《化学能与热能》PPT课件

化学能与热能化学能与热能新型燃料电池汽车新型燃料电池汽车“神七神七”发射现发射现场场燃气灶燃气灶新型燃料电池汽车“神七”发射现场燃气灶煤、石油和天然气等化石燃料的燃煤、石油和天然气等化石燃料的燃烧所产生的能量以什么形式呈现？烧所产生的能量以什么形式呈现？这些能量从何而来？它与化学物质这些能量从何而来？它与化学物质及化学反应有什么关系？及化学反应有什么关系？学与问学与问化学反应中的能量变化，主要表现为化学反应中的能量变化，主要表现为热量的变化。热量的变化。煤、石油和天然气等化石燃料的燃烧所产生的能量以什么形式呈现？第一节化学能与热能石灰石要石灰石要经过经过高温煅高温煅烧烧才能才能变变成生石灰，高温条件提供的成生石灰，高温条件提供的热热能在石灰石分解反能在石灰石分解反应应中起什么中起什么作用？作用？学与问学与问提供反应进行所需要的能量提供反应进行所需要的能量石灰石要经过高温煅烧才能变成生石灰，高温条件提供的热能在石灰先回顾一下：先回顾一下：从化学键的角度来看，化学反应从化学键的角度来看，化学反应的的实质实质是什么？是什么？化学反应的本质是化学反应的本质是旧化学键的旧化学键的断裂断裂和和新化学键的形成新化学键的形成。先回顾一下：从化学键的角度来看，化学反应 化HHHH+化学键断裂：吸收能量化学键断裂：吸收能量HH+HH化学键形成：放出能量化学键形成：放出能量键能：形成键能：形成1mol化学键释放的能量和断开化学键释放的能量和断开1mol该该化学键所需能量是相同的，称之为化学键所需能量是相同的，称之为键能键能。键能越大，化学键越稳定键能越大，化学键越稳定436kJ/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HHHH+化学键断裂：吸收能量HH+HH化学键形成：放出能量某些键的键能某些键的键能(kJ/mol)键键能能键键能能HH436CH415.0ClCl242.7OH462.8BrBr193.7NH390.8II152.7HCl431.8CC347.7HI298.7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？键能越大键能越大含该键的分子越稳定含该键的分子越稳定化学键越牢固化学键越牢固某些键的键能(kJ/mol)键键能键键能HH436CH4【例例】在在25和和101kPa的条件下，断开的条件下，断开1mol H-H 键键吸收吸收能量能量436kJ，断开，断开1mol Cl-Cl 键键吸收吸收能量能量243kJ，形成，形成1mol H-Cl 键键释放释放能量能量431kJ。判断反应。判断反应 H H2 2+Cl+Cl2 2=2HCl=2HCl 中发生的变化：中发生的变化：（1）断开键时）断开键时吸收吸收的总能量是的总能量是 。（2）形成键时）形成键时放出放出的总能量是的总能量是 。（3）反应过程中）反应过程中 （填（填“吸收吸收”或或“放出放出”）能量）能量 。679kJ679kJ862kJ862kJ放出放出183kJ183kJ以以H2+Cl2=2HCl反应为例：反应为例：【例】在25和101kPa的条件下，断开679kJ862kE（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=2HCl反应为例反应为例：吸收吸收放出放出E反应历程H2+Cl22H+2Cl2HClE=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能量能量E1释放释放能量能量E2反应物反应物生成物生成物当当E吸吸E放放为吸热反应为吸热反应当当E吸吸 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放出能量放出能量分析化学反应：反应物的总能量 生成物的总能量化学反应分析化学反应：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吸收能量化学反应吸收能量吸收能量吸收能量分析化学反应：反应物的总能量 E E生生是放热反应是放热反应是吸热反应是吸热反应结论：结论：E E反反E E生生小结：小结：一个化学反应是放出能量还是吸收能量一个化学反应是放出能量还是吸收能量取决于取决于反应物的总能量反应物的总能量与与生成物的总能量生成物的总能量的相对的相对大小大小.能反应过程0反应物总能量生成物总能量释放能量能反应过程0反应1关于化学键的断裂，下列说法中正确的是关于化学键的断裂，下列说法中正确的是（）A在化学键的断裂过程中，肯定发生了化学反应在化学键的断裂过程中，肯定发生了化学反应B在化学键的断裂过程中，肯定伴随着能量的变化在化学键的断裂过程中，肯定伴随着能量的变化C在化学键的断裂过程中，肯定吸收能量在化学键的断裂过程中，肯定吸收能量D在化学键的断裂过程中，肯定放出能量在化学键的断裂过程中，肯定放出能量BC 课堂练习：1关于化学键的断裂，下列说法中正确的是（练习：已知反应练习：已知反应ABCD为放热反应，为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是（对该反应的下列说法中正确的是（）A.A的能量一定高于的能量一定高于CB.B的能量一定高于的能量一定高于DC.A和和B的总能量一定高于的总能量一定高于C和和D的总能量的总能量D.该反应为放热反应，故不必加热就一定该反应为放热反应，故不必加热就一定 能发生能发生C练习：已知反应ABCD为放热反应，C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什么是化学能？什么是化学能？化学反应中吸收或者释放的能量就叫化学反应中吸收或者释放的能量就叫做化学能做化学能 1.两条基本的自然定律两条基本的自然定律（1）质量守恒定律：质量守恒定律：自然界的物质可以发生转化，自然界的物质可以发生转化，但是总质量保持不变。但是总质量保持不变。（2）能量守恒定律：能量守恒定律：一种能量可以转化为另一种一种能量可以转化为另一种能量，总能量保持不变。能量，总能量保持不变。二、化学能与热能的相互转化什么是化学能？1.两条基本的自然2、吸热反应和放热反应、吸热反应和放热反应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。2、吸热反应和放热反应 化学反应中的能量变化，通常实验实验21现象现象结结 论论产生无色产生无色无味气体，无味气体，溶液温度溶液温度升高升高。反应放出热量，反应放出热量，是放热反应。是放热反应。2Al+6HCl=2AlCl3+3H2 实验21现象结 论产生无色无味气体，实验实验2 2现象现象结论结论有刺激性气味气体产生；玻有刺激性气味气体产生；玻璃片上的水结成冰，玻璃片璃片上的水结成冰，玻璃片与烧杯底被冰粘在了一起；与烧杯底被冰粘在了一起；用手触摸杯壁下部，有凉的用手触摸杯壁下部，有凉的感觉。感觉。Ba(OH)28H2O与与NH4Cl反应的过程吸反应的过程吸收热量。收热量。实验2现象结论有刺激性气味气体产生；玻璃片上的水结成冰，化学反应方程式：化学反应方程式：Ba(OH)28H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3 +10H2O玻璃棒的作用：玻璃棒的作用：搅拌，使混合物充分接触搅拌，使混合物充分接触反应物成糊状的原因反应物成糊状的原因：结冰粘结结冰粘结结论：该反应是结论：该反应是吸热反应吸热反应化学反应方程式：玻璃棒的作用：搅拌，使混合物充分接触反应物成实验酸碱中和反酸碱中和反应中的中的热量量变化化1.在在50ml烧杯中加入杯中加入20ml盐酸，酸，测其温度并其温度并记录；擦；擦净温度温度计，另用量筒量取，另用量筒量取20mlNaOH，测其温度并其温度并记录。2.将将NaOH倾入入烧杯中，杯中，边加加边搅拌。拌。观察反察反应中温度中温度变化。化。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室温室温室温室温1.该反应是该反应是反应，酸碱中和反是反应，酸碱中和反是反应；反应；2.能转化为能转化为能。能。放热放热放热放热化学能化学能热能热能实验酸碱中和反应中的热量变化1.在50ml烧杯中加新概念新概念强强酸与酸与强强碱的稀溶液碱的稀溶液发生中和生中和反反应生成生成1mol H2O时释放的放的热量，叫做量，叫做中和中和热。如果要通过实验来测定盐酸与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、备如何设计并进行实验？请与同学讨论、交流。交流。新概念强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol H2O时释在设计实验装置和操作时应该注意哪些问题？在设计实验装置和操作时应该注意哪些问题？（1）用隔热装置，尽量减少热量散失；）用隔热装置，尽量减少热量散失；（2）酸碱的量要准确：）酸碱的量要准确：nCVa、浓度要越精确越好、浓度要越精确越好b、量体积的容器越精确越好、量体积的容器越精确越好（3）温度计要读准，水银球要）温度计要读准，水银球要全浸在溶液中全浸在溶液中（4）实验操作时动作要快，尽量）实验操作时动作要快，尽量减少热量的损失减少热量的损失（5）多做几次，取平均值）多做几次，取平均值在设计实验装置和操作时应该注意哪些问题？（1）用隔热装置，尽交流与讨论交流与讨论 回回忆忆以以前前所所学学的的知知识识，归归纳纳出出常常见见的的放放热热反反应应有有哪哪些些？常常见见的的吸吸热热反反应应有有哪哪些些？交流与讨论 总结总结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燃烧燃烧中中 和和 反反 应应活泼金属与水或酸的反应活泼金属与水或酸的反应大部分化合反应大部分化合反应物质的缓慢氧化物质的缓慢氧化吸热反应吸热反应Ba(OH)28H2O+NH4Cl大部分分解反应大部分分解反应C+CO2=2CO高温H2+CuO=Cu+H2O C+H2O=CO+H2高温高温总结常见的放热反应和吸热反应放热反应燃烧吸热反应Ba(OH)巩固练习巩固练习 1 1、下列反应中属吸热反应的是、下列反应中属吸热反应的是 A A镁与盐酸反应放出氢气镁与盐酸反应放出氢气 B B氢氧化钠与盐酸的反应氢氧化钠与盐酸的反应 C C硫在空气或氧气中燃烧硫在空气或氧气中燃烧 D DBa(OH)28H2O与与NH4Cl反应反应巩固练习 1、下列反应中属吸热反应的是30巩固练习巩固练习 2 2、下列说法正确的是、下列说法正确的是 A A化学反应除了生成新物质外，还伴随着化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化能量的变化 B B放热反应不需要加热即可发生放热反应不需要加热即可发生 C C需要加热条件的化学反应都是吸热反应需要加热条件的化学反应都是吸热反应 D D1mol硫酸与足量氢氧化钠发生中和反应硫酸与足量氢氧化钠发生中和反应生成水所释放的热量称为中和热。生成水所释放的热量称为中和热。巩固练习 2、下列说法正确的是313 3、下列说法正确的是（、下列说法正确的是（）A.A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 B.B.任何放热反应在常温条件下一定能发生反应任何放热反应在常温条件下一定能发生反应 C.C.反应物和生成物所具有的总能量决定了反应结反应物和生成物所具有的总能量决定了反应结果是放热还是吸热果是放热还是吸热 D.D.吸热反应在一定条件下也能发生反应吸热反应在一定条件下也能发生反应CD3、下列说法正确的是（）CD化学能的应用利用反应产生的热量进行生活、生产和科研。利用热能使很多化学反应得以发生。化学能的应用利用反应产生的热量进行生活、生产和科研。生物体内的能量转化生物体内的能量转化生物体内的能量转化柴草时期柴草时期火的发现至世纪产业革命火的发现至世纪产业革命以树枝杂草为主要能源。通过火（以树枝杂草为主要能源。通过火（燃烧燃烧）的光和热推动了人类文明的进步，的光和热推动了人类文明的进步，使人类告别使人类告别“茹毛饮血茹毛饮血”、采集野果的生活、采集野果的生活烧陶烧陶炼丹炼丹柴草时期烧陶炼丹化石能源时期化石能源时期1818世纪中期至现代世纪中期至现代以煤、石油、天然气为主要能源以煤、石油、天然气为主要能源(仍然是利用仍然是利用燃烧反应燃烧反应所释放的热能所释放的热能)煤的燃烧煤的燃烧气缸中燃料燃烧气缸中燃料燃烧化石能源时期煤的燃烧气缸中燃料燃烧多能源时期多能源时期 这是将会出现这是将会出现的能源利用的的能源利用的新时期。新时期。可再生可再生能源和能源和清洁清洁能源能源（绿色能源）（绿色能源）将成为开发能源将成为开发能源的主力军。的主力军。地热能地热能风能风能潮汐能潮汐能多能源时期地热能风能潮汐能 科学探测表明：全世界的石油大概在科学探测表明：全世界的石油大概在20602060年左右耗尽，天然气年左右耗尽，天然气20602060年用光，煤年用光，煤炭虽是最炭虽是最“丰富丰富”的能源，但最多还能维的能源，但最多还能维持持200200年年新安晚报新安晚报3 3月月3030日报道日报道:截止截止20062006年底年底,我国石油剩余经济可开采储量我国石油剩余经济可开采储量为为20.4320.43亿吨亿吨.天然气剩余经济可开采储量天然气剩余经济可开采储量为为2449024490亿立方米亿立方米.目前，石油储量可采目前，石油储量可采1111年年.sos:能源危机 科学探测表明：全世界的石油大小结1.化学能和热能的相互转化：化学能和热能的相互转化：E（反应物）（反应物）E(生成物生成物)放热反应放热反应释放释放能量能量化学能化学能热能热能E（反应物）（反应物）E(生成物生成物)吸热反应吸热反应贮存贮存能量能量热能热能化学能化学能2.常见的吸热反应，放热反应。常见的吸热反应，放热反应。3.生产生活中化学能和热能的相互转化。生产生活中化学能和热能的相互转化。小结 1.化学能和热能的相互转化：