《化学能 和热能》优质教学课件

化学：化学能与热能优质教学课件（人教版必修）第二章化学反应与能量第二章化学反应与能量2.1 化学反应与热能化学反应与热能很早以前，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.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.化学反应化学反应提供的能量提供的能量 推动人类社会不推动人类社会不断的进步。断的进步。思考思考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 化学反应化学反应 伴随着热量的放出伴随着热量的放出结论：结论：反应中的能量变化CaCO3 CaO+CO2高温CuO+H2 Cu+H2O加热C+H2O CO +H2高温产生水煤气的反应产生水煤气的反应氢气还原氧化铜氢气还原氧化铜生产生石灰的反应生产生石灰的反应高温加热以上反应需要吸收一定能量，才能发生以上反应需要吸收一定能量，才能发生。注意反应条件注意反应条件现象结论一、化学能与热能的相互转化一、化学能与热能的相互转化分组实验分组实验 1 1：盐酸与铝片的反应：盐酸与铝片的反应 分组分组实验实验 2 2：Ba(OH)Ba(OH)2 2 8H2O与与NH4Cl的的反应反应 现象结论反应放出热量。反应放出热量。反应放出热量。反应放出热量。有气泡放出，温度升高。有气泡放出，温度升高。有气泡放出，温度升高。有气泡放出，温度升高。有刺激性气味，烧杯底部有刺激性气味，烧杯底部有刺激性气味，烧杯底部有刺激性气味，烧杯底部很冷，烧杯下很冷，烧杯下很冷，烧杯下很冷，烧杯下面面面面的玻璃片的玻璃片的玻璃片的玻璃片被冻在一起。被冻在一起。被冻在一起。被冻在一起。反应吸收热量。反应吸收热量。反应吸收热量。反应吸收热量。分组分组实验实验 3 3：酸与碱的中和反应：酸与碱的中和反应 反应物及其用反应物及其用量量酸酸HCl 20mL 1mol/LHNO3 20mL 1mol/L碱碱NaOH 20mL1mol/L KOH 20mL1mol/L 混合前温度混合前温度室温室温室温室温 混合后温度混合后温度 结结 论论 归纳与概括归纳与概括HCl与与NaOH发生中发生中和反应时和反应时放热放热。HNO3与与KOH发生发生中和反应时中和反应时放热放热。强酸和强碱发生反应时放出强酸和强碱发生反应时放出热量热量。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。5、中和热：、中和热：是指酸碱中和反应生成是指酸碱中和反应生成 1mol H2O（液态）（液态）所释放的热量，即放出热量为所释放的热量，即放出热量为57.3kJ 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 2、化学反应化学反应有有新物质生成新物质生成，伴，伴有有能量变化能量变化，常表现为，常表现为热量热量 变化变化(还有光能、电能等还有光能、电能等)。小小 结结放热反应：有热量放出的化学反应放热反应：有热量放出的化学反应吸热反应：有热量吸收的化学反应吸热反应：有热量吸收的化学反应 1、化学反应的过程、化学反应的过程,可以看成是可以看成是能量的能量的“贮存贮存”或或“释放释放”的过程的过程常见的吸热和放热反应常见的吸热和放热反应看看学材学材P27巩固练习：巩固练习：1.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.生石灰生石灰 B.酒精酒精C.固体固体NaCl D.固体固体NaOH2.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反应反应巩固练习：巩固练习：3.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.制备水煤气的反制备水煤气的反应应4、1molBa(OH)2 和和1mol H2SO4反应放反应放出的热量为出的热量为Q，则，则Q为它们的中和热为它们的中和热错错 其中和热为其中和热为1/2 Q例题：例题：1、在同温、同压下，比较下列反、在同温、同压下，比较下列反应放出热量应放出热量Q1、Q2的大小的大小A：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)+Q1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)+Q2分析：反应物的状态，数量和生成物的分析：反应物的状态，数量和生成物的数量都相同，但由于气态水转化为液态数量都相同，但由于气态水转化为液态要放出一定数量的热量要放出一定数量的热量Q2Q1B:S(g)+O2(g)=SO2(g)+Q1 S(S)+O2(g)=SO2(g)+Q2例题：例题：1、在同温、同压下，比较下列反、在同温、同压下，比较下列反应放出热量应放出热量Q1、Q2的大小的大小两式两式数量相同，数量相同，S由固态由固态吸收热量转化为吸收热量转化为气态，在氧化燃烧生成气态，在氧化燃烧生成SO2。其放出热量其放出热量的的总和小于由气态总和小于由气态S直接燃烧所放出的热直接燃烧所放出的热量量C:C(S)+1/2O2(g)=CO(g)+Q1 C(S)+O2(g)=CO2(g)+Q2例题：例题：1、在同温、同压下，比较下、在同温、同压下，比较下列反应放出热量列反应放出热量Q1、Q2的大小的大小固态固态C氧化为氧化为CO，释放出热量释放出热量Q1，CO是气是气体燃料，和体燃料，和O2反应生成反应生成CO2，又释放热量又释放热量Q3，两次释放热量的总和两次释放热量的总和Q1+Q3，等于固态等于固态C氧氧化为气态化为气态CO2释放的热量释放的热量Q2，Q2Q1D:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)+Q1 1/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g)+Q2状态相同，但数量后式仅是前式的一半，释状态相同，但数量后式仅是前式的一半，释放的热量也应是前式的一半，放的热量也应是前式的一半，Q2Q1思考与讨论思考与讨论化学反应伴随着能量变化，有的反应化学反应伴随着能量变化，有的反应放出热放出热量量，有的反应却需要不断的，有的反应却需要不断的加热加热，吸收热量吸收热量反应才能进行。反应才能进行。这是为这是为什么呢？什么呢？这些能量又是如何变化的这些能量又是如何变化的呢？能量从哪来又到哪里呢？能量从哪来又到哪里去了呢？去了呢？二、化学键和化学反应二、化学键和化学反应 中能量变化的关系中能量变化的关系1、化学反应中能量变化与键能的关系、化学反应中能量变化与键能的关系 分子或化合物里的分子或化合物里的原子原子之间之间是通过是通过 相结合的，而化相结合的，而化学键是与能量联系在一起的。学键是与能量联系在一起的。化学键化学键断开旧键断开旧键 吸收能量吸收能量形成新键形成新键 放出能量放出能量H-H=H+H 吸收吸收 436kJ/molH-F=H+F 吸收吸收 565kJ/mol 化学键的化学键的断裂断裂和和形成形成是化学是化学反应中能量变化的主要原因反应中能量变化的主要原因在在25和和101kPa的条件的条件H+H=H-H 放出放出 436kJ/molH+F=H-F 放出放出 565kJ/mol问题问题 如何知道一个反应是如何知道一个反应是吸热还是放热呢？吸热还是放热呢？一个简单的计算：一个简单的计算：在在25和和101kPa的条件下，的条件下，即即：由由1mol的的H2和和1mol的的F2，会会释放释放出出 2 565kJ-436kJ-155kJ=539kJH2+F2 2HF kJF-F F +F 吸收吸收155kJ/molH-H H +H 吸收吸收436kJ/mol吸收还是放吸收还是放出热量？出热量？放出放出539H+F H-F 放出放出565kJ/mol例如例如小结小结2.化学键化学键断裂断裂会会 ，化学键化学键形成形成要要 。1.各种物质储存了各种物质储存了 。4.化学反应过程是旧化学键化学反应过程是旧化学键 和新和新 化学键化学键 ，并伴随能量变化。，并伴随能量变化。3.化学键化学键在断裂（或生成）时在断裂（或生成）时吸收（或释放）的吸收（或释放）的能量能量 。5.反应是吸热还是放热，取决于反应是吸热还是放热，取决于 。化学能化学能释放能量释放能量吸收能量吸收能量不同不同不同不同断裂断裂形成形成反应物的总能量与生成物的总能量的反应物的总能量与生成物的总能量的相相对对大小。大小。若若H2-H10反应反应吸热吸热H2H1H2H1键断裂吸收的能量键断裂吸收的能量HtH2键生成释放的能量键生成释放的能量若若H2-H10反应反应放热放热H1Ht2、各种物质都储存化学能、各种物质都储存化学能不同物质不同物质储有化学能不同储有化学能不同反应物反应物能量能量高高生成物生成物能量能量高高生成物生成物能量能量低低反应物反应物能量能量低低 放出能量放出能量吸收能量吸收能量 放热反应是放热反应是化学能化学能转化为转化为热能热能。吸热反应是吸热反应是热能热能转化为转化为化学能化学能。总结：总结：三、化学反应提供的热能对人类社会意义三、化学反应提供的热能对人类社会意义1.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。2.利用热能使许多化学反应得以发生利用热能使许多化学反应得以发生1、下列说法正确的是（、下列说法正确的是（）A.需要加热方能发生的反应一定是吸热反应需要加热方能发生的反应一定是吸热反应B.放热反应在常温下一定能进行放热反应在常温下一定能进行C.反应是放热还是吸热，必须看反应物和生反应是放热还是吸热，必须看反应物和生 成物所具有的总能量的相对大小成物所具有的总能量的相对大小D.化学反应释放的能量一定是热量化学反应释放的能量一定是热量2、下列燃料中、下列燃料中,不属于化石燃料的是不属于化石燃料的是()A.煤煤 B.石油石油 C.天然气天然气 D.水煤水煤气气DC巩固练习：巩固练习：1、化学反应中，断裂化学键需要、化学反应中，断裂化学键需要 ，形成化学键将，形成化学键将 化学反应是吸收热化学反应是吸收热反应还是放热反应决定于反应还是放热反应决定于 。2、燃料燃烧放出的热量来自于、燃料燃烧放出的热量来自于 ，不同的燃料燃烧时放出的热量不同，其原因不同的燃料燃烧时放出的热量不同，其原因是是 。3、两位同学讨论放热和吸热反应。甲说加、两位同学讨论放热和吸热反应。甲说加热后才能发生的化学反应是吸热反应，乙热后才能发生的化学反应是吸热反应，乙说反应中要持续加热才能进行的反应是吸说反应中要持续加热才能进行的反应是吸热反应。你认为他们的说法正确吗？为什热反应。你认为他们的说法正确吗？为什么？么？4.不同物质不仅组成不同物质不仅组成 、结构、结构 ，所包含的化学能也所包含的化学能也 。5.一个确定的化学反应在发生过程中是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，决定于吸收能量还是放出能量，决定于 。当。当 时，有部分能量释放时，有部分能量释放出来，当出来，当 ，反应物要吸收，反应物要吸收能量，才能转变为声上生成物。能量，才能转变为声上生成物。科学视野科学视野1、生物体中的能量变化、生物体中的能量变化2、人类利用能源的三个阶段、人类利用能源的三个阶段柴草时期。柴草时期。化石燃料的使用推动了工业革命的发展。化石燃料的使用推动了工业革命的发展。多能源结构化学仍是主要角色之一。多能源结构化学仍是主要角色之一。