《化学能与热能》优秀课件ppt.ppt

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1、新课标人教版化学必修新课标人教版化学必修 第二章第一节第二章第一节 化学能与化学能与热能热能 能源是人类赖以生存和发能源是人类赖以生存和发展的物质基础，我们每时每刻、展的物质基础，我们每时每刻、分分秒秒都离不开它。迄今为分分秒秒都离不开它。迄今为止，人类所能利用的能源主要止，人类所能利用的能源主要是化学能、电能、以及核能等是化学能、电能、以及核能等等。但是，由于人类大量开发等。但是，由于人类大量开发和浪费资源，造成了资源的不和浪费资源，造成了资源的不合理利用从而引发了不可回避合理利用从而引发了不可回避的能源危机。的能源危机。能源、材料，信息被称为现代社会发展的能源、材料，信息被称为现代社会发展

2、的三大支柱三大支柱2、化学反应的本质是什么？、化学反应的本质是什么？化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成。键的形成。1、什么是化学键？、什么是化学键？使离子相结合或原子相结合的强烈的作用力。使离子相结合或原子相结合的强烈的作用力。统称为化学键。统称为化学键。第一节第一节 化学能与热能化学能与热能知识回顾知识回顾化学键与化学反应中能量变化的关系化学键与化学反应中能量变化的关系1、化学键的断裂和形成与化学反应中能量的变化、化学键的断裂和形成与化学反应中能量的变化2HHH Cl ClH2 + Cl2 2HCl断开断开1molHH键要吸收键要吸收436k

3、J的能量。的能量。断开断开1molCl Cl键要键要吸收吸收247kJ的能量。的能量。2Cl2HCl形成形成2molH Cl键键要放出要放出2431kJ的的能量。能量。在反应在反应H2 + Cl2 2HCl中，已知中，已知HH 键能为键能为436kJ/mol，ClCl键能为键能为247kJ/mol，HCl键能为键能为431kJ/mol，判断该反应，判断该反应是是 反应反应 放热放热v则则(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：436kJ247kJ683 kJ，v (2)化学键形成时需要释放能量。释放总能量为：化学键形成时需要释放能量。释放总能量为：

4、431kJ431kJ862 kJ，v (3)反应中放出的热量的计算：反应中放出的热量的计算：v862kJ683kJ=179kJ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。1 1、化学反应中能量变化的主要原因是什么？、化学反应中能量变化的主要原因是什么？2 2、化学反应中能量变化与化学键的关系是、化学反应中能量变化与化学键的关系是什么呢？什么呢？化学反应中是吸收能量还是放出能量要看化学反应中是吸收能量还是放出能量要看断键时吸收的能量多还是成键时放出能量断键时吸收的能量多还是成键时放出能量得多。得多。化学反应中能量变化的原因化学反应中能量变化

5、的原因（1）从化学反应的本质角度考虑）从化学反应的本质角度考虑(微观）微观）断键吸收的总能量断键吸收的总能量 成键放出的总能量成键放出的总能量化学反应化学反应放出能量放出能量化学反应化学反应吸收能量吸收能量2molH2和1mol O2生成2mol H2O的能量变化（H与H键能是436KJ/mol，O与O键能是496KJ/mol，H与O键能是463KJ/mol）算一算：算一算：在在101.3kPa101.3kPa，298K298K条件下，断开条件下，断开1molAB1molAB为为A A、B B时过程的时过程的焓变（即能量的变化），称为焓变（即能量的变化），称为A-BA-B键的键的键能键能。通常

6、，键能愈大，键愈牢固，由该键构成的分子通常，键能愈大，键愈牢固，由该键构成的分子也愈稳定也愈稳定, ,该分子本身所具有的能量就愈低。该分子本身所具有的能量就愈低。放出放出484KJ的能量的能量 水由高处向水由高处向低处流要释放能低处流要释放能量（势能转换为量（势能转换为动能）动能）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化学反应放出能量能量（2）从物质总能量的角度考虑（宏观）从物质总能量的角度考虑（宏观） 将水由低处抽将水由低处抽向高处需提供能向高处需提供能量（电能转换为量（电能转换为机械能，再转换机械能，再转换为势能）为势能）分析化学

7、反应分析化学反应： 反应物的总能量反应物的总能量 E生生，（2）若）若E反反 E生生，放出能量放出能量吸收能量吸收能量放热反应放热反应吸热反应吸热反应E反反 = E生生+/- E热热（2）从物质总能量的角度考虑）从物质总能量的角度考虑(宏观）宏观）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断键断键吸收总能量吸收总能量 成键成键放出放出总能量总能量反应物反应物的的总总能量能量 生成物生成物的的总总能量能量反应物反应物的总能量的总能量 生成物生成物的总能量的总能量反应反应放出放出能量能量反应反应吸

8、收吸收能量能量化学反应中能量变化原因化学反应中能量变化原因（1 1）宏观宏观：化学反应中，化学反应中能量变化：化学反应中，化学反应中能量变化主要取决于反应物的总能量和生成物的总能量主要取决于反应物的总能量和生成物的总能量的相对大小。的相对大小。（2 2）微观微观：化学键的断裂和形成是化学反应中：化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。能量变化的主要原因。拓展空间v物质具有的能量与其稳定性之间的关系v1、物质具有的能量越低越稳定，参加反应时，化学键断裂吸收的能量就越多，而如果是通过新键形成而生成该物质，则放出的能量就越多。v2、物质具有的能量高，则其不稳定，参加反应时，化学键断裂吸收的

9、能量低，该物质性质活泼，而形成该物质时，放出的能量就较少。二、化学能与热能的二、化学能与热能的相互转化相互转化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下面我们一起通过实验来认识和感受一下化学验来认识和感受一下化学能与热能的相互转化！能与热能的相互转化！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

10、-3mL2-3mLmol/Lmol/L的的盐酸，再插入用砂纸打磨光的铝条，观盐酸，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的变察现象，并用温度计测量溶液温度的变化。化。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

11、成、有水生成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：中和热：强酸与强碱强酸与强碱发生中和反应生成发生中和反

12、应生成1molH2O时所释放的热量称为中和热时所释放的热量称为中和热2. 2. 下列反应既属于氧化还下列反应既属于氧化还原反应原反应, ,又属于吸热反应的又属于吸热反应的是是 ( )( )A.A.铝片与稀盐酸的反应铝片与稀盐酸的反应B.Ba(OH)B.Ba(OH)2 28H8H2 2O O和和NHNH4 4ClCl的反应的反应C.C.灼热的炭与灼热的炭与COCO2 2的反应的反应D.D.甲烷在氧气中的燃烧反应甲烷在氧气中的燃烧反应C C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所有燃烧所有燃烧中和反应中和反应溶液里的置换溶液里的置换一般的化合反应一般的化合反应 特殊的分解

13、特殊的分解物质的缓慢氧化物质的缓慢氧化吸热反应吸热反应电离电离强碱与铵盐强碱与铵盐一般的分解一般的分解特殊的化合特殊的化合多数铵盐溶于水多数铵盐溶于水三、化学能三、化学能的应用的应用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转化 人体内发生的氧化还原反应与体外的燃烧人体内发生的氧化还原反应与体外的燃烧本质相同，最终产物一样（都是二氧化碳和本质相同，最终产物一样（都是二氧化碳和水），都是放热反应，所放出的能量也相等。水），都是放热反应，所放出的能量也相等。只是

14、二者反应条件不同。只是二者反应条件不同。【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1 1、柴草时期：、柴草时期：以树枝杂草为主要能源以树枝杂草为主要能源2 2、化石能源时期：、化石能源时期：以煤、石油、天然以煤、石油、天然气为主要能源气为主要能源3 3、多能源结构时期：、多能源结构时期：可再生能源、清可再生能源、清洁能源洁能源补充：反应热1、定义：在化学反应过程中放出或吸收的热量符号：H 单位：KJ/molH 0表示吸热反应2、计算方法：反应物的总能量减去生成物

15、的总能量所得的数值3、分类：燃烧热，中和热3、分类：燃烧热，中和热燃烧热 在101KPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量叫做该物质的燃烧热中和热 在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1mol水所释放的热量叫中和热。室温下中和热约为57.3KJ/mol中和反应，燃烧反应均为放热反应1、当物质发生化学反应时，断开反应物中、当物质发生化学反应时，断开反应物中 的化学键要的化学键要 ；而形成生成物中；而形成生成物中 的化学键要的化学键要 。一个化学反应是。一个化学反应是 释放能量还是吸收能量取决于释放能量还是吸收能量取决于 。吸收能量吸收能量放出能量放出能量反应物总能量与生成物总

16、能量的相对大小反应物总能量与生成物总能量的相对大小 课堂练习课堂练习：2、若反应物的总能量、若反应物的总能量生成物的总能量，生成物的总能量， 化学反应化学反应 能量。能量。 若反应物的总能量若反应物的总能量 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 4 4. . 下列说法正确的是下列说法正确的是 ( )( ) A. A. 大多数的化合反应是释放能量的反大多数的化合反应是释放能量的反应应 B. 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 C. 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 D. 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ABAB5 5、指出下列说法的正误、指出下列说法的正误、生物体内进行的缓慢氧化反应是放热反应。、生物体内进行的缓慢氧化反应是放热反应。、化学键断裂吸收的能量越多，化学键越牢固。、化学键断裂吸收的能量越多，化学键越牢固。、植物光合作用吸收太阳能，与化学能无关。、植物光合作用吸收太阳能，与化学能无关。、柴草的燃烧与化学能无关。、柴草的燃烧与化学能无关。、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