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1、新课标人教版化学必修新课标人教版化学必修 第二章第一节第二章第一节 化学能与热能化学能与热能( (第课时）第课时）邵东一中邵东一中 高一化学备课组高一化学备课组2 0 2 22 0 2 2 年年 4 4 月月 9 9 日 星 期 六日 星 期 六 能源是人类赖以生存和发能源是人类赖以生存和发展的物质基础，我们每时每刻、展的物质基础，我们每时每刻、分分秒秒都离不开它。迄今为分分秒秒都离不开它。迄今为止，人类所能利用的能源主要止，人类所能利用的能源主要是化学能、电能、以及核能等是化学能、电能、以及核能等等。但是，由于人类大量开发等。但是，由于人类大量开发和浪费资源，造成了资源的不和浪费资源，造成了
2、资源的不合理利用从而引发了不可回避合理利用从而引发了不可回避的能源危机。的能源危机。能源、材料，信息被称为现代社会发展的能源、材料，信息被称为现代社会发展的三大支柱三大支柱第一节第一节 化学能与热能化学能与热能一、化学键与化学反应中能量变化的关系一、化学键与化学反应中能量变化的关系1、化学反应的本质是？、化学反应的本质是？ 以氢气在氯气中燃烧为例，用化学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。键的观点分析反应的本质过程。H Cl ： Cl H H2 + Cl2 = 2HClHH Cl ClHCl断开断开断开断开点燃点燃 一个化学反应的的过程，本质上一个化学反应的的过程，本质上
3、就是就是旧化学键断裂旧化学键断裂和和新化学键形成新化学键形成的的过程。过程。形成形成H Cl ： Cl H H2 + Cl2 = 2HClHH Cl ClHCl吸收能量吸收能量断开断开断开断开吸收能量吸收能量形成形成放出能量放出能量点燃点燃 化学键的断裂和形成是化学反应中化学键的断裂和形成是化学反应中能能量变化量变化的主要原因。的主要原因。【思考与交流】在化学反应中，随着物质的变化，既有反在化学反应中，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。键的形成，化学能也随之而改变。那么，那么，一个化学反应吸收能量还是放出
4、能量是由一个化学反应吸收能量还是放出能量是由什么决定的呢？什么决定的呢？2、一个化学反应吸收能量还是放、一个化学反应吸收能量还是放出能量的决定因素出能量的决定因素 水由高处向水由高处向低处流要释放能低处流要释放能量（势能转换为量（势能转换为动能）动能）分析化学反应分析化学反应： 反应物的总能量反应物的总能量 生成物的总能量生成物的总能量化学反应放出化学反应放出能量能量 将水由低处抽将水由低处抽向高处需提供能向高处需提供能量（电能转换为量（电能转换为机械能，再转换机械能，再转换为势能）为势能）分析化学反应分析化学反应： 反应物的总能量反应物的总能量 E生生，（2）若）若E反反生成物的总能量，生成
5、物的总能量， 化学反应化学反应 能量。能量。 若反应物的总能量若反应物的总能量 4Q3 B. 2Q1 + Q2 4Q3 C. Q1 + Q2 E生生若若E反反 E生生化学键的断裂和形成化学键的断裂和形成二、化学能与热能的相互转化二、化学能与热能的相互转化 质量守恒定律质量守恒定律 能量守恒定律能量守恒定律 化学反应中的能量变化，通常主要表现为热量的变化。化学反应中的能量变化，通常主要表现为热量的变化。 热量的变化：吸热和放热热量的变化：吸热和放热 怎样设计实验来了解反应中的怎样设计实验来了解反应中的热量变化情况？热量变化情况？ 下面我们一起通过实验来认下面我们一起通过实验来认识和感受一下化学能
6、与热能的相识和感受一下化学能与热能的相互转化！互转化！实验探究实验探究21 铝片与盐酸的反应铝片与盐酸的反应 在一支试管中加入在一支试管中加入2-3mL2-3mLmol/Lmol/L的的盐酸，再插入用砂纸打磨光的铝条，观盐酸，再插入用砂纸打磨光的铝条，观察现象，并用温度计测量溶液温度的变察现象，并用温度计测量溶液温度的变化。化。实验实验21现象现象结论结论铝与盐酸反应，放出大量气泡，铝与盐酸反应，放出大量气泡，温度升高温度升高该反应是该反应是放热放热反应反应实验实验22探究探究 ：Ba(OH)Ba(OH)2 28H8H2 2O O与与NHNH4 4ClCl的反应的反应实验实验22现象：现象：1
7、、玻璃片（小木板）会与小烧杯粘结在一起、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、有少许刺激性气味气体产生 3、有水生成、有水生成Ba(OH)2 8H2O + 2NH4ClBaCl2 +2NH3 +10H2O结论：该反应是结论：该反应是吸热反应吸热反应实验探究实验探究盐酸温度盐酸温度NaOH溶液温度溶液温度中和反应后温度中和反应后温度盐酸与氢氧化钠溶液反应，观察反应中溶盐酸与氢氧化钠溶液反应，观察反应中溶液温度的变化。液温度的变化。实验实验23盐酸温度盐酸温度/NaOH溶液温度溶液温度/ 中和反应后温度中和反应后温度/ 结论：中和反应是放热反应。结论：中和反应是放热反
8、应。实质：实质：H+ + OH H2O反应后温度升高反应后温度升高室温室温室温室温中和热：中和热：强酸与强碱强酸与强碱发生中和反应生成发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量称为中和热时所释放的热量称为中和热随堂练习随堂练习 1. 1. 下列说法正确的是下列说法正确的是 ( )( ) A. A. 大多数的化合反应是释放能量的反应大多数的化合反应是释放能量的反应 B. B. 大多数分解反应是吸收能量的反应大多数分解反应是吸收能量的反应 C. C. 释放能量的反应都不需要加热释放能量的反应都不需要加热 D. D. 吸收能量的反应都需要加热吸收能量的反应都需要加热ABAB2. 2. 下列反应既属
9、于氧化还原反应下列反应既属于氧化还原反应, ,又又属于吸热反应的是属于吸热反应的是 ( )( )A.A.铝片与稀盐酸的反应铝片与稀盐酸的反应B.Ba(OH)B.Ba(OH)2 28H8H2 2O O和和NHNH4 4ClCl的反应的反应C.C.灼热的炭与灼热的炭与COCO2 2的反应的反应D.D.甲烷在氧气中的燃烧反应甲烷在氧气中的燃烧反应C C3 3、 如右图所示，把试管放入盛有如右图所示，把试管放入盛有2525时饱时饱 和和石灰水石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，镁片，再用滴管滴入再用滴管滴入5mL5mL盐酸盐酸于试管中于试管中. .试回试回答下列问题
10、：答下列问题：(1)(1)实验中观察到的实验中观察到的现象现象是是 (2)(2)产生上述现象的产生上述现象的原因原因是是 (3)(3)写出有关反应的写出有关反应的离子方程式离子方程式 (4)(4)由实验推知，由实验推知，MgClMgCl2 2溶液和溶液和H H2 2的的总能量总能量 ( (填填“大于大于”、“小于小于”、“等于等于”) )镁片和镁片和盐酸的总能量盐酸的总能量. .(1)镁片上有大量气泡产生；镁片上有大量气泡产生；镁片逐渐溶解；镁片逐渐溶解；烧杯中析出晶烧杯中析出晶体体.(2)镁与盐酸反应产生氢气，该反应为放热反应，镁与盐酸反应产生氢气，该反应为放热反应，Ca(OH)2在水中在水
11、中的溶解度随温度升高而减小，故析出的溶解度随温度升高而减小，故析出Ca(OH)2晶体晶体.(3)Mg+2H+=Mg2+H2 (4)小于小于常见的放热反应和吸热反应常见的放热反应和吸热反应放热反应放热反应所有燃烧所有燃烧中和反应中和反应溶液里的置换溶液里的置换一般的化合反应一般的化合反应 特殊的分解特殊的分解吸热反应吸热反应电离电离强碱与铵盐强碱与铵盐一般的分解一般的分解特殊的化合特殊的化合作业：学法大视野 P22P24新课标人教版化学必修新课标人教版化学必修 第二章第一节第二章第一节 化学能与热能化学能与热能( (第第3 3课时）课时）三、化学能的应用三、化学能的应用 利用热量进行生活、生产和
12、科研。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。利用热能使很多化学反应得以发生。如：科学视野科学视野生物体中的能量转化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。水），都是放热反应，所放出的能量也相等。只是二者反应条件不同。只是二者反应条件不同。【自主学习【自主学习】启示：启示：生物化学过程在利用生物化学过程在利用“能源能源”上更为合理、有效。上更为合理、有效。科学视野科学视野人类利用能源的三个阶段人类利用能源
13、的三个阶段1 1、柴草时期：、柴草时期：以树枝杂草为主要能源以树枝杂草为主要能源2 2、化石能源时期：、化石能源时期：以煤、石油、天然以煤、石油、天然气为主要能源气为主要能源3 3、多能源结构时期：、多能源结构时期：可再生能源、清可再生能源、清洁能源洁能源练习练习：指出下列说法的正误：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。、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。、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。、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。、柴草的燃烧与化学
14、能无关。 、人类的文明程度与人均耗能无关。、人类的文明程度与人均耗能无关。对对对对不对不对不对不对不对不对一、反应热1、定义：在化学反应过程中放出或吸收的热量符号：H 单位：KJ/molH 0表示吸热反应2、计算方法：反应物的总能量减去生成物的总能量所得的数值3、分类：燃烧热，中和热3、分类：燃烧热，中和热燃烧热 在101KPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量叫做该物质的燃烧热中和热 在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应生成1mol水所释放的热量叫中和热。室温下中和热约为57.3KJ/mol中和反应，燃烧反应均为放热反应有关反应热的计算有关反应热的计算【例【例1】25、101
15、kPa时，使时，使1.0 g钠与足量的氯气反应，钠与足量的氯气反应，生成氯钠晶体并放出生成氯钠晶体并放出17.87 kJ的热量，求生成的热量，求生成1 mol氯化氯化钠的反应热。钠的反应热。【解【解】Na(g) + Cl2(g) =NaCl(s)17.87 kJ / 1g 23 g / mol = 411 kJ / mol答：生成答：生成1 mol NaCl时放出热量时放出热量411 kJ。 有关燃烧热的计算有关燃烧热的计算【例【例2】乙醇的燃烧热】乙醇的燃烧热H= -1366.8 kJ/ mol，在，在25、101kPa时，时，1 kg 乙醇充分燃烧后放出多少热量？乙醇充分燃烧后放出多少热量
16、？【解【解】n(C2H5OH)= 1000 g / 46g/mol =21.74mol 1 kg C2H5OH燃烧后产生的热量：燃烧后产生的热量： 1366.8 kJ/ mol 21.74mol=2.971 10 4kJ答：答： 1 kg C2H5OH燃烧后放出燃烧后放出2.971 10 4kJ的热量。的热量。二、盖斯定律二、盖斯定律 1840年，瑞士化学家盖斯（年，瑞士化学家盖斯（GHHess）通过大量实验）通过大量实验事实证明，不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反事实证明，不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。应热是相同的。 换句话说，换句话说，化学反应的反应热只与反应
17、体系的始态和终态化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关有关，而与反应的途径无关。这就是盖斯定律。这就是盖斯定律。看下面的图理解盖斯定律某人从山下A到达山顶B，无论是翻山越岭攀登而上，还是坐缆车直奔山顶，其所处的海拔都高了300m即山的高度与A、B点的海拔有关，而与由A点到达B点的途径无关这里的A相当于反应体系的始态，B相当于反应体系的终态.山的高度相当于化学反应的反应热用能量守恒定律论证盖斯定律先从始态S变化到到终态L，体系放出热量（H10)。经过一个循环，体系仍处于S态，因为物质没有发生变化，所以就不能引发能量变化，即H1+H20 C（s）+ O2（g）=CO（g）
18、因为C燃烧时不可能完全生成CO，总有一部分CO2生成，因此这个反应的H无法直接测得，请同学们自己根据盖斯定律设计一个方案计算该反应的H。 提示（1) C (s) + O2(g) = CO2(g) H1=-393.5 kJ/mol (2) CO (g) + O2(g) = CO2(g) H3=-283.0 kJ/mol H1= H2+ H3 H2 = H1- H3 = -393.5 kJ/mol -(-283.0 kJ/mol) = -110.5 kJ/mol C (s) + O2 (g) = CO2(g) H=-110.5 kJ/mol 应用盖斯定律的计算【例3】已知下列反应的反应热为 CH3
19、COOH (l) + 2O2(g) = 2CO2(g) + 2H2O(l) H1= -870.3 kJ/mol C(s) + O2 (g) = CO2(g) H2= -393.5 kJ/mol H2(g) + O2(g) = H2O(l) H3= -285.8 kJ/mol试计算下述反应的反应热：2C(s) + 2H2 (g) + O2 (g) = CH3COOH (l) 【解】分析各方程式的关系，知 将方程式按2 + - 组合得上述反应方程式即：H = 2H 2 + H3 - H1H =2(-393.5kJ/mol) + (-285.8kJ/mol) -(-870.3kJ/mol) = -
20、488.3kJ/mol答：反应2C(s) + 2H2 (g) + O2 (g) = CH3COOH (l) 反应热为- 488.3kJ/mol 1、下列物质加入水中，显著放热的是（ ） A、生石灰 B、固体NaOH C、无水乙醇 D、固体NH4NO32、在相同温度下，下列两个反应放出的热量分别为Q1和Q2表示： （ ） 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)+Q1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)+Q2 A、 Q1 Q2 B、 Q1 Q2 C、 Q1 = Q2 D、无法计算ABB3、电解质电离要吸收热量，分别用40g氢氧化钠和盐酸、醋酸溶液完全反应，放出的热量 （ ）A、相等B、前者大于后者C、前者小于后者D、无法判断B
高中化学第三章 有机化合物 第一节 化学能与热能课件人教版必修2
