化學(xué)變化中的能量變化2016

1、4.2 化學(xué)變化中的能量變化,任何化學(xué)變化中都有新物質(zhì)生成，同時(shí)還伴隨著能量的變化。,化學(xué)反應(yīng)可以釋放出熱能、光能、電能多種形式的能量，但大多數(shù)是熱能。,物質(zhì)的內(nèi)部都儲(chǔ)存著能量，只有在化學(xué)反應(yīng)時(shí)才釋放出來的能量，稱為化學(xué)能。,放熱反應(yīng)：放出熱量的化學(xué)反應(yīng)。,（一）化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng),化學(xué)能熱能,大多數(shù)反應(yīng)都是放熱的： 例如：大多數(shù)化合反應(yīng)， 大多數(shù)置換反應(yīng), 中和反應(yīng)都是放熱的， 可燃物燃燒時(shí)都是放熱的,放熱反應(yīng)也需要點(diǎn)燃、加熱等條件。,個(gè)別化合、置換反應(yīng)是吸熱反應(yīng)：,Mg+2HClMgCl2+H2+Q,問題1：為什么有的化學(xué)反應(yīng)會(huì)放熱？有的化學(xué)反應(yīng)會(huì)吸熱？,少數(shù)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)： 例如：大多是

2、分解反應(yīng)都是吸熱反應(yīng),極少數(shù)分解反應(yīng)是放熱反應(yīng)：,Ba(OH)28H2O(s)+2NH4Cl(s)BaCl2+2NH3H2O+8H2OQ,一般來說，吸熱反應(yīng)都需要持續(xù)加熱，但有些不需要加熱也能反應(yīng)。,吸熱反應(yīng)：吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)。,放熱反應(yīng),吸熱反應(yīng),放熱反應(yīng)：反應(yīng)物的總能量生成物的總能量0,化學(xué)反應(yīng)中能量變化示意圖：,吸熱反應(yīng)：反應(yīng)物的總能量生成物的總能量0 放熱反應(yīng) QHClHBr,問題4：如何表示一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中的熱量變化？,練習(xí)冊：P16 4,1.概念：表示化學(xué)反應(yīng)所放出或吸收熱量的化學(xué)方程式叫做熱化學(xué)方程式。,（二）熱化學(xué)方程式,2.特點(diǎn)：,熱化學(xué)方程式： 2H2(氣)+O2(氣)2H

3、2O (液) +571.6 kJ H2(g)+1/2 O2(g)H2O (l) +285.8 kJ H2(g)+1/2 O2(g)H2O (g) + 241.8 kJ,表示出熱量的數(shù)值、單位,吸熱用“”放熱用“+”,注明物質(zhì)的狀態(tài),化學(xué)式前的計(jì)量數(shù)表示物質(zhì)的量.可以用分?jǐn)?shù)表示，而且系數(shù)與熱量數(shù)據(jù)有對應(yīng)關(guān)系。,不用注明反應(yīng)條件,為何生成H2O(l)放出熱量多？,例1: 在一定條件下，氫氣和甲烷的熱化學(xué)方程式為： 2H2( g ) + O2 ( g ) 2H2O ( l) + 572 kJ CH4( g ) +2O2 ( g ) CO2 ( g ) +2H2O ( l ) + 890 kJ （1）

4、1m3甲烷在標(biāo)況時(shí)完全燃燒放出的熱量是多少？ （2）由1mol 氫氣和3mol甲烷組成的混合氣體在上述條件 下完全燃燒時(shí)放出的熱量為多少?,（1）根據(jù)熱化學(xué)方程式求反應(yīng)熱,解：Q = (572 2) + (890 3) =2956 kJ,3. 有關(guān)計(jì)算,例2: 在一定條件下，1g氫氣燃燒生成液態(tài)水時(shí)時(shí)放出的熱量為143kJ寫出H2燃燒的熱化學(xué)方程式。 標(biāo)準(zhǔn)狀況下5.6L甲烷燃燒生成液態(tài)水時(shí)，放出的熱量為222.5kJ寫出甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式。,2H2(g)+O2(g)2H2O(1)+572kJ,H2(g)+1/2O2 (g)H2O(g)+286 kJ,CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+

5、2H2O(1)+890 kJ,（2）書寫熱化學(xué)方程式,課本 ：P91 1 2 3,4.物質(zhì)完全燃燒放出的熱量多, 2CO(g)+O2(g)2CO2(g) + 566 kJ, 2C(s)+ O2(g)2CO(g) + 221kJ, C(s) + O2(g) CO2(g) + 393.5 kJ,2C(s) + 2O2(g) 2CO2(g) + 787 kJ,+ = 2,若是一個(gè)反應(yīng)可以分幾步進(jìn)行，則各步反應(yīng)的反應(yīng)熱總和與這個(gè)反應(yīng)一步發(fā)生時(shí)的反應(yīng)熱相同 。,煤、液化氣、汽油、酒精、木柴等.,化石燃料: 煤、石油、天然氣,能再生嗎?,（三）燃料的充分利用,1.常見的燃料,2.燃料的充分利用,充分利用燃

6、料的方法,使燃料充分燃燒,充分利用熱能,充足而適量的空氣 增大燃料與空氣的接觸面積,改進(jìn)設(shè)備 利用余熱（采用熱交換器）,3.燃料的充分利用舉例,為什么燃料燃燒時(shí)應(yīng)鼓入適量的空氣（過少？過量？） 為什么固體燃料粉碎，液體燃料噴成霧狀 為什么蜂窩煤要打孔？ 煤直接燃燒有何危害？如何高效、潔凈的利用煤？ 為什么燃?xì)鉄崴魅钏?什么煤爐要設(shè)置擋風(fēng)圈、酒精燈要防風(fēng)罩？ 熱交換器的原理?,將煤脫硫 加氫液化 氣化:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)-131.3kJ,化學(xué)能電能,（四）原電池及其工作原理,（1）把一塊鋅片和一塊銅片平行插入到稀 硫酸溶液中，觀察現(xiàn)象,（2）用導(dǎo)線把銅片和鋅片連接

7、起來，觀察現(xiàn)象,（3）在導(dǎo)線中接入一個(gè)電流表，觀察現(xiàn)象,實(shí)驗(yàn),兩個(gè)燒杯中的現(xiàn)象相同嗎？,Zn溶解， Zn棒上有氣泡,Zn溶解，Cu棒上有氣泡，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn),總反應(yīng)相同:,討論:右燒杯,Zn + H2SO4 ZnSO4+H2 ,（1）銅片上為何有氣體產(chǎn)生，這是什么氣體？,（2）為什么會(huì)產(chǎn)生電流？,（3）在整個(gè)過程中能量發(fā)生怎樣變化？,1.原電池:,把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,2.組成原電池的條件,（1）兩電極：兩種不同的金屬（或一種為非金屬C）兩種金屬相互接觸（或用導(dǎo)線連接）,相對活潑金屬作電池的負(fù)極,（2）有電解質(zhì)（酸、堿、鹽）溶液,（3）構(gòu)成閉合電路,負(fù)極要與電解質(zhì)溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng),（4

8、）從氧化還原反應(yīng)角度分析兩電極各發(fā)生什么反應(yīng)?,討論,Zn + H2SO4 Zn SO4 + H2 ,通過原電池裝置，將氧化還原反應(yīng)分成兩個(gè)半反應(yīng)，氧化反應(yīng)在負(fù)極發(fā)生，還原反應(yīng)在正極發(fā)生,離子反應(yīng)方程式：Zn+2H+ Zn 2+ + H2 ,負(fù)極(Zn)：,Zn 2e Zn 2+,氧化反應(yīng),正極(Cu)：,2H+ + 2e H2,還原反應(yīng),電流方向:從銅極經(jīng)導(dǎo)線到鋅極,銅是正極,鋅是負(fù)極；電子的流動(dòng)方向怎樣?,（5）如何判斷此裝置中的電流方向?,提示:用一節(jié)干電池與電流表相連,來確定電流表指針偏轉(zhuǎn)方向和電流方向的關(guān)系,討論,Zn + H2SO4 Zn SO4 + H2 ,離子反應(yīng)方程式：Zn+

9、2H+ Zn 2+ + H2 ,3.原電池工作原理,負(fù)極(Zn)：,電極反應(yīng)：,Zn 2e Zn 2+,氧化反應(yīng),正極(Cu)：,2H+ + 2e H2,還原反應(yīng),總反應(yīng)：,Zn + H2SO4 Zn SO4 + H2 ,電子流向：,負(fù)極正極（Zn導(dǎo)線Cu）,電流方向：,正極負(fù)極（ Cu 導(dǎo)線 Zn ）,離子反應(yīng)方程式：Zn + 2H+ Zn 2+ + H2 ,現(xiàn)象：,銅片上有氣泡，鋅片溶解，電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。,討論:下列裝置是否是原電池裝置?為什么? 是原電池的說明現(xiàn)象。,H2SO4,Fe,Fe,酒精,Zn,Cu,H2SO4,C,Fe,CuSO4,Cu,Fe,1.,2.,3.,4.,寫出下

10、列原電池裝置電極反應(yīng)式，總反應(yīng)方程式。,負(fù)極：,負(fù)極：,正極：,正極：,總反應(yīng)：,總反應(yīng)：,Fe 2e Fe2+,2H+ + 2e H2,Fe+ H2SO4 FeSO4 + H2 ,Fe 2e Fe2+,Cu2+ + 2e Cu,Fe+ CuSO4 FeSO4 + Cu,鐵棒溶解,碳棒上有氣泡,鐵棒溶解,銅棒質(zhì)量增加,原電池與電解池的比較,原電池,電解池,能量,電極,現(xiàn)象,方程式,化學(xué)能電能,電能化學(xué)能,a負(fù)極 b正極,c陽極 d陰極,電子流向,電流方向,銅片上有氣泡，鋅片溶解，電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。,陽極上有黃綠色氣體，陰極有無色氣體，溶液變紅。,Zn + H2SO4 Zn SO4 + H2 ,負(fù)極正極,正極負(fù)極,負(fù)極：氧化反應(yīng) 正極：還原反應(yīng),陽極：氧化反應(yīng) 陰極：還原反應(yīng),形成原電