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第一节 化学能与热能,高一年级 化学2 第二章 化学反应与能量,燃料电池汽车,化学变化的特征:,化学变化中除有新物质生成外，常伴随着放热、发光、变色、放出气体、生成沉淀等现象发生。,利用化学反应： 一是制取新物质； 二是利用反应中的能量.,煤、石油和天然气等化石燃料或它们的制品的燃烧所产生的热能从何而来？石灰石经高温煅烧生成生石灰，高温提供的热能在分解反应中起什么作用？,探究：,用化学键的观点来分析化学反应的本质过程是什么？,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。,吸收能量,放出能量,现象:,一、化学键与化学反应中能量变化的关系,1、当物质发生化学反应时，断开反应物中的化学键要吸收能量；而形成生成物中的化学键要放出能量。,化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。,例如：1mol H2中含有1molHH， 断开1molHH变为H原子要吸收436kJ的能量。 由H原子形成1molHH要放出436kJ的能量。,2、一个化学反应吸收能量还是放出能量是由什么决定的呢？,a.决定吸收总能量和放出总能量的相对大小,1 、在反应H2 + Cl2 2HCl中，已知HH键能为436kJ，ClCl键能为247kJ，HCl键能为431kJ，判断该反应是（ ） A. 吸热反应 B. 放热反应 C. 吸收179kJ热量 D.放出179kJ热量,BD,反应物总键能,生成物总键能,小组讨论 ： 吸热反应和放热反应中，反应物本身所具有的能量和生成物本身所具有的能量之间的大小关系分别如何？（提示：可从能量守恒角度分析）,E（反应物）E（生成物）放出能量 E（反应物）E（生成物）吸收能量,反应物的能量之和 E反,生成物的能量之和 E生,（1）若E反 E生，放出能量。,（2）若E反 E生，吸收能量。,b. 决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。(化学能）,12g石墨与O2反应生成CO2放出393.51KJ热量； 12g金刚石与O2反应生成CO2放出395.41KJ热量，试比较,石墨与金刚石哪个能量高？哪个稳定？,比较相同状态、相同数量的金刚石和石墨，与O2完全反应，生成相同状态、相同数量的CO2，金刚石释放出的热量更多，说明金刚石具有的总能量高，不稳定,例题：,1在25 ，101 kPa下，1 mol的白磷（化学式为P4）完全燃烧放出的热量比4 mol的红磷（化学式为P）完全燃烧放出的热量多由此判断，下列说法正确的是（ ） A由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时红磷能量比白磷高 B由红磷转化为白磷是放热反应，等质量时红磷能量比白磷低 C由红磷转化为白磷是放热反应，等质量时红磷能量比白磷高 D由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时红磷能量比白磷低,D,D,二、化学能与热能的相互转化 1、能量守恒定律：一种能量可以转化为另一种能量，总能量保持不变。,2、化学反应中的能量变化，通常表现为热量的变化吸热或放热。,实验21,铝与盐酸反应，放出大量气泡， 温度升高,该反应是放热 反应,实验22,现象：1、玻璃片（小木板）会与小烧杯粘结在一起 2、有少许刺激性气味气体产生 3、有水生成,玻璃棒的作用：,搅拌，使混合物充分接触,反应物成糊状的原因：,结冰粘结,结论：该反应是吸热反应,实验23,结论：中和反应是放热反应。,实质：H+ + OH H2O,反应后温度升高,室温,室温,中和热：酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量称为中和热,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；,实验装置,实验用品 大烧杯（500 mL）、小烧杯（100 mL） 温度计、量筒（50 mL）两个、泡沫塑料 或纸条、泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个小孔）、环形玻璃搅拌棒。 0.50 mol/L 盐酸、0.55 mol/L NaOH溶液,Q =（V酸酸V碱碱）·c·（t2t1）,已知 V酸=V碱=50 mL。 酸=碱=1 g/cm3 c=4.18 J/（g·）,Q = 0.418（t2t1）kJ,思考：上式Q是中和热吗？为什么？,该反应的中和热应怎样表示呢？,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：nC×V,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,（3）温度计越精确越好,（4）注意控制反应时间,（5）多做几次，取平均值,例.将V1 mL1.0mol/LHCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量，并记录溶液温度，实验结果如图所示(实验中始终保持V1+V2=50mL)。,·,·,·,·,·,·,·,·,·,22,28,温度,V1/mL,30,10,40,20,A、做该实验时环境湿度为22 B、该实验表明化学能可能转化为热能 C、NaOH溶液的浓度约为1.0mol/L D、该实验表明有水生成的反应是放热反应。,思考：,从能量的角度考虑，你对化学反应有新的认识吗？,1、化学反应的过程,可以看成是能量的“贮存”或“释放”的过程,2化学反应实质：化学反应的特点是有新物质生成。 “新”是指物质组成、物质结构、物质所具有的能量与原反应物不同。,3化学反应中能量守恒,探索与总结,常见的放热反应和吸热反应,放热反应,燃料的燃烧 中和反应 金属与酸 物质氧化 浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解,吸热反应,C+CO2 H2+CuO C+H2O Ba(OH)2.8H2O+NH4Cl CaCO3高温分解,练习：,1、下列说法正确的是（ ） A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 B.任何放热反应在常温条件下一定能发生反应 C.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 D.吸热反应需加热才能发生反应,C,2、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。 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。,1、社会发展与能源利用,2、人类利用能源的三个阶段,柴草时期,化石能源时期,多能源结构时期,我国化石燃料和水电能源消耗构成图,16.6%,2.1%,5.1%,76.2%,
