化學(xué)能與熱能

第一節(jié)化學(xué)能與熱能央視國際消息，中國能源消費(fèi)總量已經(jīng)位居世界第二，約占世界能源消費(fèi)總量的11%。2003年，中國能源消費(fèi)總量為16.8億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。其中煤炭占67.1%，原油占22.7%，天然氣占2.8%，可再生能源占7.3%。目前中國面臨著常規(guī)能源資源約束、過分依賴煤炭污染嚴(yán)重、能源利用效率低等問題。中國每噸標(biāo)準(zhǔn)煤的產(chǎn)出效率僅相當(dāng)于日本的10.3%、歐盟的16.8%。中國石油、天然氣資源短缺，需要充分利用國內(nèi)外資源、市場，在做好石油節(jié)約與替代的同時(shí)，走出國門，積極參與世界油、氣市場的開發(fā)與資源分享，擴(kuò)大能源對外貿(mào)易和投資。[能源危機(jī)]中國成為世界第二大能源消費(fèi)國

煤、石油和天然氣等化石燃料或它們的制品的燃燒所產(chǎn)生的熱能從何而來？與化學(xué)物質(zhì)及化學(xué)反應(yīng)有什么關(guān)系？石灰石經(jīng)高溫煅燒生成生石灰，高溫提供的熱能在分解反應(yīng)中起什么作用？探究：化學(xué)鍵：復(fù)習(xí)提問？使離子相結(jié)合或原子相結(jié)合的作用力。拆開1mol某鍵所需的能量叫鍵能。單位：kJ/mol。一、化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量的關(guān)系*鍵能：

2H→H2中能量變化？

1molH2中含有1molH－H，在250C101kPa條件下，由H原子形成1molH－H要放出436kJ的能量，而斷開1molH－H重新變?yōu)镠原子要吸收436kJ的能量。

結(jié)論：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。

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。1、化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)是有新物質(zhì)生成，新物質(zhì)和反應(yīng)物總能量不同。2、反應(yīng)中要遵循能量守恒。3、反應(yīng)物與生成物的能量差若以熱能形式表現(xiàn)即為放熱和吸熱。如果二者能量比較接近，則放熱和吸熱不明顯。討論：為什么有的化學(xué)反應(yīng)會(huì)放出熱量，而有的化學(xué)反應(yīng)卻需要吸收熱量呢？∑E（反應(yīng)物）＞∑E（生成物）—放出能量∑E（反應(yīng)物）＜∑E（生成物）—吸收能量吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)中，反應(yīng)物本身所具有的能量和生成物本身所具有的能量之間的大小關(guān)系分別如何？（提示：可從能量守恒角度分析）吸熱反應(yīng)：反應(yīng)物生成物+能量放熱反應(yīng)：反應(yīng)物生成物+能量二、化學(xué)能與熱能的相與轉(zhuǎn)化——化學(xué)反應(yīng)的過程中伴隨著能量變化,通常表現(xiàn)為熱量的變化熱量變化放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)“釋放”能量：本身所具有的能量：反應(yīng)物>生成物“貯存”能量：本身所具有的能量：反應(yīng)物<生成物反應(yīng)物的總能量高生成物的總能量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[問題]那么，化學(xué)反應(yīng)為什么有些是放熱反應(yīng)，有些是吸熱反應(yīng)呢？[實(shí)驗(yàn)2-2]用化學(xué)方程式表示上述反應(yīng)：Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl==BaCl2+2NH3↑+10H2O

[實(shí)驗(yàn)2-1]2Al+6HCl=AlCl3+H2↑[實(shí)驗(yàn)2-3]實(shí)驗(yàn)記錄:反應(yīng)物

及用量酸HNO350mL1mol/LHCl50mL1mol/LHCl50mL1mol/L堿

NaOH50mL1mol/LNaOH50mL1mol/LKOH50mL1mol/L

混合前溫度室溫室溫室溫混合后溫度t1t2t3

結(jié)

論HNO3與NaOH發(fā)生中和反應(yīng)時(shí)放熱HCl與NaOH發(fā)生中和反應(yīng)時(shí)放熱HCl與KOH發(fā)生中和反應(yīng)時(shí)放熱對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行

歸納和概括強(qiáng)酸與強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)時(shí)放出熱量

應(yīng)用1：根據(jù)能量圖判斷下列反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)。能量生成物反應(yīng)物反應(yīng)一反應(yīng)物生成物反應(yīng)二吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)應(yīng)用2.舉例說明日常生活中我們在哪些方面利用了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化.能源的利用是人類進(jìn)步的表現(xiàn)!1、常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)常見的放熱反應(yīng)：①所有的燃燒與緩慢氧化。②酸堿中和反應(yīng)。③金屬與酸反應(yīng)制取氫氣。④大多數(shù)化合反應(yīng)(特殊：C＋CO2=2CO是吸熱反應(yīng))。小結(jié)：常見的吸熱反應(yīng)：①以C、H2、CO為還原劑的氧化還原反應(yīng)如：

C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)。②銨鹽和堿的反應(yīng)如：Ba(OH)2·8H2＋NH4Cl＝BaCl2＋2NH3↑＋10H2O③大多數(shù)分解反應(yīng)如KClO3、KMnO4、

CaCO3的分解等。2、在任何的化學(xué)反應(yīng)中總伴有能量的變化。原因：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)鍵要吸收能量，而形成生成物中的化學(xué)鍵要放出能量。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。一個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)在發(fā)生過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大小。

E反應(yīng)物總能量＞E生成物總能量，為放熱反應(yīng)。

E反應(yīng)物總能量＜E生成物總能量，為吸熱反應(yīng)。能源的分類：形成條件利用歷史性質(zhì)一次能源常規(guī)能源可再生資源水能、風(fēng)能、生物質(zhì)能不可再生資源煤、石油、天然氣等化石能源新能源可再生資源太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒊毕?、氫能、沼氣不可再生資源核能二次能源（一次能源經(jīng)過加工、轉(zhuǎn)化得到的能源稱為二次能源）電能（水電、火電、核電）、蒸汽、工業(yè)余熱、酒精、汽油、焦炭等12g石墨與O2反應(yīng)生成CO2放出393.51KJ熱量；12g金剛石與O2反應(yīng)生成CO2放出395.41KJ熱量，試比較，石墨與金剛石哪個(gè)穩(wěn)定？比較相同狀態(tài)、相同數(shù)量的金剛石和石墨，與O2完全反應(yīng)，生成相同狀態(tài)、相同數(shù)量的CO2，金剛石釋放出的熱量更多，說明金剛石具有的總能量高，不穩(wěn)定例題：1、下列反應(yīng)既屬于氧化還原反應(yīng),又是吸熱反應(yīng)的是()A.鋁片與稀鹽酸的反應(yīng).B.Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng).C.灼熱的碳與CO2的反應(yīng)

D.甲烷在氧氣中的燃燒反應(yīng)2、下列燃料中,不屬于化石燃料的是()A.煤B.石油C.天然氣D.水煤氣[練習(xí)]CD3、下列反應(yīng)中，即屬于氧化還原反應(yīng)同時(shí)又是吸熱反應(yīng)的是（）

A.Ba(OH)2.8H2O與NH4Cl反應(yīng)

B.灼熱的炭與CO2反應(yīng)

C.鋁與稀鹽酸

D.H2與O2的燃燒反應(yīng)B4、已知反應(yīng)X＋Y＝M＋