化学键与化学反应中的能量变化关系.ppt

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1、今天作业：学法大视野P22-P23学习目标学习目标知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变知道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。知道反应物与生成物总能量的相对高低是反应知道反应物与生成物总能量的相对高低是反应过程中能量变化决定因素。过程中能量变化决定因素。了解化学能与热能的相互转化，了解化学能转了解化学能与热能的相互转化，了解化学能转化为热能在生产、生活中的应用。化为热能在生产、生活中的应用。教学重点：化学键与化学反应中的能量变化关教学重点：化学键与化学反应中的能量变化关系，化学能与热能的转化。系，化学能与热能的转化。 能源是人类赖以生存和能源是人类赖以生存和发展

2、的物质基础，我们每时发展的物质基础，我们每时每刻、分分秒秒都离不开它。每刻、分分秒秒都离不开它。迄今为止，人类所能利用的迄今为止，人类所能利用的能源主要是化学能、电能、能源主要是化学能、电能、以及核能等等。但是，由于以及核能等等。但是，由于人类大量开发和浪费资源，人类大量开发和浪费资源，造成了资源的不合理利用从造成了资源的不合理利用从而引发了不可回避的能源危而引发了不可回避的能源危机。机。16.6%2.1%5.1%76.2%我国化石燃料和水电能源消耗构成图我国化石燃料和水电能源消耗构成图你知道吗你知道吗? 煤、石油、天然气的主要化学成分是烃煤、石油、天然气的主要化学成分是烃类等有机物（煤中含有

3、大量的碳），它们燃类等有机物（煤中含有大量的碳），它们燃烧时放出热能。你一定想知道，这种能量从烧时放出热能。你一定想知道，这种能量从何而来何而来?它与化学物质和化学反应有什么关它与化学物质和化学反应有什么关系？石灰石（主要成分是碳酸钙）要经过高系？石灰石（主要成分是碳酸钙）要经过高温煅烧才能变成生石灰，高温提供的热能在温煅烧才能变成生石灰，高温提供的热能在石灰石的分解反应中起到什么作用？石灰石的分解反应中起到什么作用？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思考：思考：不同的燃料其组成不同，燃烧后放出的不同的燃料其组成不同，燃烧后放出的热量也不相等。为什么不同的

4、燃料燃烧时放出的热量也不相等。为什么不同的燃料燃烧时放出的热量会不同？燃料在燃烧反应中产生的热能来自热量会不同？燃料在燃烧反应中产生的热能来自哪里？哪里？、化学键参数化学键参数1.键长键长:成键两原子核间距离成键两原子核间距离.键长越短键长越短,化学键越化学键越稳定稳定.稳定性稳定性:HFHClHBrHI2.键角键角:分子内分子内,两共价键的最小夹角两共价键的最小夹角.键角决定分子的键角决定分子的空间结构空间结构.3.键能键能:形成形成1mol化学键所放出的能量或破坏化学键所放出的能量或破坏1mol化化学键所吸收的能量学键所吸收的能量.某些键的键能某些键的键能( (kJ/mol)kJ/mol)

5、键键键能键能键键键能键能H HH H436436C CH H415.0415.0ClClClCl242.7242.7O OH H462.8462.8BrBrBrBr193.7193.7N NH H390.8390.8I II I152.7152.7H HClCl431.8431.8C CC C347.7347.7H HI I298.7298.7键能越大键能越大含该键的分子越稳定，该物质能量越低。含该键的分子越稳定，该物质能量越低。化学键越牢固化学键越牢固 探究探究 化学反应的本质是什么？化学反应的本质是什么？以氢气在氯气中燃烧为例，用化学键的观点分析反应以氢气在氯气中燃烧为例，用化学键的观点分

6、析反应的本质过程。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形成形成 结论1.一个化学反应的的过程，本质上就是旧一个化学反应的的过程，本质上就是旧化学键化学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。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结论结论2.化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。物质的化学反应和体系的能量变化是同时发主要原因。物质的化学反应

7、和体系的能量变化是同时发生的生的.对于某个确定的化对于某个确定的化学反应，如何判断学反应，如何判断它是放出能量还是它是放出能量还是吸收能量呢？吸收能量呢？、化学键与反应中的能量变化的关系化学键与反应中的能量变化的关系1. 1. 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 一个化学反应的的过程，本质上就是旧化一个化学反应的的过程，本质上就是旧化学键学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所以：一个化学反应所以：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什么呢？取决于什么呢？取决于所有取决于所有断键吸收的总能量断键吸收的

8、总能量与所有与所有形成新键放出形成新键放出的总能量的总能量的相对大小的相对大小在反应在反应H H2 2 + Cl + Cl2 2 2HCl2HCl中，已知中，已知H HH H 键能为键能为436436kJkJ，ClClClCl键能为键能为247247kJkJ，H HClCl键能为键能为431431kJkJ，判断该反应是判断该反应是 反应反应 放热放热例题一例题一 则则(1)(1)化学键断裂时需要吸收能量。吸收总能量为：化学键断裂时需要吸收能量。吸收总能量为：436436kJkJ247kJ247kJ683 kJ683 kJ， (2) (2)化学键形成时需要释放能量。释放总能量为：化学键形成时需要

9、释放能量。释放总能量为：431431kJkJ431kJ431kJ862 kJ862 kJ， (3) (3)反应中放出的热量的计算：反应中放出的热量的计算： 862862kJkJ683kJ=179kJ683kJ=179kJ下表中的数据是破坏下表中的数据是破坏1 mol1 mol物质中的化学键所消耗的能量：物质中的化学键所消耗的能量：（1 1）下列物质本身具有的能量最低的是）下列物质本身具有的能量最低的是_。A.HA.H2 2 B.Cl B.Cl2 2 C.Br C.Br2 2 D.I D.I2 2（2 2）下列氢化物中最稳定的是）下列氢化物中最稳定的是_。A.HClA.HCl B.HBrB.HB

10、r C.HI C.HI（3 3）X X2 2+H+H2 2=2HX=2HX（X X代表代表ClCl、BrBr、I I）的反应是吸热反应）的反应是吸热反应还是放热反应？还是放热反应？_。A AA A放热反应放热反应（4 4）相同条件下，）相同条件下，X X2 2（X X代表代表ClCl、BrBr、I I）分别与氢气反应，）分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出或吸收的热量最多的是当消耗等物质的量的氢气时，放出或吸收的热量最多的是_。【解析解析】（1 1）、（）、（2 2）破坏）破坏1 mol1 mol物质中的化学键所消耗的物质中的化学键所消耗的能量越大，则物质越稳定，所具有的能量越低。（

11、能量越大，则物质越稳定，所具有的能量越低。（3 3）、）、（4 4）以氯元素为例计算断开）以氯元素为例计算断开1 mol 1 mol ClClClCl键和键和H HH H键需吸键需吸收能量：收能量：243 kJ+436 kJ=679 kJ243 kJ+436 kJ=679 kJ，而形成，而形成2 mol 2 mol HClHCl放出的放出的能量为能量为2 2432 kJ=864 kJ432 kJ=864 kJ，所以在，所以在ClCl2 2+H+H2 2=2HCl=2HCl反应中放反应中放出出864 kJ-679 kJ=185 kJ864 kJ-679 kJ=185 kJ的热量，同理可计算在的热

12、量，同理可计算在BrBr2 2+H+H2 2=2HBr=2HBr、I I2 2+H+H2 2 2HI 2HI反应中分别放出反应中分别放出103 kJ103 kJ、9 kJ9 kJ的热量。的热量。答案：答案：（1 1）A A （2 2）A A （3 3）放热反应）放热反应 （4 4）ClCl2 2ClCl2 2结论：结论： 一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量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，决定于反应物的总能量与生成物的还是放出能量，决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。总能量的相对大小。看图讨论：看图讨论：水由高处水由高处向低处流向低处流要释放能要释放能量（

13、势能量（势能转换为动转换为动能）能）分析化学反应：分析化学反应：反应物的总能量反应物的总能量 生成物的总能量生成物的总能量化学反应放出能量化学反应放出能量看图讨论：看图讨论： 将水由低处抽向高处需提供能量将水由低处抽向高处需提供能量（电能转换为机械能，再转换为势能）（电能转换为机械能，再转换为势能）分析化学反应：分析化学反应：反应物的总能量反应物的总能量 0为放热反应为放热反应Q 4Q3 B. 2Q1 + Q2 4Q3 C. Q1 + Q2 Q3 D. Q1 + Q2 = Q3B课本习题答案：课本习题答案：1、吸收能量；放出能量。反应物的总能量与生成物的总能、吸收能量；放出能量。反应物的总能量

14、与生成物的总能量的相对大小。量的相对大小。2、热量；放出。、热量；放出。3、C、H；CO2、H2O。4、放热反应的是，吸热反应的是。放热反应的是，吸热反应的是。5、当物质发生化学反应时，断开反应物中的化学键要吸收、当物质发生化学反应时，断开反应物中的化学键要吸收热量，而形成生成物中的化学键要放出热量。若放出的热热量，而形成生成物中的化学键要放出热量。若放出的热量大于吸收的热量时，该反应是放热反应；若吸收的热量量大于吸收的热量时，该反应是放热反应；若吸收的热量大于放出的热量时，该反应是吸热反应，且吸收的热量由大于放出的热量时，该反应是吸热反应，且吸收的热量由外加热源（如酒精灯）提供，以满足断开反

15、应物化学键所外加热源（如酒精灯）提供，以满足断开反应物化学键所需能量的不足。需能量的不足。6、乙同学的观点正确。、乙同学的观点正确。“加热加热”是反应条件，有些反应是反应条件，有些反应（如燃烧等放热反应）在开始前也需要外界提供能量，以（如燃烧等放热反应）在开始前也需要外界提供能量，以加快分子之间的碰撞次数，只有对其加热使温度升高到一加快分子之间的碰撞次数，只有对其加热使温度升高到一定程度，反应才开始进行；随着反应的进行，其本身放出定程度，反应才开始进行；随着反应的进行，其本身放出的热量能满足自身需要且有剩余，反应后不再加热。而吸的热量能满足自身需要且有剩余，反应后不再加热。而吸热反应必须加热才

16、能进行。热反应必须加热才能进行。7、甲烷燃烧的化学方程式为、甲烷燃烧的化学方程式为CH4+2O2CO2+2H2O;水分水分解的化学方程式为解的化学方程式为2H2O = 2H2+O2。甲烷燃烧放出热甲烷燃烧放出热量是由于形成量是由于形成1mol CO2和和2molH2O分子内化学键释放的分子内化学键释放的总能量高于断开总能量高于断开1mol CH4和和2molO2分子内化学键所吸收分子内化学键所吸收的总能量。水的分解要吸收能量是由于形成的总能量。水的分解要吸收能量是由于形成2molH2和和1mol O2分子内化学键释放的总能量小于断开分子内化学键释放的总能量小于断开2molH2O分分子内化学键所吸收的总能量。子内化学键所吸收的总能量。点燃点燃通电通电