化学必修2化学能与热能PPT课件

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,*,化学能与热能,能源与人类,能源是人类赖以生存和开展的物质根底，我们每时每刻、分分秒秒都离不开它。迄今为止，人类所能利用的能源主要是化学能、电能、以及核能等等。但是，由于人类大量开发和浪费资源，造成了资源的不合理利用从而引发了不可回避的能源危机。,16.6%,2.1%,5.1%,76.2%,我国化石燃料和水电能源消耗构成图,你知道吗,煤、石油、天然气的主要化学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，这种能量从何而来它与化学物质和化学反响有什么关系？石灰石主要成分是碳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响中起到什么作用？,一、化学键与化学反响中能量变化的关系,思考：不同的燃料其组成不同，燃烧后放出的热量也不相等。为什么不同的燃料燃烧时放出的热量会不同？燃料在燃烧反响中产生的热能来自哪里？,1、化学反响中能量的变化,、化学反响的本质是什么？,以氢气在氯气中燃烧为例，用化学键的观点分析反响的本质过程。,H , Cl,：,Cl,H,H,2,+ Cl,2,= 2HCl,HH,Cl Cl,HCl,断开,断开,点燃,一个化学反响的的过程，本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。,形成,、化学反响中能量变化的主要原因,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响中能量变化的主要原因。,.,从化学键的观点来分析能量的变化,一个化学反应的过程，本质上就是旧化学键,断裂,和新化学键,形成,的过程。,吸收能量,放出能量,所以：一个化学反响是否为放热还是吸热取决于什么呢？,取决于所有,断键吸收的总能量,与所有,形成新键放出的总能量,的相对大小,想一想：,在化学反响中，随着物质的变化，既有反响物中化学键的断裂，又有生成物中化学键的形成，化学能也随之而改变。那么，一个化学反响吸收能量还是放出能量是由什么决定的呢？,实验测得，在,25,101KPa,条件下，将,1molH,2,(H-H),变为,2molH,原子需吸收,436kJ,能量，而,2molH,原子变成,1molH,2,(H-H),放出,436kJ,能量，这个能量就是,H-H,的,键能,。,某些化学键的键能,某些键的键能,(kJ/mol),键,键能,键,键能,H,H,436,C,H,415.0,Cl,Cl,242.7,O,H,462.8,Br,Br,193.7,N,H,390.8,I,I,152.7,H,Cl,431.8,C,C,347.7,H,I,298.7,对于某个确定的化学反响，如何判断它是放出能量还是吸收能量呢？,键能越大,含该键的分子越稳定,化学键越结实,在反响H2 + Cl2 2HCl中，,HH 键能为436kJ/mol，ClCl键能为247,kJ/mol，HCl键能为431kJ/mol，判断该反响是 反响,放热,课堂练习一,那么(1)化学键断裂时需要吸收能量。吸收总能量为：436kJ247kJ683 kJ，,(2)化学键形成时需要释放能量。释放总能量为：431kJ431kJ862 kJ，,(3)反响中放出的热量的计算：,862kJ683kJ=179kJ,小结：,一个确定的化学反响在发生过程中是吸收能量还是放出能量，决定于反响物的总能量与生成物的总能量的相对大小。,看图讨论：,分析化学反响：,反响物的总能量 生成物的总能量,化学反响放出能量,看图讨论：,将水由低处抽向高处需提供能量,电能转换为机械能，再转换为势能,分析化学反响：,反响物的总能量 0为吸热反响,H 4Q3 B. 2Q1 + Q2 4Q3,C. Q1 + Q2 Q3 D. Q1 + Q2 = Q3,B,问题交流,【,学与问,】,这里所列举的两类反应说明了化学反应与热能,之间的辩证关系以及它们之间的相互转化：,化学反响,热能,煤、石油、天然气的燃烧产生,CaCO3经过高温煅烧分解成CaO动力,热能对化学反响的支持作用，利用热能来完成常温下很难发生的化学反响。,获取能量,探索与总结,常见的放热反响和吸热反响,放热反响,燃料的燃烧(与O2的反响,中 和 反 应,活泼金属与水或酸的反响,大局部化合反响生石灰和水,物质的缓慢氧化,吸热反响,C+CO2,H2+CuO,C+H2O,Ba(OH)2.8H2O+NH4Cl,CaCO3高温分解,大局部分解反响,多数铵盐溶于水,反响过程中的能量变化,1,、人类文明与能源开发、利用的关系,人类文明史,引出,燃料充分燃烧,化石 燃料 合理 利用,能源,开发,新技术的开发,能源,能量,利用,化学反响中的能量变化,能源的利用反映着人类进步,放热反应,吸热反应,足够的空气,燃料与空气充分接触,充分燃烧,科学利用减少污染,2.,常见的能源主要有以下十种,:,太阳能、化石能源、水能、 风能、潮汐能、地热能、生物质能、核能以 及氢能。,1、以下说法正确的选项是 ,A.需要加热才能发生的反响一定是吸热反响,B.任何放热反响在常温条件下一定能发生反响,C.反响物和生成物所具有的总能量决定了反响,结果是放热还是吸热,D.吸热反响在一定条件下才能发生反响,CD,2、判断：,1加热的反响一定是吸热反响。,2一个反响是吸热或放热与反响条件,没有直接联系，与反响物与生成物,的总能量的相对大小有关。,3化学反响中的能量变化都表现为热,能变化。,科学视野,1、社会开展与能源利用,2,、人类利用能源的三个阶段,柴草时期,化石能源时期,多能源构造时期,生物体中的能量转化,人体内发生的氧化复原反响与体外的燃烧,本质一样，都是放热反响。只是二者条件,不同，且前者更加合理有效。,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，玻璃片与烧杯底被冰粘在了一起；用手触摸杯壁下部，有凉的感觉。,Ba(OH)28H2O与NH4Cl反响的过程吸收热量。,化学反响方程式：,Ba(OH)28H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3,+10H2O,玻璃棒的作用：,搅拌，使混合物充分接触,反响物成糊状的原因：,结冰粘结,结论：该反响是吸热反响,思考：,酸与碱的中和反响是吸热反响还是放热反响？,实验,3,酸碱反响的本质就是H+ + OH- = H2O 。,可得出推论：酸碱中和反响都是放热反响。,反响中H+和OH-离子的量相等 ，生成水的量相等，放出的热量也相等 ,现象,结论,中和反响后溶液的温度比反响前盐酸和氢氧化钠溶液的温度高。,盐酸和氢氧化钠溶液的反响过程中放出热量，使溶液混合物的温度升高。,分析：,中和热的概念:,酸与碱发生中和反响生成1molH2O时所释放的热量称为中和热。,思考与交流：,注：1中和反响都放出热量,2稀溶液中，强酸与强碱的中和,热为定值：57.3KJ/mol,在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条），大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，以达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的，如上图所示。该实验也可在保温杯中进行。,思考与交流：,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；,2酸碱的量要准确：nCV,a、浓度要越准确越好,b、量体积的容器越准确越好，最好用移液管,3温度计越准确越好,4注意控制反响时间,5多做几次，取平均值,在设计实验装置和操作时应从两个方面考虑，一是注重“量的问题，如 反响物的浓度和体积取定值； 测量反响前后的温度值； 做平行实验取平均值。二是尽量减小实验误差，如 用经过标定的盐酸和氢氧化钠溶液； 量液器最好使用移液管； 搅拌使反响充分进展； 及时散热，使混合液温度均衡； 温度计的准确度高，最好使用精度为0.1 或更高的温度计； 盐酸跟氢氧化钠溶液混合后液面上方的空间尽可能小； 使用绝缘装置，防止热量散发到反响体系之外； 温度计要读准确。,1L1mol/L的硫酸溶液与2L2mol/L的NaOH溶液完全反响，放出114.6KJ的热量，有人由此得出强酸与强碱反响的中和热为114.6KJ/mol。这种结论是否正确，为什么？,