再轉(zhuǎn)換為勢(shì)能）械

7、能，再轉(zhuǎn)換為勢(shì)能）分析化學(xué)反應(yīng)分析化學(xué)反應(yīng)： 反應(yīng)物的總能量反應(yīng)物的總能量 E生生，（2）若）若E反反 E生生，放出能量放出能量吸收能量吸收能量放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)E反反 = E生生+/- E熱熱（2）從物質(zhì)總能量的角度考慮）從物質(zhì)總能量的角度考慮(宏觀）宏觀）12能能量量反應(yīng)過程反應(yīng)過程反應(yīng)過程反應(yīng)過程反應(yīng)物反應(yīng)物生成物生成物能能量量放熱反放熱反應(yīng)應(yīng)吸熱反吸熱反應(yīng)應(yīng)反應(yīng)物反應(yīng)物生成物生成物規(guī)律規(guī)律13斷鍵吸收總能量斷鍵吸收總能量 成鍵放出總能量成鍵放出總能量反應(yīng)物的總能量反應(yīng)物的總能量 生成物的總能量生成物的總能量反應(yīng)物的總能量反應(yīng)物的總能量 生成物的總能量生成物的總能量反應(yīng)放出

8、能量反應(yīng)放出能量反應(yīng)吸收能量反應(yīng)吸收能量化學(xué)反應(yīng)中能量變化原因化學(xué)反應(yīng)中能量變化原因（1 1）宏觀：化學(xué)反應(yīng)中，化學(xué)反應(yīng)中能量變化主要取決于反應(yīng)物的總能量）宏觀：化學(xué)反應(yīng)中，化學(xué)反應(yīng)中能量變化主要取決于反應(yīng)物的總能量和生成物的總能量的相對(duì)大小。和生成物的總能量的相對(duì)大小。（2 2）微觀：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。）微觀：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。14拓展空間v物質(zhì)具有的能量與其穩(wěn)定性之間的關(guān)系v1、物質(zhì)具有的能量越低越穩(wěn)定，參加反應(yīng)時(shí)，化學(xué)鍵斷裂吸收的能量就越多，而如果是通過新鍵形成而生成該物質(zhì)，則放出的能量就越多。v2、物質(zhì)具有的能量高，則其不

9、穩(wěn)定，參加反應(yīng)時(shí)，化學(xué)鍵斷裂吸收的能量低，該物質(zhì)性質(zhì)活潑，而形成該物質(zhì)時(shí)，放出的能量就較少。15二、化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化二、化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化v質(zhì)量守恒定律質(zhì)量守恒定律v能量守恒定律能量守恒定律v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。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。v熱量的變化：吸熱和放熱熱量的變化：吸熱和放熱16 怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來了解反應(yīng)中的怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來了解反應(yīng)中的熱量變化情況？熱量變化情況？ 下面我們一起通過實(shí)驗(yàn)來認(rèn)識(shí)和感受一下化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化！下面我們一起通過實(shí)驗(yàn)來認(rèn)識(shí)和感受一下化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化！17實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究21 鋁片與鹽酸的反應(yīng)鋁片與

10、鹽酸的反應(yīng) 在一支試管中加入在一支試管中加入2-3mL2-3mLmol/Lmol/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(jì)測(cè)量溶的鹽酸，再插入用砂紙打磨光的鋁條，觀察現(xiàn)象，并用溫度計(jì)測(cè)量溶液溫度的變化。液溫度的變化。18實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)21現(xiàn)象現(xiàn)象結(jié)論結(jié)論鋁與鹽酸反應(yīng)，放出大量氣泡，鋁與鹽酸反應(yīng)，放出大量氣泡，溫度升高溫度升高該反應(yīng)是放熱該反應(yīng)是放熱反應(yīng)反應(yīng)19實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)22探究探究 ：Ba(OH)Ba(OH)2 28H8H2 2O O與與NHNH4 4ClCl的反應(yīng)的反應(yīng)20實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)22現(xiàn)象：現(xiàn)象：1、玻璃片（小木板）會(huì)與小燒杯粘結(jié)在一起、玻璃片（小木板）會(huì)與小燒杯粘結(jié)在一起 2、有少

11、許刺激性氣味氣體產(chǎn)生、有少許刺激性氣味氣體產(chǎn)生 3、有水生成、有水生成Ba(OH)2 8H2O + 2NH4ClBaCl2 +2NH3 +10H2O結(jié)論：該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)結(jié)論：該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)21實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究鹽酸溫度鹽酸溫度NaOH溶液溫度溶液溫度中和反應(yīng)后溫度中和反應(yīng)后溫度鹽酸與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，觀察反應(yīng)中溶液溫度的變化。鹽酸與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，觀察反應(yīng)中溶液溫度的變化。22實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)23鹽酸溫度鹽酸溫度/NaOH溶液溫度溶液溫度/ 中和反應(yīng)后溫度中和反應(yīng)后溫度/ 結(jié)論：中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)。結(jié)論：中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)。實(shí)質(zhì)：實(shí)質(zhì)：H+ + OH H2O反應(yīng)后溫度升高反應(yīng)后溫度升高室溫室溫室溫

12、室溫中和熱：強(qiáng)酸與強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成中和熱：強(qiáng)酸與強(qiáng)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時(shí)所釋放的熱量稱為中和熱232. 2. 下列反應(yīng)既屬于氧化還原反應(yīng)下列反應(yīng)既屬于氧化還原反應(yīng), ,又屬于吸熱反應(yīng)的是又屬于吸熱反應(yīng)的是 ( )( )A.A.鋁片與稀鹽酸的反應(yīng)鋁片與稀鹽酸的反應(yīng)B.Ba(OH)B.Ba(OH)2 28H8H2 2O O和和NHNH4 4ClCl的反應(yīng)的反應(yīng)C.C.灼熱的炭與灼熱的炭與COCO2 2的反應(yīng)的反應(yīng)D.D.甲烷在氧氣中的燃燒反應(yīng)甲烷在氧氣中的燃燒反應(yīng)C C24常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)放熱反應(yīng)所有燃燒所有燃燒中和反

13、應(yīng)中和反應(yīng)溶液里的置換溶液里的置換一般的化合反應(yīng)一般的化合反應(yīng) 特殊的分解特殊的分解物質(zhì)的緩慢氧化物質(zhì)的緩慢氧化吸熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)電離電離強(qiáng)堿與銨鹽強(qiáng)堿與銨鹽一般的分解一般的分解特殊的化合特殊的化合多數(shù)銨鹽溶于水多數(shù)銨鹽溶于水25三、化學(xué)能的應(yīng)用三、化學(xué)能的應(yīng)用v利用熱量進(jìn)行生活、生產(chǎn)和科研。利用熱量進(jìn)行生活、生產(chǎn)和科研。v利用熱能使很多化學(xué)反應(yīng)得以發(fā)生。利用熱能使很多化學(xué)反應(yīng)得以發(fā)生。如：26科學(xué)視野科學(xué)視野生物體中的能量轉(zhuǎn)化生物體中的能量轉(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，最終產(chǎn)物一樣（都是二氧人體內(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

14、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?；己退?，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?！咀灾鲗W(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)】啟示：啟示：生物化學(xué)過程在利用生物化學(xué)過程在利用“能源能源”上更為合理、有效。上更為合理、有效。272829科學(xué)視野科學(xué)視野人類利用能源的三個(gè)階段人類利用能源的三個(gè)階段1 1、柴草時(shí)期：以樹枝雜草為主要能源、柴草時(shí)期：以樹枝雜草為主要能源2 2、化石能源時(shí)期：以煤、石油、天然氣為主要能源、化石能源時(shí)期：以煤、石油、天然氣為主要能源3 3、多能源結(jié)構(gòu)時(shí)期：可再生能源、清潔能源、多能源結(jié)構(gòu)時(shí)期：可再生能源、清潔能源30補(bǔ)充：反應(yīng)熱1、定義：在化學(xué)反應(yīng)過程中放

15、出或吸收的熱量符號(hào)：H 單位：KJ/molH 0表示吸熱反應(yīng)2、計(jì)算方法：反應(yīng)物的總能量減去生成物的總能量所得的數(shù)值3、分類：燃燒熱，中和熱313、分類：燃燒熱，中和熱燃燒熱在101KPa時(shí)，1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時(shí)所放出的熱量叫做該物質(zhì)的燃燒熱中和熱在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1mol水所釋放的熱量叫中和熱。室溫下中和熱約為57.3KJ/mol中和反應(yīng)，燃燒反應(yīng)均為放熱反應(yīng)321、當(dāng)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，斷開反應(yīng)物中、當(dāng)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，斷開反應(yīng)物中 的化學(xué)鍵要的化學(xué)鍵要 ；而形成生成物中；而形成生成物中 的化學(xué)鍵要的化學(xué)鍵要 。一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是。一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是 釋放能量

16、還是吸收能量取決于釋放能量還是吸收能量取決于 。吸收能量吸收能量放出能量放出能量反應(yīng)物總能量與生成物總能量的相對(duì)大小反應(yīng)物總能量與生成物總能量的相對(duì)大小 課堂練習(xí)：課堂練習(xí)：332、若反應(yīng)物的總能量、若反應(yīng)物的總能量生成物的總能量，生成物的總能量， 化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng) 能量。能量。 若反應(yīng)物的總能量若反應(yīng)物的總能量 E生生若若E反反 E生生化學(xué)鍵的斷裂和形成化學(xué)鍵的斷裂和形成35 4 4. . 下列說法正確的是下列說法正確的是 ( )( ) A. A. 大多數(shù)的化合反應(yīng)是釋放能量的反應(yīng)大多數(shù)的化合反應(yīng)是釋放能量的反應(yīng) B. B. 大多數(shù)分解反應(yīng)是吸收能量的反應(yīng)大多數(shù)分解反應(yīng)是吸收能量的反應(yīng) C. C. 釋放能量的反應(yīng)都不需要加熱釋放能量的反應(yīng)都不需要加熱 D