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第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量 第一节第一节 化学能与热能化学能与热能化学反应化学反应热能热能煤、石油、天然气的燃烧（产生）煤、石油、天然气的燃烧（产生）CaCOCaCO3 3经过高温煅烧分解成经过高温煅烧分解成CaOCaO（动力）（动力）热能对化学反应的支持作用，热能对化学反应的支持作用，利用热能来完成常温下很难发利用热能来完成常温下很难发生的化学反应。生的化学反应。获取能量获取能量化学变化的特征化学变化的特征:化化学学变变化化中中除除有有新新物物质质生生成成、并并且且物物质质发发生生定定量量变变化化外外，常常伴伴随随着着能量变化能量变化。利用化学反应：利用化学反应：一是制取新物质；一是制取新物质；二是利用反应中的能量二是利用反应中的能量.用化学键的观点来分析化学反应的本用化学键的观点来分析化学反应的本质是什么？质是什么？一个化学反应的的过程，本质上就是旧化学一个化学反应的的过程，本质上就是旧化学键键断裂断裂和新化学键和新化学键形成形成的过程。的过程。吸收能量吸收能量放出能量放出能量一、化学键与化学反应中能量变化的关系一、化学键与化学反应中能量变化的关系键能1 1、当物质发生化学反应时，断开化学、当物质发生化学反应时，断开化学键要键要吸收能量吸收能量；而形成化学键要；而形成化学键要放出放出能量能量。例如：断开例如：断开H HH H键要吸收能量。键要吸收能量。形成形成H HH H键要放出能量。键要放出能量。2 2、化学键的断裂和形成是化学反应、化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。中能量变化的主要原因。从化学键的观点来分析能量的变化从化学键的观点来分析能量的变化 取决于所有断键吸收的总能量与取决于所有断键吸收的总能量与所有形成新键放出的总能量的相对大小。所有形成新键放出的总能量的相对大小。Q Q E E（生成物的总键能）（生成物的总键能）E E（反应物的总键能）（反应物的总键能）各种物质都储存有化学能。各种物质都储存有化学能。从整个体系能量的角度出发从整个体系能量的角度出发反应物的总能量高反应物的总能量高生成物的总能量低生成物的总能量低放放出出能能量量生成物的总能量高生成物的总能量高反应物的总能量低反应物的总能量低 决定于反应物的总能决定于反应物的总能量与生成物的总能量的量与生成物的总能量的相对大小。相对大小。吸吸收收能能量量一个化学反应吸收一个化学反应吸收能量还是放出能量能量还是放出能量放放热热吸吸热热能量守恒定律能量守恒定律E（反应物）（反应物）E（生成物）（生成物）QQ0为放热反应为放热反应Q0为吸热反应为吸热反应二、化学能与热能的相互转化二、化学能与热能的相互转化 1 1、质量守恒定律。、质量守恒定律。2 2、能量守恒定律。、能量守恒定律。化学反应中的能量变化，通常表现化学反应中的能量变化，通常表现为热量的变化吸热或放热。为热量的变化吸热或放热。实验实验21现象现象结论结论 铝与盐酸反应，放出大量气铝与盐酸反应，放出大量气泡，温度升高泡，温度升高放热反应放热反应实验实验22现象：现象：1、玻璃片（小木板）会与小烧杯粘结在一起、玻璃片（小木板）会与小烧杯粘结在一起 2、有少许刺激性气味气体产生、有少许刺激性气味气体产生 3、内壁变冷、内壁变冷Ba(OH)2 8H2O+2NH4ClBaCl2+2NH3 +10H2O结论：该反应是结论：该反应是吸热反应吸热反应【实验【实验2-32-3】反应物反应物及用量及用量HNOHNO3 3 2 mL 1 mol/L2 mL 1 mol/LNaOHNaOH 2 mL 1 mol/L2 mL 1 mol/LHClHCl 2 mL 1 mol/L2 mL 1 mol/LNaOH NaOH 2 mL 1 mol/L2 mL 1 mol/L混合前温度混合前温度室温室温室温室温2020。c c混合后温度混合后温度t t1 1t t2 2结结 论论HNOHNO3 3与与NaOHNaOH发生发生中和反应时中和反应时放热放热HClHCl与与NaOHNaOH发生发生中和反应时中和反应时放热放热对实验进行对实验进行归纳和概括归纳和概括强酸与强碱发生中和反应时放出热量强酸与强碱发生中和反应时放出热量酸酸碱碱常见的放热反应和吸热反应常见的放热反应和吸热反应放热反应放热反应1 1、燃料的燃烧（物质缓慢氧化）、燃料的燃烧（物质缓慢氧化）2 2、金属与酸（水）生成氢气、金属与酸（水）生成氢气3 3、中和反应中和反应4、大部分化合反应大部分化合反应5 5、金属氧化物与水或酸（、金属氧化物与水或酸（CaOCaO）6 6、铝热反应、铝热反应吸热反应吸热反应1 1、C C、COCO、H H2 2的还原反应的还原反应2 2、Ba(OH)Ba(OH)2 2.8H.8H2 2O+NHO+NH4 4ClCl3 3、盐的水解、盐的水解4 4、大部分分解反应、大部分分解反应中和热：中和热：酸与碱发生中和反应生成酸与碱发生中和反应生成 1molH 1molH2 2O O时所释放的热量时所释放的热量 称为中和热。称为中和热。中和热的测定：中和热的测定：在设计实验装置和操作时应该注意哪些问题？在设计实验装置和操作时应该注意哪些问题？（1 1）酸碱的量要准确：）酸碱的量要准确：n nCVCVa、浓度要越精确越好、浓度要越精确越好b、量体积的容器越精确越好，最好用移液管、量体积的容器越精确越好，最好用移液管（2 2）搅拌使反应充分进行）搅拌使反应充分进行（6 6）多做几次，取平均值）多做几次，取平均值（4 4）温度计越精确越好，且读数要准确）温度计越精确越好，且读数要准确（3 3）及时散热，使温度混合均衡）及时散热，使温度混合均衡（5 5）用隔热装置，液体上方空间要小，注意）用隔热装置，液体上方空间要小，注意控制反应时间，尽量减少热量散失；控制反应时间，尽量减少热量散失；下列说法正确的是（下列说法正确的是（）A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 B.任何放热反应在常温条件下一定能发生反应任何放热反应在常温条件下一定能发生反应 C.反应物和生成物所具有的总能量决定了反应反应物和生成物所具有的总能量决定了反应 结果是放热还是吸热结果是放热还是吸热 D.吸热反应在一定条件下也能发生反应吸热反应在一定条件下也能发生反应CD 已知反应已知反应ABCD为放热反应，对该反应为放热反应，对该反应 的下列说法中正确的是（的下列说法中正确的是（）A.A的能量一定高于的能量一定高于C B.B的能量一定高于的能量一定高于D C.A和和B的总能量一定高于的总能量一定高于C和和D的总能量的总能量 D.该反应为放热反应，故不必加热就一定该反应为放热反应，故不必加热就一定 能发生能发生C 在反应在反应H2+Cl2 2HCl 中，中，已知：已知：HH键能为键能为436kJ，ClCl键能为键能为247kJ，HCl键能为键能为431kJ，判断该反应是判断该反应是（）A.吸热反应吸热反应 B.放热反应放热反应 C.吸收吸收179kJ热量热量 D.放出放出179kJ热量热量BD 2 2摩摩H H2 2和和1 1摩摩O O2 2生成生成2 2摩摩H H2 2O O的能量变化的能量变化（H H与与H H键能是键能是436KJ/mol436KJ/mol，O O与与O O键能是键能是496KJ/mol496KJ/mol，H H与与O O键能是键能是463KJ/mol463KJ/mol）。）。