化学能与热能 (2).ppt

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1、一飞冲天：一飞冲天：“神舟神舟”五号发射实况回放五号发射实况回放 第一节第一节 化学能与热能化学能与热能 生活中哪些事实说明了在化学反应中生活中哪些事实说明了在化学反应中伴随着能量的变化？伴随着能量的变化？【思考与交流【思考与交流】物质发生化学反应的同时还伴随着能量的变化物质发生化学反应的同时还伴随着能量的变化,而这种能量变化又通常表现为热能变化。而这种能量变化又通常表现为热能变化。第一节第一节 化学能与热能化学能与热能一、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1、化学反应的本质是？、化学反应的本质是？ 以氢气在氯气中燃烧为例，用化学以氢气在氯气中燃烧为例，用化学

2、键的观点分析反应的本质过程。键的观点分析反应的本质过程。H Cl ： Cl H H2 + Cl2 = 2HClHH Cl ClHCl断开断开断开断开点燃点燃 一个化学反应的的过程，本质上就一个化学反应的的过程，本质上就是旧化学键是旧化学键断裂断裂和新化学键和新化学键形成形成的过的过程。程。形成形成H Cl ： Cl H H2 + Cl2 = 2HClHH Cl ClHCl吸收能量吸收能量断开断开断开断开吸收能量吸收能量形成形成放出能量放出能量点燃点燃化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。化的主要原因。【思考与交流】在化学反应中，随着物质的变化，既

3、有反在化学反应中，随着物质的变化，既有反应物中化学键的断裂，又有生成物中化学应物中化学键的断裂，又有生成物中化学键的形成，化学能也随之而改变。那么，键的形成，化学能也随之而改变。那么，一个化学反应吸收能量还是放出能量是由一个化学反应吸收能量还是放出能量是由什么决定的呢？什么决定的呢？2、一个化学反应吸收能量还是、一个化学反应吸收能量还是放出能量的决定因素放出能量的决定因素看图讨论分析化学反应放出能量放出能量看图讨论分析化学反应吸收能量吸收能量规律规律v如果反应物所具有的总能量高于生成物所具如果反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量有的总能量,那么在发生化学反应时那么在发生化学反应时,就有

4、部分就有部分能量以热的形式释放出来能量以热的形式释放出来;v如果反应物所具有的总能量低于生成物所具如果反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量有的总能量,那么在发生化学反应时那么在发生化学反应时,反应物就反应物就需要吸收能量需要吸收能量,才能转化为生成物。才能转化为生成物。能能量量反应过程反应过程反应过程反应过程反应物反应物生成物生成物能能量量放 热放 热反应反应吸 热吸 热反应反应反应物反应物生成物生成物规律规律【归纳小结【归纳小结】一个化学反应一个化学反应是否是否为为放热放热还是还是吸热吸热取决于取决于或取决于反应物的总能量与生成物的或取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。总

5、能量的相对大小。反应物的能量之和反应物的能量之和 E反反生成物的能量之和生成物的能量之和 E生生（1）若）若E反反 E生生，（2）若）若E反反生成物的总能量，生成物的总能量， 化学反应化学反应 能量。能量。 若反应物的总能量若反应物的总能量 4Q3 B. 2Q1 + Q2 4Q3 C. Q1 + Q2 E生生若若E反反 E生生化学键的断裂和形成化学键的断裂和形成E（kJ/mol）反应历程反应历程H2 + Cl22H + 2Cl2HClE = 183 kJ/mol436 kJ/mol (H2)243 kJ/mol (Cl2) 2431 kJ/mol= 862 kJ/mol以以 H2 + Cl2

6、= 2HCl 反应为例：反应为例：二、化学能与热能的相互转化二、化学能与热能的相互转化v质量守恒定律质量守恒定律v能量守恒定律能量守恒定律v化学反应中的能量变化，通常主要表现为热化学反应中的能量变化，通常主要表现为热量的变化。量的变化。v热量的变化：吸热和放热热量的变化：吸热和放热 怎样设计实验来了解反应中的怎样设计实验来了解反应中的热量变化情况？热量变化情况？ 下面我们一起通过实验来认识和下面我们一起通过实验来认识和感受一下化学能与热能的相互转感受一下化学能与热能的相互转化！化！实验探究实验探究21 铝片与盐酸的反应铝片与盐酸的反应在一支试管中加入在一支试管中加入2-3mL2-3mLmol/

7、Lmol/L的的盐酸，再插入用砂纸打磨光的铝条，盐酸，再插入用砂纸打磨光的铝条，观察现象，并用温度计测量溶液温度观察现象，并用温度计测量溶液温度的变化的变化实验实验v1.铝与盐酸反应的化学方程式铝与盐酸反应的化学方程式： 。v2.在反应过程中你将能看到什么现象？在反应过程中你将能看到什么现象？v3.用眼睛不能直接观察到反应中的热量变化，你将用眼睛不能直接观察到反应中的热量变化，你将采取哪些简单易行的办法来了解反应中的热量变化？采取哪些简单易行的办法来了解反应中的热量变化？v4.要明显的感知或测量反应中的热量变化，你在实要明显的感知或测量反应中的热量变化，你在实验中应注意哪些问题？验中应注意哪些

8、问题？思考与讨论：思考与讨论：实验实验21现象现象结论结论铝与盐酸反应，放出大量气泡，铝与盐酸反应，放出大量气泡，温度升高温度升高该反应是该反应是放热放热反应反应实验实验22探究探究 ：Ba(OH)Ba(OH)2 28H8H2 2O O与与NHNH4 4ClCl的反应的反应.整个实验中有哪些创新之处？整个实验中有哪些创新之处？1.整个实验的现象、反应化学方程式和结论？整个实验的现象、反应化学方程式和结论？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、有水生成、有水生成Ba(OH

9、)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探究实验探究盐酸温度盐酸温度NaOH溶液温度溶液温度中和反应后温度中和反应后温度盐酸与氢氧化钠溶液反应，观察反应中溶盐酸与氢氧化钠溶液反应，观察反应中溶液温度的变化。液温度的变化。实验实验23盐酸温度盐酸温度/NaOH溶液温度溶液温度/ 中和反应后温度中和反应后温度/ 结论：中和反应是放热反应。结论：中和反应是放热反应。实质：实质：H+ + OH H2O反应后温度升高反应后温度升高室温室温室温室温中和热：酸与碱发生中和反应生成中和热：酸与碱发生中和反应生成1molH2O时时 所释

10、放的热量称为中和热所释放的热量称为中和热【思考与交流【思考与交流】v酸与碱发生中和反应生成酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放时所释放的热量称为中和热。如果要通过实验来测定的热量称为中和热。如果要通过实验来测定盐酸与氢氧化钠反应的中和热，你认为在设盐酸与氢氧化钠反应的中和热，你认为在设计实验装置和操作时应该注意哪些问题？你计实验装置和操作时应该注意哪些问题？你准备如何设计并进行实验？请与同学讨论、准备如何设计并进行实验？请与同学讨论、交流。交流。中和热的测定中和热的测定 装置装置在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放入的小烧杯杯口与大在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放入的小烧杯杯口

11、与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条），大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间开条），大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，以达到保温、两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，以达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的，如上图所示。该实验也隔热、减少实验过程中热量损失的目的，如上图所示。该实验也可在保温杯中进行。可在保温杯中进行。 v在设计实验装置和操作时应从两个方面考虑，在设计实验装置和操作时应从两个方面考虑，一一是注重是注重“量量”的问

12、题，的问题，如如 反应物的浓度和体积反应物的浓度和体积取定值；取定值； 测量反应前后的温度值；测量反应前后的温度值； 做平行做平行实验取平均值。实验取平均值。二是尽量减小实验误差，二是尽量减小实验误差，如如 用用经过标定的盐酸和氢氧化钠溶液；经过标定的盐酸和氢氧化钠溶液； 量液器最好量液器最好使用移液管；使用移液管； 搅拌使反应充分进行；搅拌使反应充分进行； 及时及时散热，使混合液温度均衡；散热，使混合液温度均衡； 温度计的精确度高，温度计的精确度高，最好使用精度为最好使用精度为0.1 或更高的温度计；或更高的温度计； 盐酸盐酸跟氢氧化钠溶液混合后液面上方的空间尽可能小；跟氢氧化钠溶液混合后液

13、面上方的空间尽可能小； 使用绝缘装置，避免热量散发到反应体系之外；使用绝缘装置，避免热量散发到反应体系之外； 温度计要读准确。温度计要读准确。思考与交流随堂练习随堂练习 1. 下列说法正确的是下列说法正确的是 ( )v A. 大多数的化合反应是释放能量的反应大多数的化合反应是释放能量的反应v B. 大多数分解反应是吸收能量的反应大多数分解反应是吸收能量的反应v C. 释放能量的反应都不需要加热释放能量的反应都不需要加热v D. 吸收能量的反应都需要加热吸收能量的反应都需要加热AB2. 下列反应既属于氧化还原反应下列反应既属于氧化还原反应,又又属于吸热反应的是属于吸热反应的是 ( )vA.铝片与

14、稀盐酸的反应铝片与稀盐酸的反应vB.Ba(OH)28H2O和和NH4Cl的反应的反应vC.灼热的炭与灼热的炭与CO2的反应的反应vD.甲烷在氧气中的燃烧反应甲烷在氧气中的燃烧反应C C3 3、 如右图所示，把试管放入盛有如右图所示，把试管放入盛有2525时饱时饱 和和石灰水石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，镁片，再用滴管滴入再用滴管滴入5mL5mL盐酸盐酸于试管中于试管中. .试回试回答下列问题：答下列问题：(1)(1)实验中观察到的实验中观察到的现象现象是是 (2)(2)产生上述现象的产生上述现象的原因原因是是 (3)(3)写出有关反应的写出有关反应的离

15、子方程式离子方程式 (4)(4)由实验推知，由实验推知，MgClMgCl2 2溶液和溶液和H H2 2的的总能量总能量 ( (填填“大于大于”、“小于小于”、“等于等于”) )镁片和镁片和盐酸的总能量盐酸的总能量. .(1)镁片上有大量气泡产生；镁片上有大量气泡产生；镁片逐渐溶解；镁片逐渐溶解；烧杯中析出晶体烧杯中析出晶体.(2)镁与盐酸反应产生氢气，该反应为放热反应，镁与盐酸反应产生氢气，该反应为放热反应，Ca(OH)2在水中的溶解度随在水中的溶解度随温度升高而减小，故析出温度升高而减小，故析出Ca(OH)2晶体晶体.(3)Mg+2H+=Mg2+H2 (4)小于小于常见的放热反应和吸热反应常

16、见的放热反应和吸热反应放热反应放热反应物质与氧气的反应物质与氧气的反应 燃料的燃烧燃料的燃烧中和反应中和反应金属与酸金属与酸活泼金属与水的反应活泼金属与水的反应 生石灰和水反应生石灰和水反应大部分化合反应大部分化合反应 吸热反应吸热反应C+CO2C+H2OH2+CuOBa(OH)28H2O+NH4ClFe+H2O（g）Na2CO310H2O+NH4NO3 大部分分解反应大部分分解反应三、化学能的应用三、化学能的应用v利用热量进行生活、生产和科研。利用热量进行生活、生产和科研。v利用热能使很多化学反应得以发生。利用热能使很多化学反应得以发生。如：科学视野科学视野 生物体中的能量转化生物体中的能量

17、转化人体内发生的人体内发生的氧化还原反应氧化还原反应与体外的燃烧本质与体外的燃烧本质相同，最终产物一样（都是二氧化碳和水），相同，最终产物一样（都是二氧化碳和水），都是都是放热反应放热反应，所放出的能量也相等。只是二，所放出的能量也相等。只是二者反应条件不同。者反应条件不同。【自主学习【自主学习】启示：启示：生物化学过程在利用生物化学过程在利用“能源能源”上更为合理、有效。上更为合理、有效。科学视野科学视野人类利用能源的三个阶段人类利用能源的三个阶段柴草时期柴草时期化石能源时期化石能源时期多能源结构时期多能源结构时期练习练习：指出下列说法的正误：指出下列说法的正误v、生物体内进行的缓慢氧化反应

18、是放热反、生物体内进行的缓慢氧化反应是放热反应。应。v、化学键断裂吸收的能量越多，化学键越、化学键断裂吸收的能量越多，化学键越牢固。牢固。v、植物光合作用吸收太阳能，与化学能无、植物光合作用吸收太阳能，与化学能无关。关。v、柴草的燃烧与化学能无关。、柴草的燃烧与化学能无关。v、人类的文明程度与人均耗能无关。、人类的文明程度与人均耗能无关。对对对对不对不对不对不对不对不对课后练习课后练习：v1.吸收能量，放出能量，反应物总能量与生成物总吸收能量，放出能量，反应物总能量与生成物总能量的相对大小。能量的相对大小。v2.热量，放出。热量，放出。v3. C、H元素，元素，CO2、H2O。v4. ，。v5

19、.反应物中化学键断裂需要吸收能量，生成物中化反应物中化学键断裂需要吸收能量，生成物中化学键形成则要放出能量，当成键放出的能量大于断学键形成则要放出能量，当成键放出的能量大于断键吸收的能量时，反应最终放出能量，这部分能量键吸收的能量时，反应最终放出能量，这部分能量以热的形式放出就是热能。吸热反应所吸收的热量以热的形式放出就是热能。吸热反应所吸收的热量被用于破坏反应物中的化学键。被用于破坏反应物中的化学键。v6.同意乙同学的说法。因为放热反应是成键放出的同意乙同学的说法。因为放热反应是成键放出的能量大于断键吸收的能量，但化学反应首先需要能能量大于断键吸收的能量，但化学反应首先需要能量来断键。量来断

20、键。1、物质发生化学反应的同时还伴随着能量的变化、物质发生化学反应的同时还伴随着能量的变化,而而这种能量变化又通常表现为热能变化。这种能量变化又通常表现为热能变化。2、化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化、化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。的主要原因。3、一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是、一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量，取决于反应物的总能量与生成物的总能量放出能量，取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。的相对大小。4、化学反应中能量转化遵循能量守衡原则。、化学反应中能量转化遵循能量守衡原则。【课堂小结【课堂小结】祝同学们学习进步祝同学们学习进步 再见再见