《2013人教版必修二2.1《化学能与热能》ppt课件1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2013人教版必修二2.1《化学能与热能》ppt课件1（64页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、能源危机能源危机中国成为世界第二大能源消费国中国成为世界第二大能源消费国 央央视视国国际际消消息息，中中国国能能源源消消费费总总量量已已经经位位居居世界第二，约占世界能源消费总量的世界第二，约占世界能源消费总量的11%11%。 目目前前中中国国面面临临着着常常规规能能源源资资源源约约束束、过过分分依依赖煤炭赖煤炭, ,污染严重、能源利用效率低等问题。污染严重、能源利用效率低等问题。 中中国国每每吨吨标标准准煤煤的的产产出出效效率率仅仅相相当当于于日日本本的的10.3%10.3%、欧盟的、欧盟的16.8%16.8%。 中中国国石石油油、天天然然气气资资源源短短缺缺，需需要要充充分分利利用用国国内
2、内外外两两种种资资源源、两两个个市市场场，在在做做好好石石油油节节约约与与替替代代的的同同时时，走走出出国国门门，积积极极参参与与世世界界油油气气市市场场的开发与资源分享，扩大能源对外贸易和投资。的开发与资源分享，扩大能源对外贸易和投资。1967年年6月月17日日1964年年10月月16日日一飞冲天：一飞冲天：“神舟神舟”五、六号发射实况回五、六号发射实况回放放能源、材料、信息能源与材料、信息一起被称为现代社会发展能源与材料、信息一起被称为现代社会发展的三大支柱。的三大支柱。人类文明始于用火人类文明始于用火-热能热能的使用，现代社的使用，现代社会的一切活动都离不开能源，在影响全球经会的一切活动
3、都离不开能源，在影响全球经济和生活的各种因素中，济和生活的各种因素中，能源能源居于首位。居于首位。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(1)(1)煤、石油和天然气等化石燃料或它们煤、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的制品的燃烧所产生的热能从何而来？与化学物质及化学反应有什么关系？与化学物质及化学反应有什么关系？石灰石经高温煅烧生成生石灰，高？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温提供的热能在分解反应中起什么作用？用？【学与问学与问】热能对化学反应的支持作用，利热能对化学反应的支持作用，利
4、用热能来完成常温下很难发生的用热能来完成常温下很难发生的化学反应。化学反应。 问题交流问题交流 这里所列举的两类反应说明了化学反应与热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：能之间的辩证关系以及它们之间的相互转化： 化学反应化学反应热能热能煤、石油、天然气的燃烧（产生）煤、石油、天然气的燃烧（产生）CaCOCaCO3 3经过高温煅烧分解成经过高温煅烧分解成CaOCaO（动力）动力）获取能量获取能量第一节第一节 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、化学反应的本质 1molH2中含
5、有中含有1molH-H键，在键，在25和和101kPa的条件下的条件下由由H原子形成原子形成1molH-H键键,要放出要放出463kJ的能量的能量而断开而断开1molH-H键重新变成键重新变成H原子，要吸收原子，要吸收463kJ的能量。的能量。数据分析数据分析1molCH4中含有中含有4molC-H键，在键，在25和和101kPa的条件下，的条件下，断开断开1molC-H键要吸收键要吸收415kJ的能量，的能量，断开断开1molCH4中所有中所有C-H键要吸收键要吸收4molX415kJ的能量。的能量。 以氢气在氯气中燃烧为例，用化学键的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
6、。观点分析反应的本质过程。由反应式：由反应式：H2 + Cl2 = 2HCl 可知可知破坏破坏H-H、Cl-Cl键吸收的能量为：键吸收的能量为： 436.0k J/mol1mol + 243kJ/mol1mol =679k J形成形成H-Cl键放出的能量为键放出的能量为 431k J/mol2mol=862kJ放出的能量大于吸收的能量，该反应是放热放出的能量大于吸收的能量，该反应是放热反应，放出的热量为反应，放出的热量为 862k J 679k J=183k J2、化学反应中能量变化的主要原因、化学反应中能量变化的主要原因H Cl ： Cl H H2+Cl2=2HClHH Cl ClHCl吸吸
7、收收能能量量断断开开断断开开吸吸收收能能量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能量变化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。化的主要原因。3. 从化学键的观点来分析能量的变化从化学键的观点来分析能量的变化 一个化学反应的的过程，本质上就是旧化学键一个化学反应的的过程，本质上就是旧化学键断裂断裂和新化学键和新化学键形成形成的过程。的过程。吸收能量吸收能量放出能量放出能量所以：一个化学反应所以：一个化学反应是否是否为为放热放热还是还是吸热吸热取决于什么呢？取决于什么呢？取决于所有取决于所有断键吸收的总能量断键吸收的总能量与所有与所有形成新键放出的总能量形成新键
8、放出的总能量的相对大小的相对大小已知拆开已知拆开1molH2中的化学键要吸收中的化学键要吸收436kJ的能量，拆开的能量，拆开1molO2中的化学键要吸收中的化学键要吸收496 kJ的能量，形成气态水的能量，形成气态水1mol H-O键要放出键要放出463 kJ的能量，试说明的能量，试说明2H2+O2=2H2O(g)中的能中的能量变化。量变化。破坏破坏H2和和O2中的共价键吸收的能量为：中的共价键吸收的能量为： 436k J/mol2mol + 496kJ/mol1mol =1368k J形成形成H2O中的共价键放出的能量为中的共价键放出的能量为 463k J/mol4mol=1852kJ放出
9、的能量大于吸收的能量，该反应是放热反应，放出的能量大于吸收的能量，该反应是放热反应，放出的热量为放出的热量为 1852k J 1368k J=484k J课堂练习课堂练习【思考与交流】在化学反应中，随着物质的变化，既有反应物在化学反应中，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，中化学键的断裂，又有生成物中化学键的形成，化学能化学能也随之而改变。那么，一个化学反应吸也随之而改变。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？收能量还是放出能量是由什么决定的呢？看图讨论分析化学反应放出能量放出能量看图讨论分析化学反应吸收能量吸收能量规律规律如果如果反应物所具有
10、的总能量反应物所具有的总能量高于高于生成物所具生成物所具有的总能量有的总能量,那么在发生化学反应时那么在发生化学反应时,就有部就有部分能量以热的形式释放出来分能量以热的形式释放出来;如果如果反应物所具有的总能量反应物所具有的总能量低于低于生成物所具生成物所具有的总能量有的总能量,那么在发生化学反应时那么在发生化学反应时,反应物反应物就需要吸收能量就需要吸收能量,才能转化为生成物。才能转化为生成物。反应物的总能量高反应物的总能量高生成物的总能量低生成物的总能量低放放出出能能量量生成物的总能量高生成物的总能量高反应物的总能量低反应物的总能量低决定于反应物的总能量决定于反应物的总能量与生成物的总能量
11、的相与生成物的总能量的相对大小。对大小。化化学学反反应应化化学学反反应应吸吸收收能能量量一个化学反应吸收一个化学反应吸收能量还是放出能量能量还是放出能量放放热热吸吸热热 从整体考虑的角度出发从整体考虑的角度出发从（宏观）能量守恒角度认识反应热从（宏观）能量守恒角度认识反应热若若E反反应应物物E生成物生成物则则反反应应放放热热若若E反反应应物物 E生生，（2）若）若E反反0为放热反应为放热反应Q生成物的总能量，生成物的总能量， 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
12、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1、质量守恒定律、能量守恒定律、质量守恒定律、能量守恒定律2、化学反应中的能量变化，通常主要表现为、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。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识和下面我们一起通过实验来认识和感受一下化学能与热能的相互转感受一下化学能与热能的相互转化！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
13、的的盐酸，再插入用砂纸打磨光的铝条，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观察现象，并用温度计测量溶液温度的变化的变化实验实验1.铝与盐酸反应的化学方程式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？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，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你将采取哪些简单易行的办法来了解反应中的热量变化？的热量变化？思考与讨论：思考与讨论：实验实验21现象现象结论结论铝与铝与盐酸反应，放出大量气泡，盐酸反应，放出大量气泡，温度升高温度升高该该反应是反应是放热
14、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的反应的反应整个实验的现象、反应化学方程式和结论？整个实验的现象、反应化学方程式和结论？实验实验22现象：现象：1、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 中和反应后温中和反应后温度度盐酸与氢氧
15、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：酸与碱发生中和反应生成中和热：酸与碱发生中和反应生成1molH2O时时 所释放的热量称为中和热所释放的热量称为中和热3、中和热：中和热：（1）定义：稀强酸）定义：稀强酸与与稀强碱稀强碱发生中和反应生发生中和反应生成成1molH2O时所时所释放释放的热量。的热量。（2）中和热中和热测定：
16、测定：如果要通过实验来测定盐酸与氢氧化钠反如果要通过实验来测定盐酸与氢氧化钠反应的中和热，你认为在设计实验装置和操应的中和热，你认为在设计实验装置和操作时应该注意哪些问题作时应该注意哪些问题？你准备如何设计并进行实验你准备如何设计并进行实验？讨论、交流：讨论、交流：中和热的测定中和热的测定 装置装置在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），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（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，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以达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的失的目的，如上图所示。该实验也可在如上图所示。该实验也可在保温杯保温杯中进行。中进行。思考与交流思考与交流在设计实验装置和操作应从两个方面考虑，在设计实验装置和操作应从两个方面考虑，一是注重一是
