幻灯片 1---- 幻灯片 2学习目标 知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。 ZXX``K 通过生产、生活中的实例了解化学能与热能的相互转化。 探究化学能转化为热能在生产、生活中的应用。 ---- 幻灯片 3 能源是人类赖以生存和发展的物质基础,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。 ---- 幻灯片 416.6% 2.1% 5.1% 76.2% 我国化石燃料和水电能源消耗构成图ZXX```K ---- 幻灯片 5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应有什么关系?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应中起到什么作用? ---- 幻灯片 6一、化学键与化学反应中能量变化的关系 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?燃料在燃烧反应中产生的热能来自哪里? 1、化学反应中能量的变化 ---- 幻灯片 7⑴、化学反应的本质是什么? 以氢气在氯气中燃烧为例,用化学键的观点分析反应的本质过程。 ---- 幻灯片 8H2 + Cl2 = 2HCl H—H Cl —Cl H—Cl 断开 断开 点燃 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。 ZX```XK 形成 ---- 幻灯片 9⑵、化学反应中能量变化的主要原因 H2 + Cl2 = 2HCl H—H Cl —Cl H—Cl 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。 ---- 幻灯片 10⑶. 从化学键的观点来分析能量的变化 所以:一个化学反应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 ---- 幻灯片 11想一想: 在化学反应中,随着物质的变化,既有反应物中化学键的断裂,又有生成物中化学键的形成,化学能也随之而改变。那么,一个化学反应吸收能量还是放出能量是由什么决定的呢? ---- 幻灯片 12 实验测得,在25℃,101KPa条件下,将1molH2(H-H)变为2molH原子需吸收436kJ能量,而2molH原子变成1molH2(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 ---- 幻灯片 13某些键的键能(kJ/mol) 对于某个确定的化学反应,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 ZXX``K 化学键越牢固 ---- 幻灯片 14在反应H2 + Cl2 =2HCl中,已知 H-H 键能为436kJ,Cl-Cl键能为247kJ, H-Cl键能为431kJ,判断该反应是 反应 放热 课堂练习一 则(1)化学键断裂时需要吸收能量。吸收总能量为:436kJ+247kJ=683 kJ, (2)化学键形成时需要释放能量。释放总能量为:431kJ+431kJ=862 kJ, (3)反应中放出的热量的计算: 862kJ—683kJ=179kJ ---- 幻灯片 15小结: 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,决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。 看图讨论: 水由高处向低处流要释放能量(势能转换为动能) ---- 幻灯片 16分析化学反应: 反应物的总能量 > 生成物的总能量 化学反应放出能量 ---- 幻灯片 17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) ---- 幻灯片 18分析化学反应: 反应物的总能量 < 生成物的总能量 化学反应吸收能量 ---- 幻灯片 19反应物的总能量高 生成物的总能量低 生成物的总能量高 反应物的总能量低 放热反应 吸热反应 反应物的总能量=生成物的总能量+放出的热量 生成物的总能量=反应物的总能量+吸收的热量 化学反应的过程,可以看成是能量的“贮存”或“释放”的过程 小结: ---- 幻灯片 20规律: (1)如果反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量,那么在发生化学反应时,就有部分能量以热的形式释放出来; (2)如果反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量,那么在发生化学反应时,反应物就需要吸收能量,才能转化为生成物。 ---- 幻灯片 21小结: 能量公式化 E(反应物)=E(生成物)+Q (能量守恒定律) E(反应物)-E(生成物)=Q Q>0为放热反应 Q<0为吸热反应 ---- 幻灯片 22二、化学能与热能的相互转化 1、两条基本的自然定律 (1)质量守恒定律: (2)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、吸热反应和放热反应 根据能量变化情况角度分: (1)化学上把有热量放出的化学反应叫做放热反应 (2)化学上把吸收热量的化学反应叫做吸热反应 (1)放热反应 (2)吸热反应 小结: ---- 幻灯片 23规律: ---- 幻灯片 24练习: 1、在化学反应中,断裂化学键需要_______,形成化学键要_________。化学反应是吸热反应还是放热反应决定于_____________________ 吸收能量 放出能量 反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小 2、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?为什么? ---- 幻灯片 25三、化学能的应用 1、利用热量进行生活、生产和科研。 2、利用热能使很多化学反应得以发生。 如: ---- 幻灯片 26---- 幻灯片 27---- 幻灯片 28小结: ---- 幻灯片 29实验2-1 1.铝与盐酸反应的化学方程式:                         。 2.在反应过程中你将能看到什么现象? 3.用眼睛不能直接观察到反应中的热量变化,你将采取哪些简单易行的办法来了解反应中的热量变化? 4.要明显的感知或测量反应中的热量变化,你在实验中应注意哪些问题? 思考与讨论: 实验记录: 有气泡冒出,溶液的温度明显升高。 铝与盐酸反应的过程放出热量。 ---- 幻灯片 30反应物的总能量=生成物的总能量+放出的热量 生成物的总能量=反应物的总能量+吸收的热量 【课堂小结】 ---- 幻灯片 31问题探究 整个反应过程(放出/吸收) kJ热量 1368 1852 放出484 ---- 幻灯片 322、氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰,在反应中, 破坏1molH-H键消耗的能量为Q1kJ, 破坏1molO = O键消耗的能量为Q2kJ, 形成1molH-O键释放的能量为Q3kJ。 下列关系式中正确的是( ) A. 2Q1 + Q2 > 4Q3 B. 2Q1 + Q2 < 4Q3 C. Q1 + Q2 < Q3 D. Q1 + Q2 = Q3 B ---- 幻灯片 33 化学反应 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) 热能对化学反应的支持作用,利用热能来完成常温下很难发生的化学反应。 获取能量 ---- 幻灯片 34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(与O2的反应) 中 和 反 应 活泼金属与水或酸的反应 大部分化合反应(生石灰和水) 物质的缓慢氧化 吸热反应 C+CO2 H2+CuO C+H2O Ba(OH)2.8H2O+NH4Cl CaCO3高温分解 大部分分解反应 多数铵盐溶于水 ---- 幻灯片 35反应过程中的能量变化 1、人类文明与能源开发、利用的关系 人类文明史 引出 燃烧充分燃烧 化石 燃料 合理 利用 新技术的开发 化学反应中的能量变化 能源的利用反映着人类进步 ---- 幻灯片 362. 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。 ---- 幻灯片 371、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.吸热反应在一定条件下才能发生反应 CD ---- 幻灯片 382、判断: (1)加热的反应一定是吸热反应 (2)一个反应是吸热或放热与反应条件 没有直接联系,与反应物与生成物 的总能量的相对大小有关。 (3)化学反应中的能量变化都表现为热 能变化. ---- 幻灯片 39科学视野 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 ---- 幻灯片 40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,都是放热反应。只是二者条件 不同,且前者更加合理有效。 ---- 幻灯片 41课本习题答案: 1、吸收能量;放出能量。反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。 2、热量;放出。 3、C、H;CO2、H2O。 4、放热反应的是②③④⑤⑥,吸热反应的是①。 5、当物质发生化学反应时,断开反应物中的化学键要吸收热量,而形成生成物中的化学键要放出热量。若放出的热量大于吸收的热量时,该反应是放热反应;若吸收的热量大于放出的热量时,该反应是吸热反应,且吸收的热量由外加热源(如酒精灯)提供,以满足断开反应物化学键所需能量的不足。 ---- 幻灯片 426、乙同学的观点正确。“加热”是反应条件,有些反应(如燃烧等放热反应)在开始前也需要外界提供能量,以加快分子之间的碰撞次数,只有对其加热使温度升高到一定程度,反应才开始进行;随着反应的进行,其本身放出的热量能满足自身需要且有剩余,反应后不再加热。而吸热反应必须加热才能进行。 7、甲烷燃烧的化学方程式为CH4+2O2→CO2+2H2O;水分解的化学方程式为2H2O == 2H2↑+O2↑。甲烷燃烧放出热量是由于形成1mol CO2和2molH2O分子内化学键释放的总能量高于断开1mol CH4和2molO2分子内化学键所吸收的总能量。水的分解要吸收能量是由于形成2molH2和1mol O2分子内化学键释放的总能量小于断开2molH2O分子内化学键所吸收的总能量。 点燃 通电 ---- 幻灯片 43实验2-2 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)2·8H2O与NH4Cl反应的过程吸收热量。 ---- 幻灯片 44化学反应方程式: Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl==BaCl2+2NH3↑ +10H2O 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 ---- 幻灯片 45思考: 酸与碱的中和反应是吸热反应还是放热反应? 实验2-3 酸碱反应的本质就是H+ + OH- = H2O 。 可得出推论:酸碱中和反应都是放热反应。 反应中H+和OH-离子的量相等 ,生成水的量相等,放出的热量也相等 . 中和反应后溶液的温度比反应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应过程中放出热量,使溶液混合物的温度升高。 分析: ---- 幻灯片 46 中和热的概念: 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: 注:(1)中和反应都放出热量 (2)稀溶液中,强酸与强碱的中和 热为定值:57.3KJ/mol ---- 幻灯片 47---- 幻灯片 48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:n=C×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 ---- 幻灯片 49 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① 反应物的浓度和体积取定值;② 测量反应前后的温度值;③ 做平行实验取平均值。二是尽量减小实验误差,如① 用经过标定的盐酸和氢氧化钠溶液;② 量液器最好使用移液管;③ 搅拌使反应充分进行;④ 及时散热,使混合液温度均衡;⑤ 温度计的精确度高,最好使用精度为0.1 ℃或更高的温度计;⑥ 盐酸跟氢氧化钠溶液混合后液面上方的空间尽可能小;⑦ 使用绝缘装置,避免热量散发到反应体系之外;⑧ 温度计要读准确。 ---- 幻灯片 501L1mol/L的硫酸溶液与2L2mol/L的NaOH溶液完全反应,放出114.6KJ的热量,有人由此得出强酸与强碱反应的中和热为114.6KJ/mol.这种结论是否正确,为什么? ----

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