必修2化学能与热能课件教程文件.ppt

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1、 第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量第一页，共37页。很早以前，人们(rn men)就对化学反应孜孜不倦的探索,究竟化学反应的魅力何在?1.化学反应产生(chnshng)出的许多新物质，可以满足人们的物质生活需要！2.化学反应提供(tgng)的能量 推动人类社会不断的进步。思考2.1 化学能与热能 第二页，共37页。反应(fnyng)中的能量变化白磷(biln)的燃烧氨的燃烧(rnsho)第三页，共37页。反应中常伴随着能量变化，能量的形反应中常伴随着能量变化，能量的形式式(xngsh)有多种，如热能、光能、有多种，如热能、光能、电能、声能等电能、声能等第四页，共37页。第一节第一节

2、化学能和热能化学能和热能(rnng)(rnng)第五页，共37页。你知道你知道(zh do)吗吗?煤、石油、天然气的主要煤、石油、天然气的主要(zhyo)化学化学成分是烃类等有机物（煤中含有大量的碳），成分是烃类等有机物（煤中含有大量的碳），它们燃烧时放出热能。你一定想知道，这种它们燃烧时放出热能。你一定想知道，这种能量从何而来能量从何而来?它与化学物质和化学反应有它与化学物质和化学反应有什么关系？石灰石（主要什么关系？石灰石（主要(zhyo)成分是碳成分是碳酸钙）要经过高温煅烧才能变成生石灰，高酸钙）要经过高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温提供的热能在石灰石的

3、分解反应中起到什么作用？么作用？第六页，共37页。化学反应化学反应(huxu fnyng)(huxu fnyng)的实质是：的实质是：反应物分子内化学键的断裂反应物分子内化学键的断裂 与产物分子中化学键的形成与产物分子中化学键的形成先回顾先回顾(hug)一下：一下：从化学键的角度从化学键的角度(jiod)来看，化学反应来看，化学反应的实质是什么？的实质是什么？第七页，共37页。一、化学键与化学反应中能量一、化学键与化学反应中能量(nngling)变变化的关系化的关系第八页，共37页。HHHH+化学键断裂化学键断裂(dun li)：吸收能量：吸收能量HH+HH化学键形成：放出化学键形成：放出(f

4、n ch)能量能量键键能能：形形成成(xngchng)1 mol化化学学键键释释放放的的能能量量和和断断开开1 mol 该该 化学键所需能量是相同的，称之为键能。化学键所需能量是相同的，称之为键能。键能越大，化学键越稳定键能越大，化学键越稳定436 kJ/mol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第九页，共37页。某些某些(mu xi)键的键能键的键能(kJ/mol)键键键能键能键键键能键能HH436CH415.0ClCl242.7OH462.8BrBr193.7NH390.8II152.7HCl431.8CC347.7HI298.7对于某个确定的化学对于某

5、个确定的化学反应，如何反应，如何(rh)判判断它是放出能量还是断它是放出能量还是吸收能量呢？吸收能量呢？键能越大键能越大含该键的分子含该键的分子(fnz)越越稳定稳定化学键越牢固化学键越牢固第十页，共37页。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 H2+Cl2 =2HCl 反应(fnyng)为例：吸收吸收(xshu)放出放出(fn ch)第十一页，共37页。旧化学键旧化学键 断断 裂裂新化学键新化学键 形形 成成吸收吸收(xshu)能量能量

6、 E1释放释放(shfng)能量能量E2反应物反应物生成物生成物当当E1E2 为吸热反应为吸热反应当当E1 生成物总生成物总能量能量(nngling)是放热反应是放热反应(fn r fn yng)反应物总能量反应物总能量(nngling)生成物生成物总能量总能量(nngling)是吸热反应是吸热反应结论：结论：第十四页，共37页。（1 1）宏宏观观：化化学学反反应应中中，化化学学反反应应中中能能量量变变化化主主要要(zhyo)(zhyo)取取决决于于反反应应物物的的总总能能量量和和生生成成物物的总能量的相对大小。的总能量的相对大小。（2 2）微微观观：化化学学键键的的断断裂裂和和形形成成是是化

7、化学学反反应应中中能量变化的主要能量变化的主要(zhyo)(zhyo)原因。原因。断键吸收总能量断键吸收总能量(nngling)成键放出总能量成键放出总能量(nngling)反应物的反应物的总总能量能量 生成物的生成物的总总能量能量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反应反应放出放出能量能量反应反应吸收吸收能量能量2、化学反应中能量变化、化学反应中能量变化遵循能量守恒定律遵循能量守恒定律1、化学反应中能量变化原因、化学反应中能量变化原因小结小结第十五页，共37页。1.下列说法中不正确下列说法中不正确(zhngqu)的是的是()A.任何化学反应都伴有能量变化任何化学反应都伴

8、有能量变化 B.化学反应中的能量变化都表现为热能的变化化学反应中的能量变化都表现为热能的变化C.反反应应物物的的总总能能量量高高于于生生成成物物的的总总能能量量时时，化学反应放出能量化学反应放出能量D.反反应应物物的的总总能能量量低低于于生生成成物物的的总总能能量量时时，化学反应吸收能量化学反应吸收能量B第十六页，共37页。2、已知、已知1 g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量(nngling)121 kJ，且氧气中，且氧气中1 mol O=O键完全键完全断裂时需要吸收能量断裂时需要吸收能量(nngling)496 kJ，水蒸气，水蒸气中中1 mol HO键形成时

9、放出能量键形成时放出能量(nngling)463 kJ，则氢气中，则氢气中1 mol HH键断裂时吸收能量键断裂时吸收能量(nngling)为为()A920 kJ B557 kJC436 kJ D188 kJ第十七页，共37页。3.已已知知反反应应:X+Y=M+N 放放出出能能量量，对对该该反反应应的下列说法中正确的下列说法中正确(zhngqu)的是的是()X的能量一定高于的能量一定高于M Y的能量一定高于的能量一定高于NC.X和和Y的总能量一定高于的总能量一定高于M和和N的总能量的总能量D.因为该反应为放出能量，故反应不必加热因为该反应为放出能量，故反应不必加热C第十八页，共37页。4金刚石

10、和石墨都是碳的单质，石墨在一定金刚石和石墨都是碳的单质，石墨在一定条件下可以转条件下可以转 化为金刚石。已知化为金刚石。已知12g石墨完石墨完全转化为金刚石时，要吸收全转化为金刚石时，要吸收EkJ的能量的能量(nngling)，下列说法正确的是（，下列说法正确的是（）A.金刚石与石墨互为同位素金刚石与石墨互为同位素B.石墨不如金刚石稳定石墨不如金刚石稳定C.金刚石不如石墨稳定金刚石不如石墨稳定D.等质量的石墨与金刚石完全燃烧，石墨放出等质量的石墨与金刚石完全燃烧，石墨放出的能量的能量(nngling)多多C第十九页，共37页。二、化学能与热能(rnng)的互相转化：化学反应化学反应(huxu

11、fnyng)中的能中的能量变化，通常表量变化，通常表现为现为 的变化的变化吸热或放热吸热或放热热量热量(rling)第二十页，共37页。1、实验、实验(shyn)探究探究化学能与热能(rnng)的互相转化第二十一页，共37页。化学能和热能可以相互(xingh)转化质量(zhling)守恒定律能量守恒定律两个(lin)定律第二十二页，共37页。实验实验(shyn)2-1：铝与盐酸反应铝与盐酸反应实验实验现象现象触摸到触摸到看到看到温度计温度计将铝条加入到将铝条加入到HClHCl溶液中溶液中结论和化学方程式结论和化学方程式烧杯烧杯(shobi)(shobi)壁壁发烫发烫有大量有大量(dling)(

12、dling)气体放出气体放出该反应为该反应为放热反应放热反应 2Al+6HCl=2AlCl2Al+6HCl=2AlCl3 3+3H+3H2 2温度升高第二十三页，共37页。实验实验2 2、测量、测量Ba(OH)28H2OBa(OH)28H2O与与NH4ClNH4Cl反应中的能量反应中的能量(nngling)(nngling)变化变化实验步骤实验步骤实验现象实验现象结论结论将晶体混合后将晶体混合后立刻用玻璃棒立刻用玻璃棒快速搅拌快速搅拌手触摸烧杯下部手触摸烧杯下部用手拿起烧杯用手拿起烧杯反应完观察反应完观察反应方程式反应方程式有刺激性气味的气体有刺激性气味的气体产生，该气体能使湿产生，该气体能使

13、湿润红色润红色(hngs)石蕊石蕊试纸变蓝试纸变蓝有有NH3生成生成(shn chn)烧杯变冷烧杯变冷反应吸热反应吸热烧杯下带有水滴烧杯下带有水滴的玻璃片粘到烧的玻璃片粘到烧杯底部杯底部反应吸收热量使体反应吸收热量使体系温度降低，使水系温度降低，使水结成冰结成冰混合物成糊状混合物成糊状有水生成有水生成Ba(OH)Ba(OH)2 2 8 H8 H2 2O+2 NHO+2 NH4 4Cl Cl =BaCl =BaCl2 2+2 NH+2 NH3 3+10 H+10 H2 2O O第二十四页，共37页。溶液溶液(rngy)的的 温度升高温度升高中和反应中和反应(fnyng)为放热反应为放热反应(fn

14、yng)H+OH-=H2O第二十五页，共37页。在大烧杯底部垫泡沫塑料在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条（或纸条(zh tio)(zh tio)），使放入的小烧杯），使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条沫塑料（或纸条(zh tio)(zh tio)），大烧杯上），大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）作用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间开两个小孔，盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，以达到保温、隔热、棒通过，以达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目减

15、少实验过程中热量损失的目的，如上图所示。该实验也可的，如上图所示。该实验也可在保温杯中进行。在保温杯中进行。第二十六页，共37页。思考(sko)与交流测量(cling)中和反应热应该注意哪些问题？1、保温隔热的效果、保温隔热的效果(xiogu)一定要好。一定要好。2、酸碱浓度要准确。、酸碱浓度要准确。3、温度计要读准，水银球要全浸在、温度计要读准，水银球要全浸在4、实验操作时动作要快，以尽量、实验操作时动作要快，以尽量溶液中，且要稳定一段时间再读。溶液中，且要稳定一段时间再读。减少热量的散失。减少热量的散失。第二十七页，共37页。中和热：是指在稀溶液中，酸碱中和反应生成 1mol H2O（液态

16、(yti)）所释放的热量。放出热量为57.3kJ第二十八页，共37页。1L1mol/L的硫酸溶液(rngy)与2L2mol/L的NaOH溶液(rngy)完全反应，放出114.6KJ的热量，有人由此得出强酸与强碱反应的中和热为114.6KJ/mol。这种结论是否正确，为什么？第二十九页，共37页。2、常见、常见(chn jin)的放热反应的放热反应和吸热反应和吸热反应放热反应放热反应(fn r fn yng)所有所有(suyu)的燃烧反的燃烧反应应中中 和和 反反 应应金金 属属 与与 酸酸物质缓慢氧化物质缓慢氧化多数化合反应多数化合反应铝热反应铝热反应吸热反应吸热反应C(s)+CO2(g)=2

17、CO(g)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)Ba(OH)2.8H2O+NH4Cl多数分解反应多数分解反应第三十页，共37页。5 5、下列、下列(xili)(xili)说法正确的是（说法正确的是（）A A需要加热的化学反应都是吸热反应需要加热的化学反应都是吸热反应 B B中和反应都是吸热反应中和反应都是吸热反应C C电池是将化学能转化为电能的一种装置电池是将化学能转化为电能的一种装置 D D水力发电是将化学能转化为电能的过程水力发电是将化学能转化为电能的过程6 6、已知反应物的总能量高于产物的总能量，、已知反应物的总能量高于产物的总能量，则反应是（则反应是（）A.A.放热反应放热反应

18、 B.B.吸热反应吸热反应 C.C.有催化剂作用有催化剂作用 D.D.无法判断无法判断CA第三十一页，共37页。7.7.下列反应中，属于吸热反应的是（下列反应中，属于吸热反应的是（）A.A.活泼金属跟酸反应活泼金属跟酸反应 B.B.制造水煤气制造水煤气 C.C.酸碱中和反应酸碱中和反应 D.D.镁条燃烧镁条燃烧8 8、下列反应既属于氧化、下列反应既属于氧化(ynghu)(ynghu)还原反应，又还原反应，又是吸热是吸热反应的是（反应的是（）A.A.铝片与稀盐酸的反应铝片与稀盐酸的反应 B.Ba(OH)28H2OB.Ba(OH)28H2O与与NH4ClNH4Cl的反应的反应C.C.灼热的炭与灼热

19、的炭与CO2CO2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BC第三十二页，共37页。9 9、在、在25 25，101 kPa101 kPa下，下，1 mol1 mol的白磷（化学式为的白磷（化学式为P4P4）完全燃）完全燃烧放出的热量比烧放出的热量比4 mol4 mol的红磷（化学式为的红磷（化学式为P P）完全燃烧放出的热）完全燃烧放出的热量多。反应方程式分别为：量多。反应方程式分别为：P4(s)+5O2(g)=P4O10(s)P4(s)+5O2(g)=P4O10(s)；4P(s)+5O2(g)=P4O10(s)4P(s)+5O2(g)=P4O10(s)由此判断，下

20、列说法由此判断，下列说法(shuf)(shuf)正确的是（正确的是（）A.A.由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时红磷能量比白磷高由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时红磷能量比白磷高B.B.由红磷转化为白磷是放热反应，等质量时红磷能量比白磷低由红磷转化为白磷是放热反应，等质量时红磷能量比白磷低C.C.由红磷转化为白磷是放热反应，等质量时红磷能量比白磷高由红磷转化为白磷是放热反应，等质量时红磷能量比白磷高D.D.由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时红磷能量比白磷低由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时红磷能量比白磷低D第三十三页，共37页。三、化学能的应用(yngyng)利用热量进行生活、生产和科研(k yn)。利用热能使很多化学反应得以发生。第三十四页，共37页。科学科学(kxu)视野视野太阳能与人类太阳能与人类(rnli)生存生存第三十五页，共37页。科学科学(kxu)视野视野社会社会(shhu)发展与能源利用发展与能源利用第三十六页，共37页。科学科学(kxu)视野视野能源能源(nngyun)利用的三个时期利用的三个时期第三十七页，共37页。