《化学能与热能》(课件).ppt

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1、第一节第一节 化学能与热能化学能与热能第一节第一节 化学能与热能化学能与热能第二章第二章 化学反应与能量变化化学反应与能量变化很早以前，人们就对化学反应孜孜不很早以前，人们就对化学反应孜孜不倦的探索倦的探索,究竟化学反应的魅力何在究竟化学反应的魅力何在?1.1.化学反应产生出的许多化学反应产生出的许多新物质新物质，可以，可以满足人们的物质生活需要！满足人们的物质生活需要！2.2.化学反应化学反应提供的能量提供的能量 推动人类推动人类社会不断的进步。社会不断的进步。思思 考考 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

2、交流】物质发生化学反应的同时还伴物质发生化学反应的同时还伴随着能量的变化，而这种能量随着能量的变化，而这种能量变化又通常表现为热能变化。变化又通常表现为热能变化。反应中的能量变化反应中的能量变化白磷的燃烧白磷的燃烧氨的燃烧氨的燃烧第一节第一节 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 1、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，用化学以氢气在氯气中燃烧为例，用化学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。第一节第一节 化学能与热能化学能与热能H Cl ：Cl H H2 +Cl2 =2HClHH

3、 Cl ClHCl断断开开断断开开点燃点燃 一个化学反应的过程，本质上就是一个化学反应的过程，本质上就是旧化学键旧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。形形成成第一节第一节 化学能与热能化学能与热能H2 +Cl2 =2HClHH Cl ClHCl吸吸收收能能量量断断开开断断开开吸吸收收能能量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化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。量变化的主要原因。第一节第一节 化学能与热能化学能与热能H Cl ：Cl H 如：如：在在25和和101kPa的条件的条件断开旧键断开旧键 吸收能量吸收能量形成新键形成新

4、键 放出能量放出能量断开断开HH键要吸收能量键要吸收能量436kJ。形成形成HH键要放出能量键要放出能量436kJ。第一节第一节 化学能与热能化学能与热能【思考与交流】在化学反应中，随着物质的变化，既在化学反应中，随着物质的变化，既有反应物中化学键的断裂，又有生成物中有反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。那化学键的形成，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么，一个化学反应吸收能量还是放出能量是由什么决定的呢？是由什么决定的呢？2 2、一个化学反应吸收能量还是放出能、一个化学反应吸收能量还是放出能量的决定因素量的决定因素（势能转换为动能）（势

5、能转换为动能）第一节第一节 化学能与热能化学能与热能（1）从物质总能量的角度分析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生生若若E反反 E生生，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第一节第一节 化学能与热能化学能与热能（2）从化学键的角度分析一个化学反应一个化学反应是是吸收能量还是吸收能量还是放出能放出能量量取决于取决于旧键断裂所需总能量与新键旧键断裂所需总能量与新键形成所需总能量的相对大小。形成所需总能量的相对大小。第一节第一节 化学能与热能化学能与热能若若E2-E1 0反应吸反应吸热热E2E1E2E1键断裂吸

6、收的能量键断裂吸收的能量EtE2键生成释放的能量键生成释放的能量若若E2-E1 0反应放反应放热热E1Et图图 示示 甲烷燃烧要放出热量，水的分解要吸收能量，甲烷燃烧要放出热量，水的分解要吸收能量，试从化学键变化的角度分析其原因？试从化学键变化的角度分析其原因？解析：形成解析：形成4molH4molHO O键和键和2molC2molCO O键释放的能量键释放的能量 比断裂比断裂4molC4molCH H键和键和2molO2molOO O键所吸键所吸 收的能量高，因此放出热量。收的能量高，因此放出热量。断裂断裂4molH4molHO O键所吸收的能量比形成键所吸收的能量比形成2mol2mol H

7、 HH H键和键和1molO1molOO O键放出的能量高，因此键放出的能量高，因此 要吸收能量。要吸收能量。练练 习习质量守恒定律：质量守恒定律：自然界的物质发生转化时总质量不变自然界的物质发生转化时总质量不变能量守恒定律：能量守恒定律：一种能量可以转化为另一种能量，但一种能量可以转化为另一种能量，但是体系包含的总能量保持不变。是体系包含的总能量保持不变。1.1.两条基本的自然定律：两条基本的自然定律：二、化学能与热能的相互转化二、化学能与热能的相互转化2.2.化学反应中的能量变化，通常表现为热量化学反应中的能量变化，通常表现为热量的变化的变化吸热或放热吸热或放热。3.3.吸热反应与放热反应

8、吸热反应与放热反应（1）放热反应放热反应（2）吸热反应吸热反应有热量放出的化学反应叫做有热量放出的化学反应叫做放热反应放热反应把吸收热量的化学反应叫做把吸收热量的化学反应叫做吸热反应吸热反应二、化学能与热能的相互转化二、化学能与热能的相互转化 怎样设计实验来了解反应中的热量怎样设计实验来了解反应中的热量变化情况？变化情况？下面我们来认识和感受一下化学能下面我们来认识和感受一下化学能与热能的相互转化！与热能的相互转化！实验探究实验实验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23mLmol/L的盐酸，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化。实验视频现象现象

9、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，温度升高该反应是该反应是放热反应放热反应2Al+6HCl=2AlCl3+3H2化学反应方程式：化学反应方程式：实验探究实验实验22：Ba(OH)28H2O与与NH4Cl的反应的反应实验视频现象：现象：1 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 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 3、有水生成、有水生成结论：该反应是结论：该反应是吸热反应吸热反应Ba(OH)2 8H2O+2NH4ClBaCl2+2NH3+10H2O 盐酸温度盐酸温度NaOH溶液温度溶液温度中和反

10、应后温度中和反应后温度 盐酸与氢氧化钠溶液反应，观察反应盐酸与氢氧化钠溶液反应，观察反应中溶液温度的变化。中溶液温度的变化。实验视频反应后温度升高反应后温度升高室温室温室温室温结论：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1molH2O（液态）（液态）时，所释放的热量称为中和热。时，所释放的热量称为中和热。实验结论【思考与交流【思考与交流】酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量称为中和热。如果要通过实验来测定盐酸与氢氧化钠反应的中和热，你认为在设计实验装置和操作时应该注意哪些问题？你准备如何设

11、计并进行实验？请与同学讨论、交流。思考与交流思考与交流测量中和反应热应该注意哪些问题？测量中和反应热应该注意哪些问题？1、保温隔热的效果一定要好。、保温隔热的效果一定要好。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，水银球要全浸在溶液中，溶液中，且要稳定一段时间再读。且要稳定一段时间再读。4、实验操作时动作要快，以尽量、实验操作时动作要快，以尽量减少热量减少热量的散失。的散失。5 5、多做几次，取平均值。、多做几次，取平均值。Al、Mg与与HCl的反应，的反应，酸碱中和反应酸碱中和反应 放出热量放出热量 Ba（OH）2 8H2ONH4Cl晶体反应。晶体

12、反应。吸收热量吸收热量1.化学反应化学反应归纳与整理归纳与整理化学能和热能可以相互转化化学能和热能可以相互转化质量守恒定律质量守恒定律能量守恒定律能量守恒定律2.两个定律两个定律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+COC+CO2 2C+HC+H2 2O OH H2 2+CuO+CuOBa(OH)Ba(OH)2 28H8H2 2O+NHO+NH4 4ClClFe+HFe

13、+H2 2O O（g g）大部分分解反应大部分分解反应 2、化学反应有新物质生成，伴有能、化学反应有新物质生成，伴有能量变化，常表现为热量量变化，常表现为热量 变化变化(还有光能、还有光能、电能等电能等)。1、化学反应的过程、化学反应的过程,可以看成是能量可以看成是能量的的“贮存贮存”或或“释放释放”的过程。的过程。3 3、化学反应中能量守恒。、化学反应中能量守恒。小小 结结三、化学能的应用三、化学能的应用利用热量进行生活、生产和科研。利用热量进行生活、生产和科研。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：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

14、与体外的燃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（都是二氧化碳烧本质相同，最终产物一样（都是二氧化碳和水），都是放热反应，所放出的能量也相和水），都是放热反应，所放出的能量也相等。只是二者反应条件不同。等。只是二者反应条件不同。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。科学视野科学视野科学视野科学视野社会发展与能源利用人类利用能源的三个阶段人类利用能源的三个阶段中国古代制陶图中国古代制陶图柴草时期柴草时期化石能源时期化石能源时期人类利用能源的三个阶段人类利用能源的三个阶段人类利用能源的三个阶段人类利用能源的三个阶段多能源

15、结构时期多能源结构时期小 结能量变化化学能转化为热能放热反应吸热反应类型反应物的总能量大于生成物的总能量反应物的总能量小于生成物的总能量遵循能量守恒原理能量利用燃料充分燃烧新能源的开发减少污染随堂练习随堂练习1 1、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应大多数的化合反应是释放能量的反应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AB2、下列物质加入水中显著放热的是：、下列物质加入水中显著放热的是：A.生石灰生石

16、灰 B.酒精酒精C.固体固体NaCl D.固体固体NaOH3、下列反应中既属于氧化还原反应同时又、下列反应中既属于氧化还原反应同时又是吸热反应的是：是吸热反应的是：A.Ba(OH)2 8H2O与与NH4Cl反应反应B.镁与稀盐酸镁与稀盐酸 C.灼热的炭与灼热的炭与CO2D.甲烷与甲烷与O2反应反应随堂练习随堂练习4、下列反应属于放热反应的是、下列反应属于放热反应的是:A.NaOH与与HCl反应反应 B.C和和CO2共热共热C.碳酸钙的分解碳酸钙的分解 D.制备水煤气的反应制备水煤气的反应5、1molBa(OH)2 和和1mol H2SO4反应放出的反应放出的热量为热量为Q，则，则Q为它们的中和热为它们的中和热错错随堂练习随堂练习