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文檔簡介
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
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