第一节 化学能与热能3课时(OK)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章 化学反应与能量,第一节 化学能与热能,1,能源与人类,人类文明始于用火-热能,！,能源是人类赖以生存和发展的物质基础，是现代物质文明的原动力。,人类所能利用的能源主要是,太阳能、化学能、核能,等等。,人类不合理的开发和利用能源，引发了不可回避的能源危机,！,2,核电站,人类对能源的利用,煤,石油,3,能源危机中国成为世界第二大能源消费国,央视国际消息，中国能源消费总量已经位居世界第二，约占世界能源消费总量的11%。 2003年，中国能源消费总量为16.8亿吨标准煤。其中煤炭占67.1%，原油占22.7%，天然气占2.8%，可再生能源占7.3%。 目前中国面临着常规能源资源约束、过分依赖煤炭,污染严重、能源利用效率低等问题。中国每吨标准煤的产出效率仅相当于日本的10.3%、欧盟的16.8%。中国石油、天然气资源短缺，需要充分利用国内外两种资源、两个市场，在做好石油节约与替代的同时，走出国门，积极参与世界油气市场的开发与资源分享，扩大能源对外贸易和投资。,4,5,1.探究化学反应中能量变化的主要原因,分析：物质中的原子之间是通过_相结合的。化学反应的实质是_的化学键的断裂、_的化学键的形成的过程。当物质发生反应时，断开反应物中的化学键要_能量，而形成生成物的化学键要_能量。,如：2HH-H_436 kJ能量 H-H2H_436 kJ能量,C-HC+H_415kJ能量 CH,4,C+4H _kJ能量,结论：化学反应中能量变化的主要原因是：_,_,化学键,旧,新,吸收,放出,吸收,吸收,放出,吸收1660,化学键的断裂和形成,6,反应物,生成物,旧化学键断裂,新化学键形成,吸收 能量E,1,释放 能量E,2,当E,1,E,2,时， _能量,当E,2,E,1,时， _能量,化学反应,吸收,释放,7,H , Cl,：,Cl,H,H,2,+ Cl,2,= 2HCl,HH,Cl Cl,HCl,吸收能量,断开,断开,吸收能量,形成,放出能量,点燃,化学键的断裂和形成,是化学反应中能量变化的主要原因。,一个化学反应的的过程，,本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。,8,在25和101kPa的条件下，,1molH,2,分子中的化学键断裂时需要吸收436kJ的能量，,1molCl,2,分子中的化学键断裂时需要吸243kJ能量，,形成1molHCl分子中的化学键时要放出431kJ能量。,判断,H,2,(g)+ Cl,2,(g) = 2HCl(g),反应是_反应,【,分析,】,断键需要吸收的总能量是:,436kJ+243kJ=679kJ,形成新键放出的总能量是:,2431kJ=862kJ,该反应,放出,的能量是:,862kJ - 679kJ=183kJ,放热,9,2.探究化学反应中能量变化的根本原因,（1）一个确定的化学反应完成后的结果是吸收能量还是放出能量，决定于_和_相对大小（即化学反应中能量变化的根本原因是_,_）。,吸热反应：反应物的总能量_生成物的总能量,放热反应：反应物的总能量_生成物的总能量,反应物的总能量,生成物的总能量,反应物的总能量和生成物的总能量相对大小,10,分析化学反应：,_能量,_能量,放出,吸收,11,1.已知反应ABCD为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是( ）,A、A的能量一定高于C,B、B的能量一定高于D,C、A和B的总能量一定高于C和D的总能量,D、该反应为放热反应，故不必加热就一定能发生,C,判断：（1）需要加热的反应不一定是吸热反应,（2）不需要加热的反应不一定是放热反应,原因是：,一个反应是吸热或放热与反应条件没有直接联系，取决于反应物与生成物的总能量的相对大小。,12,能量,反应过程,反应过程,反应物,生成物,能量,反应物,生成物,_能量,_能量,吸收,放出,13,（2）以能量为纵坐标，画出吸热反应和放热反应的简单示意图,14,1、(双选)下列说法正确的是（ ）,A含有离子键的化合物必是离子化合物,B含有共价键的化合物就是共价化合物,C共价化合物可能含离子键,D离子化合物中可能含有共价键,2、（单选）已知X,+,、Y,2+,、Z,-,、W,2-,四种离子均具有相同的电子层结构。下列关于X、Y、Z、W四种元素的描述，不正确的是（ ）,A.原子半径：XYZ,W,B.原子序数：YXZW,C.原子最外层电子数：,ZW,YX,D.金属性：XY,AD,A,15,1、下列变化吸收能量的是（ ）,AHHH,2,BHClHCl,CCH,4,C4H DNaCl NaCl,BC,16,2.已知反应物的总能量高于产物的总能量，则反应是 ( ),A.放热反应 B.吸热反应,C.有催化剂作用 D.无法判断,3.能量越低，物质越稳定。反应：石墨金刚石是吸热反应，由此可知 ( ),A.石墨比金刚石更稳定 B.石墨和金刚石可以相互转化,C.金刚石比石墨更稳定 D.石墨和金刚石不能互相转化,A,AB,同位素,同素异形体,概念,举例,相互转化,质子数相同，中子数不同的原子(核素),由同一种元素组成的不同单质,如： O,2,和O,3,金刚石和石墨,如：,12,C和,13,C,H、 D、 T,不能,能,如： 3O,2,2O,3,17,3.探究化学反应的特征,课本P32的思考与交流,结论：化学反应的基本特征是有_生成，同时伴随有_变化。,新物质,能量,(双选)下列说法正确的是 ( ),A.物质发生化学反应一般都伴随着能量的变化,B.伴有能量的变化都是化学变化,C.在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量与生成物的总能量一定不同,D.在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量总是总是高于生成物的总能量,AC,18,第2课时 化学能与热能的相互转化,课堂探究案,1.化学反应中必须遵循的两条基本的自然定律,(1)质量守恒定律：自然界的物质发生转化时，_不变。,(2)能量守恒定律：一种形式的能量可以转化为另一种形式的能量，但是体系包含的_不变。,化学反应中的能量变化，通常主要表现为_的变化-_热或者_热,总质量,总能量,热量,吸,放,吸收,放出,19,化学反应中的能量变化示意图,反应物的总能量高,生成物的总能量低,_能量,生成物的总能量高,_能量,反应物的总能量低,反应物的总能量=生成物的总能量+_,生成物的总能量=反应物的总能量+_,放出的能量,吸收的能量,吸收,放出,20,7北京奥运会开幕式在李宁点燃鸟巢火炬时达到高潮。奥运火炬采用的是环保型燃料丙烷，其燃烧时发生反应的化学方程式为C,3,H,8,5O,2,3CO,2,4H,2,O。下列说法中不正确的是(),A火炬燃烧时化学能只转化为热能,B所有的燃烧反应都会释放热量,C1 mol C,3,H,8,和5 mol O,2,所具有的总能量大于3 mol CO,2,和4 mol H,2,O所具有的总能量,D丙烷完全燃烧的产物对环境无污染，故丙烷为环保型燃料,A,21,实验2-1 铝片与盐酸的反应,现象,结论,铝条表面有气泡产生，溶液温度升高,1.该反应是放热反应,2Al6HCl=2AlCl,3,3H,2,2.化学能转化为热能释放出来,2.热能转化为化学能储存起来,化学方程式,实验22 ：Ba(OH),2,8H,2,O与NH,4,Cl的反应,现象,结论,1.该反应是吸热反应,1.有刺激性气味的气体产生,2.玻璃片与烧杯粘在一起,3.混合物成糊状,化学方程式,Ba(OH),2, 8H,2,O+ 2NH,4,ClBaCl,2,+2NH,3,+10H,2,O,22,盐酸温度/,NaOH溶液温度/ ,中和反应后温度/ ,结论：,H,+,+ OH,= H,2,O,盐酸与氢氧化钠溶液反应，观察反应中溶液温度的变化。,20,20,23.5,离子方程式：,中和热的概念：,在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成_,_称为中和热，单位为kJmol,1,。,1 molH,2,O,时所释放的热量,盐酸与氢氧化钠溶液发生的,中和反应是放热反应。,23,2.化学反应的过程,可以看成是能量的_或_的过程,“贮存”,“释放”,通过上述实验可知：,1.化学反应的基本特征是有_生成，同时伴随有_变化。,新物质,能量,24,4.中和热,在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成_称为中和热，单位为kJmol,1,。,5化学能与热能相互转化的应用,(1)化学物质中的_通过反应转化成_，是人类生存和发展的动力之源。,(2)_转化成_是人们进行化学科学研究，创造新物质不可或缺的条件和途径。,1 molH2O时所,释放的热量,化学能,热能,热能,化学能,25,6人类利用能源的三个阶段,(1)柴草时期,该时期从火的发现至18世纪产业革命，以树枝杂草为主要能源。,(2)化石能源时期,从18世纪中期到现代，以_为主要能源。,(3)多能源结构时期,以_能源和_能源(绿色能源)为主要能源，主要包括_、生物质能、地壳地表能等。,煤、石油、天然气,可再生,清洁,太阳能、氢能、核能,26,放热反应和吸热反应的比较。,类型,比较,放热反应,吸热反应,定义,有热量_的化学反应,_热量的化学反应,形成原因,反应物具有的总能量_生成物具有的总能量,反应物具有的总能量_生成物具有的总能量,与化学键强弱的关系,生成物分子成键时释放出的总能量_反应物分子断裂时吸收的总能量,生成物分子成键时释放出的总能量_反应物分子断裂时吸收的总能量,能量变化图,放出,吸收,小于,大于,大于,小于,27,（,1,）所有燃烧反应 （,2,）中和反应,（,3,）大多数化合反应 （,4,）活泼金属跟水或酸反应,（,5,）物质的缓慢氧化,（1）大多数分解反应,（2）C+CO,2,=2CO,C+ H,2,O=CO+H,2,Ba(OH),2,8H,2,O+2NH,4,Cl = BaCl,2,+2NH,3,H,2,O + 8H,2,O,常见的吸热反应：,常见的放热反应：,28,特别关注：,1.吸热反应和放热反应_是化学反应。,2.有放热或吸热过程，_定属于化学反应；（如,NaOH固体溶于水、浓H,2,SO,4,溶于水，属于,放热过程，不属于放热反应。,NH,4,NO,3,固体溶于水，升华、蒸发、分子形成原子等属于,吸热过程，不属于吸热反应。,均,不一定,3. 一个反应是吸热或放热与反应条件_直接联系，取决于_。,（1）需要加热的反应_定是吸热反应,（2）不需要加热的反应_定是放热反应,没有,反应物与生成物的总能量的相对大小,不一,不一,29,AB,1. 下列说法正确的是 ( ),A. 大多数的化合反应是释放能量的反应,B. 大多数分解反应是吸收能量的反应,C. 释放能量的反应都不需要加热,D. 吸收能量的反应都需要加热,判断：（1）需要加热的反应不一定是吸热反应,（2）不需要加热的反应不一定是放热反应,原因是：,一个反应是吸热或放热与反应条件没有直接联系，取决于反应物与生成物的总能量的相对大小。,30,下列反应既属于氧化还原反应,又是吸热反应的是( ),A.铝片与稀盐酸的反应.,B.Ba(OH),2,8H,2,O与NH,4,Cl的反应.,C.灼热的碳与CO,2,的反应 D.甲烷在氧气中的燃烧反应,C,（1）大多数分解反应,（2）C+CO,2,=2CO,C+ H,2,O=CO+H,2,Ba(OH),2,8H,2,O+2NH,4,Cl = BaCl,2,+2NH,3,H,2,O + 8H,2,O,常见的吸热反应：,31,稀盐酸,铝片,探究判断铝与盐酸反应是放热反应的方法：,实验现象,结论,用手触摸试管外壁,用温度计测反应前后的温度,1.铝与盐酸反应的,实验现象：_,产生气泡，铝逐渐溶解,手感发热,溶液温度升高,该反应是放热反应,该反应是放热反应,32,2.,如图所示，把试管放入盛有25C时饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管滴入5ml盐酸于试管中,烧杯中溶液的现象是：_,溶液变浑浊,结论：_,该反应是放热反应,稀盐酸,铝片,3.,U型细玻璃管中可观察到的液面,现象是：_,铝片,结论：_,该反应是放热反应,左低右高,上述实验说明：铝片和盐酸的总能量_氯化铝溶液和氢气的总能量,大于,33,写元素符号,A_、,B,_,、C,_,、D,_,、,E_、F_、G_、H_、,R,_,K,Cl,F,P,N,C,Al,Na,Ar,Si,34,A,A,A,A,A,A,A,0,1,A,2,D,E,G,3,B,C,J,F,H,I,写元素符号,A_、,B,_,、C,_,、D,_,、,E_、F_、G_、H_、,I,_、,J,_,H,Cl,F,P,N,C,Al,Na,Ar,Si,35,A,A,A,A,A,A,A,0,1,A,2,D,E,G,3,B,C,J,F,H,I,（1）表中元素，化学性质最不活泼的是_，只有负价而无正价的是_, 可用于制半导体材料的元素是_。（2）最高价氧化物的水化物碱性最强的是_，酸性最强的是_，呈两性的是_；,（3）A分别与D、E、F、G、H形成的化合物中，最稳定的_,（4）在B、C、D、J、 E、F、G、H中，原子半径最大的是_,Ar,F,Si,NaOH,HClO,4,Al(OH),3,HF,Na,36,化学键的键能与物质本身的能量的关系：,物质的键能越大，说明其结构越_，热稳定性就越_，物质本身的能量越_。,稳定,强,低,37,思考与交流：,在设计实验装置和操作时应该注意哪些问题？,（2）用隔热装置，尽量减少热量散失,（1）酸碱的量要准确：ncV,a、浓度要越精确越好,b、量体积的容器越精确越好，最好用,移液管,（4）温度计越精确越好,（3）注意控制反应时间,（5）多做几次，取平均值,一、注重“量”,二、尽量减少实验误差,38,常见的放热反应：,（,1,）所有燃烧反应,（,2,）中和反应,（,3,）大多数化合反应,（,4,）活泼金属跟水或酸反应,（,5,）物质的缓慢氧化,39,（1）大多数分解反应,（2）C+CO,2,=2CO H,2,+CuO=Cu+H,2,O,C+ H,2,O=CO+H,2,Ba(OH),2,8H,2,O+2NH,4,Cl=BaCl,2,+,2NH,3, H,2,O + 8 H,2,O 等。,常见的吸热反应：,40,随堂练习,1.,下列说法正确的是,( ),A.,大多数的化合反应是释放能量的反应,B.,大多数分解反应是吸收能量的反应,C.,释放能量的反应都不需要加热,D.,吸收能量的反应都需要加热,AB,41,2、下列反应既属于氧化还原反应,又是吸热反应的是( ),A.铝片与稀盐酸的反应.,B.Ba(OH),2,8H,2,O与NH,4,Cl的反应.,C.灼热的碳与CO,2,的反应,D.甲烷在氧气中的燃烧反应,c,42,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？,解析：,形成4molHO键和2molCO键释放的能量比断裂4molCH键和2molOO键所吸收的能量高，因此放出热量。,练习3：,断裂4molHO键所吸收的能量比形成2molHH键和1molOO键放出的能量高，因此要吸收能量。,43,三、化学能的应用,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。,如：,44,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。只是两者反应条件不同。,【自主学习】,启示：,生物化学过程在利用“能源”上更为合理、有效。,科学视野,45,46,47,科学视野,人类利用能源的三个阶段,柴草时期,化石能源时期,多能源结构时期,48,练习：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。,、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。,、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。,对,对,不对,不对,不对,49,练习：,下列燃料中,不属于化石燃料的是( ),A.煤 B.石油 C.天然气 D.水煤气,D,(H,2,CO）,50,小结,2. 化学键,断裂,会,，,化学键,形成,要,。,1. 各种物质储存了,。,4. 化学反应过程是旧化学键,和,新化学键,，并伴随能量变化。,3.,化学键,在断裂（或生成）时,吸收（或释放）的,能量,。,5. 反应是放出能量还是吸收能量，取决于,。,化学能,释放能量,吸收能量,不同,不同,断裂,形成,反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。,6. 化学反应中能量转化遵循,_,。,能量守衡原则,51,课后练习,：,1.,吸收能量，放出能量，反应物总能量与生成物总能量的相对大小。,2.,热量，放出。,3. C,、,H,元素，,CO,2,、,H,2,O,。,4. ,，。,5.D 6.C 7.AD 8.,（,1,）,D,（,2,）,C,9.,反应物中化学键断裂需要吸收能量，生成物中化学键形成则要放出能量，当成键放出的能量大于断键吸收的能量时，反应最终放出能量，这部分能量以热的形式放出就是热能。吸热反应所吸收的热量被用于破坏反应物中的化学键。,52,10.同意乙同学的说法。因为放热反应是成键放出的能量大于断键吸收的能量，但化学反应首先需要能量来断键。,11.提示：,一个化学反应其正、逆反应的能量变化在数值上是相等，吸收与放出相反；,一个化学反应的能量变化量与其反应物的物质的量有关（成正比）；,一个化学反应的能量变化量与其反应物、生成物的状态（固、液、气）有关。,53,54,