化學(xué)能與熱能(上課用)

精品資料能源(néngyuán)與人類(lèi)能源是人類(lèi)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(lèi)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(lèi)大量開(kāi)發(fā)和浪費(fèi)資源，造成(zàochénɡ)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)。精品資料我國(guó)化石燃料和水電(shuǐdiàn)能源消耗構(gòu)成圖16.6%2.1%5.1%76.2%精品資料一飛沖天：“神舟”五號(hào)發(fā)射(fāshè)實(shí)況回放

精品資料生活(shēnghuó)中哪些事實(shí)說(shuō)明了在化學(xué)反應(yīng)中伴隨著能量的變化？【思考(sīkǎo)與交流】精品資料精品資料精品資料物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的同時(shí)還伴隨著能量的變化,而這種能量變化又通常(tōngcháng)表現(xiàn)為熱能變化。精品資料第一節(jié)化學(xué)能與熱能(rènéng)一、化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)(huàxuéfǎnyìng)中能量變化的關(guān)系1、化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是？

精品資料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)(fǎnyìng)的本質(zhì)過(guò)程。精品資料H····Cl··

：＋→Cl····

H····H2+Cl2=2HClH—HCl—ClH—Cl斷開(kāi)(duànkāi)斷開(kāi)(duànkāi)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。形成精品資料H····Cl··

：＋→Cl····

H····H2+Cl2=2HClH—HCl—ClH—Cl吸收(xīshōu)能量斷開(kāi)(duànkāi)斷開(kāi)吸收能量形成放出能量點(diǎn)燃精品資料化學(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化(biànhuà)的主要原因。思考(sīkǎo)與總結(jié)1、化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因是什么？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。精品資料2、化學(xué)反應(yīng)(huàxuéfǎnyìng)中能量變化的原因（1）從化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)(běnzhì)角度考慮(微觀）斷鍵吸收的總能量<成鍵放出的總能量在化學(xué)反應(yīng)中:斷鍵吸收的總能量>成鍵放出的總能量化學(xué)反應(yīng)放出能量化學(xué)反應(yīng)吸收能量精品資料水由高處向低處流要釋放能量(néngliàng)（勢(shì)能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能）分析(fēnxī)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)放出能量精品資料將水由低處抽向高處需提供能量(néngliàng)（電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，再轉(zhuǎn)換為勢(shì)能）分析(fēnxī)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)吸收能量精品資料反應(yīng)物的總能量(néngliàng)高生成物的總能量(néngliàng)低生成物的總能量高反應(yīng)物的總能量低放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)反應(yīng)物的總能量=生成物的總能量+放出的熱量生成物的總能量=反應(yīng)物的總能量+吸收的熱量

化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程,可以看成是能量的“貯存”或“釋放”的過(guò)程精品資料小結(jié)(xiǎojié)斷鍵吸收(xīshōu)總能量<成鍵放出總能量斷鍵吸收總能量>

成鍵放出總能量反應(yīng)物的總能量>生成物的總能量反應(yīng)物的總能量<生成物的總能量反應(yīng)放出能量反應(yīng)吸收能量化學(xué)反應(yīng)中能量變化原因（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)物的總能量和生成物的總能量的相對(duì)大小。（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。精品資料【歸納(guīnà)小結(jié)】一個(gè)(yīɡè)化學(xué)反應(yīng)是為放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)取決于：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，即取決于反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的相對(duì)大小。精品資料反應(yīng)物的能量(néngliàng)之和E反生成物的能量(néngliàng)之和E生（1）若E反>E生，（2）若E反<E生，放出能量吸收能量放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)E反=

E生+E熱精品資料2molH2和1molO2生成2molH2O的能量(néngliàng)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）舉例：拆開(kāi)1molH2所需能量(néngliàng)是436KJ，拆1molO2需要能量(néngliàng)是496KJ。算一算：在101.3kPa，298K條件下，斷開(kāi)1molAB鍵所需的能量，稱為A-B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,該分子本身所具有的能量就愈低。放出484KJ的能量精品資料1、當(dāng)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，斷開(kāi)反應(yīng)物中的化學(xué)鍵要；而形成生成物中的化學(xué)鍵要。一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是釋放(shìfàng)能量還是吸收能量取決于

。吸收(xīshōu)能量放出能量反應(yīng)物總能量與生成物總能量的相對(duì)大小課堂練習(xí)：精品資料2、若反應(yīng)物的總能量(néngliàng)>生成物的總能量(néngliàng)，化學(xué)反應(yīng)能量(néngliàng)。若反應(yīng)物的總能量(néngliàng)<生成物的總能量(néngliàng)，化學(xué)反應(yīng)能量(néngliàng)。放出(fànɡchū)吸收精品資料3已知反應(yīng)A＋B＝C＋D為放熱反應(yīng)，對(duì)該反應(yīng)的下列說(shuō)法中正確的是（）

A.A的能量(néngliàng)一定高于CB.B的能量(néngliàng)一定高于DC.A和B的總能量(néngliàng)一定高于C和D的總能量(néngliàng)D.該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故不必加熱就一定能發(fā)生C精品資料4、在反應(yīng)H2+Cl2＝2HCl中，已知H－H鍵能為436kJ，Cl－Cl鍵能為247kJ，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.吸收(xīshōu)179kJ熱量D.放出179kJ熱量BD精品資料5、甲烷燃燒要放出熱量(rèliàng)，水的分解要吸收能量，試從化學(xué)鍵變化的角度分析其原因？解析(jiěxī)：形成4molH－O鍵和2molC＝O鍵釋放的能量比斷裂4molC－H鍵和2molO＝O鍵所吸收的能量高，因此放出熱量。斷裂4molH－O鍵所吸收的能量比形成2molH－H鍵和1molO＝O鍵放出的能量高，因此要吸收能量。精品資料6、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鍵消耗的能量為Q1kJ，破壞1molO=O鍵消耗的能量為Q2kJ，形成1molH－O鍵釋放(shìfàng)的能量為Q3kJ。下列關(guān)系式中正確的是（）A.2Q1+Q2>4Q3B.2Q1+Q2<4Q3C.Q1+Q2<Q3D.Q1+Q2=Q3B精品資料7、下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)換的認(rèn)識(shí)中不正確的是（）A.電解水生成氫氣和氧氣時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B.綠色植物進(jìn)行光合作用時(shí)，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能C.煤燃燒(ránshāo)時(shí)，化學(xué)能主要轉(zhuǎn)化為熱能D.白熾燈工作時(shí)，電能全部轉(zhuǎn)化為光能BD精品資料8、下列說(shuō)法中正確的是（）A.物質(zhì)發(fā)生(fāshēng)化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量變化B.所有物質(zhì)的內(nèi)部都“儲(chǔ)存”有能量，而且這些能量都是相等的C.在一個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)關(guān)系中，反應(yīng)物的總能量總是高于生成物的總能量D.化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程實(shí)質(zhì)是斷開(kāi)舊化學(xué)鍵形成新化學(xué)鍵的過(guò)程AD精品資料9、在相同條件下，下列物質(zhì)(wùzhì)分別與H2反應(yīng)，當(dāng)消耗等物質(zhì)(wùzhì)的量的H2時(shí)，放出熱量最多的是（）A.Cl2B.Br2C.I2D.SA精品資料新課標(biāo)人教版化學(xué)(huàxué)必修Ⅱ第二章第一節(jié)化學(xué)能與熱能(rènéng)

(第2課時(shí)）精品資料復(fù)習(xí)(fùxí)：1、不同的物質(zhì)不僅組成______、結(jié)構(gòu)______，所包含(bāohán)的化學(xué)能也_______。2、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________________________________________________時(shí)，有部分能量釋放出來(lái)；__________時(shí)，反應(yīng)物要吸收能量，才能轉(zhuǎn)化為生成物。3、是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因。不同不同不同反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的相對(duì)大小。若E反>E生若E反<E生化學(xué)鍵的斷裂和形成精品資料二、化學(xué)能與熱能(rènéng)的相互轉(zhuǎn)化質(zhì)量守恒定律能量守恒定律化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，通常(tōngcháng)主要表現(xiàn)為熱量的變化。熱量的變化：吸熱和放熱精品資料怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)(shíyàn)來(lái)了解反應(yīng)中的熱量變化情況？下面我們一起通過(guò)實(shí)驗(yàn)(shíyàn)來(lái)認(rèn)識(shí)和感受一下化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化！精品資料[實(shí)驗(yàn)探究(tànjiū)2—1]鋁片與鹽酸的反應(yīng)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(xiànxiàng)，并用溫度計(jì)測(cè)量溶液溫度的變化．精品資料實(shí)驗(yàn)(shíyàn)2－1現(xiàn)象結(jié)論鋁與鹽酸(yánsuān)反應(yīng)，放出大量氣泡，溫度升高該反應(yīng)是放熱反應(yīng)精品資料[實(shí)驗(yàn)2—2探究(tànjiū)]：Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng)２.整個(gè)(zhěnggè)實(shí)驗(yàn)中有哪些創(chuàng)新之處？1.整個(gè)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象、反應(yīng)化學(xué)方程式和結(jié)論？精品資料實(shí)驗(yàn)(shíyàn)2－2現(xiàn)象：1、玻璃片（小木板）會(huì)與小燒杯粘結(jié)在一起2、有少許刺激性氣味氣體(qìtǐ)產(chǎn)生3、有水生成Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl＝BaCl2+2NH3+10H2O結(jié)論：該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)精品資料實(shí)驗(yàn)(shíyàn)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)(fǎnyìng)，觀察反應(yīng)(fǎnyìng)中溶液溫度的變化。精品資料實(shí)驗(yàn)(shíyàn)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)(fǎnyìng)是放熱反應(yīng)(fǎnyìng)。實(shí)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(shí)所釋放的熱量稱為中和熱精品資料【思考(sīkǎo)與交流】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。如果要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)定鹽酸與氫氧化鈉反應(yīng)的中和熱，你認(rèn)為在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置和操作時(shí)應(yīng)該注意哪些問(wèn)題？你準(zhǔn)備(zhǔnbèi)如何設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？請(qǐng)與同學(xué)討論、交流。精品資料中和熱的測(cè)定(cèdìng)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(kāi)兩個(gè)小孔，正好使溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒通過(guò)(tōngguò)，以達(dá)到保溫、隔熱、減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程中熱量損失的目的，如上圖所示。該實(shí)驗(yàn)也可在保溫杯中進(jìn)行。精品資料在設(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①反應(yīng)物的濃度和體積取定值；②測(cè)量反應(yīng)前后的溫度值；③做平行實(shí)驗(yàn)取平均值。二是盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差，如①用經(jīng)過(guò)標(biāo)定的鹽酸和氫氧化鈉溶液；②量液器最好使用移液管；③攪拌使反應(yīng)充分進(jìn)行；④及時(shí)散熱，使混合液溫度均衡；⑤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)；⑥鹽酸跟氫氧化鈉溶液混合后液面上方的空間盡可能?。虎呤褂媒^緣裝置，避免熱量散發(fā)(sànfā)到反應(yīng)體系之外；⑧溫度計(jì)要讀準(zhǔn)確。思考(sīkǎo)與交流精品資料隨堂練習(xí)(liànxí)1.下列說(shuō)法正確的是()A.大多數(shù)的化合反應(yīng)(huàhéfǎnyīnɡ)是釋放能量的反應(yīng)B.大多數(shù)分解反應(yīng)是吸收能量的反應(yīng)C.釋放能量的反應(yīng)都不需要加熱D.吸收能量的反應(yīng)都需要加熱AB精品資料2.下列(xiàliè)反應(yīng)既屬于氧化還原反應(yīng),又屬于吸熱反應(yīng)的是()A.鋁片與稀鹽酸的反應(yīng)B.Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反應(yīng)C.灼熱的炭與CO2的反應(yīng)D.甲烷(jiǎwán)在氧氣中的燃燒反應(yīng)C精品資料3、如右圖所示，把試管放入盛有25℃時(shí)飽和石灰水的燒杯中，試管中開(kāi)始(kāishǐ)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(wèn)題：(1)實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象是(2)產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是(3)寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式(4)由實(shí)驗(yàn)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(chǎn)生；②鎂片逐漸溶解；③燒杯中析出晶體.(2)鎂與鹽酸(yánsuān)反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，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)小于精品資料常見(jiàn)(chánɡjiàn)的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)(fànɡrèfǎnyìng)所有燃燒中和反應(yīng)溶液里的置換一般的化合反應(yīng)特殊的分解吸熱反應(yīng)電離強(qiáng)堿與銨鹽一般的分解特殊的化合精品資料新課標(biāo)人教版化學(xué)(huàxué)必修Ⅱ第二章第一節(jié)化學(xué)能與熱能(rènéng)

(第3課時(shí)）精品資料三、化學(xué)能的應(yīng)用(yìngyòng)利用熱量進(jìn)行生活、生產(chǎn)和科研。利用熱能使很多化學(xué)反應(yīng)(huàxuéfǎnyìng)得以發(fā)生。如：精品資料科學(xué)(kēxué)視野生物體中的能量轉(zhuǎn)化人體內(nèi)發(fā)生的氧化還原反應(yīng)(fǎnyìng)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)(fǎnyìng)，所放出的能量也相等。只是二者反應(yīng)(fǎnyìng)條件不同?！咀灾鲗W(xué)習(xí)】啟示：生物化學(xué)過(guò)程在利用“能源”上更為合理、有效。精品資料精品資料精品資料科學(xué)(kēxué)視野人類(lèi)(rénlèi)利用能源的三個(gè)階段1、柴草時(shí)期：以樹(shù)枝雜草為主要能源2、化石能源時(shí)期：以煤、石油、天然氣為主要能源3、多能源結(jié)構(gòu)時(shí)期：可再生能源、清潔能源精品資料練習(xí)：指出下列(xiàliè)說(shuō)法的正誤Ａ、生物體內(nèi)進(jìn)行的緩慢(huǎnmàn)氧化反應(yīng)是放熱反應(yīng)。Ｂ、化學(xué)鍵斷裂吸收的能量越多，化學(xué)鍵越牢固。Ｃ、植物光合作用吸收太陽(yáng)能，與化學(xué)能無(wú)關(guān)。Ｄ、柴草的燃燒與化學(xué)能無(wú)關(guān)。Ｅ、人類(lèi)的文明程度與人均耗能無(wú)關(guān)。對(duì)對(duì)不對(duì)不對(duì)不對(duì)精品資料1、物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的同時(shí)還伴隨著能量(néngliàng)的變化,而這種能量(néngliàng)變化又通常表現(xiàn)為熱能變化。2、化學(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中能量(néngliàng)變化的主要原因。3、化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化遵循能量守衡原則?！颈竟?jié)小結(jié)】精品資料【歸納(guīnà)小結(jié)】一個(gè)化學(xué)反應(yīng)(huàxuéfǎnyìng)是為放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)取決于：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，即取決于反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的相對(duì)大小。精品資料常見(jiàn)(chánɡjiàn)的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)(fànɡrèfǎnyìng)所有燃燒中和反應(yīng)溶液里的置換一般的化合反應(yīng)特殊的分解吸熱反應(yīng)電離強(qiáng)堿與銨鹽一般的分解特殊的化合精品資料一、反應(yīng)熱1、定義(dìngyì)：在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程(guòchéng)中放出或吸收的熱量符號(hào)：△H單位：KJ/mol△H<0表示放熱反應(yīng)△H

>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(lèi)：①燃燒熱，②中和熱精品資料3、分類(lèi)(fēnlèi)：①燃燒熱，②中和熱①燃燒熱在101KPa時(shí)，1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定(wěndìng)的化合物時(shí)所放出的熱量叫做該物質(zhì)的燃燒熱②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)精品資料有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算【例1】25℃、101kPa時(shí)，使1.0g鈉與足量的氯氣(lǜqì)反應(yīng)，生成氯鈉晶體并放出17.87kJ的熱量，求生成1mol氯化鈉的反應(yīng)熱?！窘狻縉a(g)+?Cl2(g)==NaCl(s)17.87kJ/1g×23g/mol=411kJ/mol答：生成1molNaCl時(shí)放出(fànɡchū)熱量411kJ。精品資料有關(guān)燃燒熱的計(jì)算【例2】乙醇的燃燒熱△H=-1366.8kJ/mol，在25℃、101kPa時(shí)，1kg乙醇充分燃燒后放出(fànɡchū)多少熱量？【解】n(C2H5OH)=1000g/46g/mol=21.74mol1kgC2H5OH燃燒(ránshāo)后產(chǎn)生的熱量：1366.8kJ/mol×21.74mol=2.971×104kJ答：1kgC2H5OH燃燒(ránshāo)后放出2.971×104kJ的熱量。精品資料二、蓋斯定律(dìnglǜ)1840年，瑞士化學(xué)家蓋斯（G．H．Hess）通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)證明，不管化學(xué)反應(yīng)(huàxuéfǎnyìng)是一步完成或分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的。換句話說(shuō)，化學(xué)反應(yīng)(huàxuéfǎnyìng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān)。這就是蓋斯定律。精品資料看下面的圖理解(lǐjiě)蓋斯定律某人(mǒurén)從山下A到達(dá)山頂B，無(wú)論是翻山越嶺攀登而上，還是坐纜車(chē)直奔山頂，其所處的海拔都高了300m即山的高度與A、B點(diǎn)的海拔有關(guān)，而與由A點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)的途徑無(wú)關(guān)這里的A相當(dāng)于反應(yīng)體系的始態(tài)，B相當(dāng)于反應(yīng)體系