§2.1 、、化学能与热能化学能与热能第二章第二章 化学反应与能量化学反应与能量 化学是一门研究物质的化学是一门研究物质的组成、结构、性质、变化组成、结构、性质、变化以及以及变化过程中相伴随的变化过程中相伴随的能量变化能量变化的科学 化学反应过程化学反应过程物质变化物质变化能量变化能量变化满足人们的物质满足人们的物质生活需要生活需要推动人类社会推动人类社会不断的进步不断的进步伴随伴随 早在早在5050万年前，人类就开始万年前，人类就开始 “钻遂取火，钻遂取火，以化腥臊以化腥臊”，火是人类开始走向文明的标志火是人类开始走向文明的标志 能量材料2008年年9月月25日日 化学反应中的能量变化化学反应中的能量变化 HClHClHHHHClClClCl++436 kJ/mol243kJ/mol431 kJ/mol断开化学键断开化学键——吸收能量吸收能量形成化学键形成化学键——放出能量放出能量分析分析: 为什么氢气与氯气反应为放热反应为什么氢气与氯气反应为放热反应?计算计算: 每每1molH2和和Cl2参加反应放出多少参加反应放出多少KJ能量能量？？183 从微观角度分析化学键的断裂和形成是物质在化学反应中发生能量变化的主要原因 热化学方程式H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g);△△H＝－＝－184.6 KJ/mol 理论计算：理论计算： 183 KJ/mol实验测得实验测得 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放放出出能能量量吸吸收收能能量量从宏观角度分析能量守恒定律能量守恒定律能量贮存能量贮存能量释放能量释放放热反应放热反应吸热反应吸热反应化学能化学能→热能热能热能热能→化学能化学能 H2+Cl2 HCl点燃点燃 练习练习苍白色火焰苍白色火焰H2和Cl2反应生成HCl是放热反应，比较反应物H2和Cl2的总能量（∑E反应物）与生成物HCl的总能量（ ∑E生成物）大小关系： 。
∑ E反应物反应物∑ E生成物生成物＞＞ 反应物反应物（总能量（总能量E1）） 生成物生成物（总能量（总能量E2））断开旧的化学键断开旧的化学键形成新的化学键形成新的化学键吸收能量E1’放出能量E2’原子原子一、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若E1’ ＞E2’则该反应吸收能量若E1’＜E2’则该反应放出能量宏观分析：宏观分析：反应物本身具有的总能量E1与生成物具有的总能量E2相比：若E1＞E2则该反应放出能量若E1＜E2则该反应吸收能量微观分析：微观分析： ［［小结小结］］2. 化学键化学键断裂断裂会会 ，， 化学键化学键形成形成要要 1. 1. 各种物质储存了各种物质储存了 4. 化学反应过程是旧化学键化学反应过程是旧化学键 和新和新 化学键化学键 ，并伴随能量变化并伴随能量变化3. 化学键在断裂（或生成）时化学键在断裂（或生成）时吸收（或释放）的能量吸收（或释放）的能量 。
5. 反应是吸热还是放热，取决于反应是吸热还是放热，取决于 化学能化学能释放能量释放能量吸收能量吸收能量不同不同不同不同断裂断裂形成形成反应物的总能量与生成物的总能量的相反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小 实验实验1铝条表面有铝条表面有气泡产生，气泡产生，溶液温度升溶液温度升高（试管下高（试管下部发热部发热 ）本反应为本反应为放热放热反应反应 6H＋＋＋＋2Al＝＝3H2↑＋＋2Al3＋＋实验1实验现象实验现象结论与解释结论与解释1. 加入加入2~3mL 6mol/L的的盐酸（酸（测溶液起始温度）溶液起始温度）2.插入用砂插入用砂纸打磨打磨光的光的铝条（条（观察温观察温度计示数的变化）度计示数的变化） 实验步骤实验现象 结论与解释1．取氯化铵晶体．取氯化铵晶体1药匙，放入自封药匙，放入自封袋中袋中(袋中已放置袋中已放置研细的氢氧化钡研细的氢氧化钡晶体晶体)2．用手轻轻揉搓．用手轻轻揉搓自封袋自封袋 Ba(OH)2·8H2O＋＋2NH4Cl＝＝8H2O＋＋2NH3·H2O＋＋BaCl2袋内固体变袋内固体变成糊状，有成糊状，有明显的冰冷明显的冰冷感觉，有刺感觉，有刺激性气味产激性气味产生。
生 本反应为本反应为吸热吸热反应反应 实验实验2 实验11. 加入加入2~3mL 6mol/L的的盐酸（酸（测溶液起始温度）溶液起始温度）2.插入用砂插入用砂纸打磨打磨光的光的铝条（条（观察温观察温度计示数的变化）度计示数的变化） 实验21．取氯化铵晶体．取氯化铵晶体1药匙，放入自封袋药匙，放入自封袋中中(袋中已放置研细袋中已放置研细的氢氧化钡晶体的氢氧化钡晶体)2．用手轻轻揉搓自．用手轻轻揉搓自封袋封袋 放热反应放热反应 吸热反应吸热反应 从从热量变化热量变化角度看化学反应角度看化学反应 在大烧杯底部垫泡沫在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放入塑料（或纸条），使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平然后再在大、小口相平然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条），大烧杯上用（或纸条），大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间开两个作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，以达形玻璃搅拌棒通过，以达到保温、隔热、减少实验到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的，过程中热量损失的目的，如上图所示。
该实验也可如上图所示该实验也可在保温杯中进行在保温杯中进行实验实验3 ：：酸与碱酸与碱的中和反应的中和反应 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：中和反应是结论：中和反应是放热反应放热反应实质：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实验实验3 ：酸与碱的中和反应：酸与碱的中和反应 中和热的概念中和热的概念: :酸与碱发生中和反应生成酸与碱发生中和反应生成1molH2O( (液态）时液态）时所释放的热量称为所释放的热量称为中和热中和热注：注：（（1）中和反应都放出热量）中和反应都放出热量 （（2）稀溶液中，强酸与强碱的中和）稀溶液中，强酸与强碱的中和 热为定值：热为定值：57.3KJ/mol二、化学能与热能的相互转化二、化学能与热能的相互转化 一些常见的放热反应：一些常见的放热反应：③③金属与酸反应制取氢气金属与酸反应制取氢气①①所有的燃烧与缓慢氧化（食物的腐败变质）所有的燃烧与缓慢氧化（食物的腐败变质）②②酸碱中和反应酸碱中和反应（特殊：（特殊： 是吸是吸热反应热反应 ））△△C + CO2 ＝＝2CO④④大多数化合反应大多数化合反应 一些常见的吸热反应：一些常见的吸热反应：③③大多数分解反应如大多数分解反应如KClO3、、KMnO4、、CaCO3的分解等的分解等②②铵盐与碱的反应：铵盐与碱的反应：Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl＝＝BaCl2+2NH3↑+10H2O①①以以C、、H2、、CO为还原剂的氧化还原反应为还原剂的氧化还原反应△△C + H2O ＝＝CO +H2△△C + CO2 ＝＝2CO 几种物质溶于水温度变化几种物质溶于水温度变化1、、 NaOH、、CaO、浓硫酸、浓硫酸溶于水时温度溶于水时温度升高升高2、、NH4NO3溶于水时温度溶于水时温度降低降低 化学能转化成热能在生产、生活、科研中应用？ 讨论交流讨论交流 柴草时期柴草时期（（火的发现至１８世纪产业革命火的发现至１８世纪产业革命））以树枝杂草为主要能源。
火（以树枝杂草为主要能源火（燃烧燃烧）通过）通过它的光和热推动了人类文明的进步它的光和热推动了人类文明的进步烧陶烧陶 炼丹炼丹 人类利用能源的三个阶段人类利用能源的三个阶段 化石能源时期化石能源时期（（1818世纪中期至现代）世纪中期至现代）以煤、石油、天然气为主要能源以煤、石油、天然气为主要能源( (仍然是利用仍然是利用燃烧反应燃烧反应所释放的热能所释放的热能) )煤的燃烧煤的燃烧 气缸中燃料燃烧气缸中燃料燃烧 科学探测表明：全世界的石油大科学探测表明：全世界的石油大概在概在2060年左右耗尽，天然气年左右耗尽，天然气2060年年用光，煤炭虽是最用光，煤炭虽是最“丰富丰富”的能源，的能源，但最多还能维持但最多还能维持200年年…… 多能源结构多能源结构时期时期 这是将会出现的这是将会出现的能源利用的新时能源利用的新时期可再生可再生能源能源和和清洁清洁能源能源（绿色能源）（绿色能源）将成为开发能源将成为开发能源的主力军的主力军地地热热能能风风能能潮潮汐汐能能 节约资源从我做起 巩固练习：巩固练习：1. 下列物质加入水中显著放热的是：下列物质加入水中显著放热的是：A.生石灰生石灰 B.酒精酒精C.固体固体NaCl D.固体固体NaOH2. 下列反应中既属于氧化还原反应同时又下列反应中既属于氧化还原反应同时又是吸热反应的是：是吸热反应的是：A.Ba(OH)2 · 8H2O与与NH4Cl反应反应B.镁与稀盐酸镁与稀盐酸 C.灼热的炭与灼热的炭与CO2D.甲烷与甲烷与O2反应反应 巩固练习：巩固练习：3. 下列反应属于放热反应的是下列反应属于放热反应的是:A. NaOH与与HCl反应反应 B. C和和CO2共热共热C. 碳酸钙的分解碳酸钙的分解 D. 制备水煤气的反制备水煤气的反应应4、、1molBa(OH)2 和和1mol H2SO4反应放反应放出的热量为出的热量为Q，则，则Q为它们的中和热为它们的中和热错错中和热为中和热为1/2 Q 巩固练习：巩固练习：5、已知、已知31g白磷变为白磷变为31g红磷释放能量，试红磷释放能量，试回答：回答：⑴⑴上述变化属于上述变化属于_______变化。
变化⑵⑵ 31g白磷具有的能量白磷具有的能量_____ 31g红磷具有的红磷具有的能量（填能量（填“>”或或 “<” ，下同），下同）⑶⑶ 31g白磷完全燃烧释放出的能量白磷完全燃烧释放出的能量_______ 31g红磷完全燃烧释放出的能量红磷完全燃烧释放出的能量化学化学>> 6、下列说法正确的是（、下列说法正确的是（ ））A.需要加热方能发生的反应一定是吸热反应需要加热方能发生的反应一定是吸热反应B.放热反应在常温下一定能进行放热反应在常温下一定能进行C.反应是放热还是吸热，必须看反应物和生成物所反应是放热还是吸热，必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小具有的总能量的相对大小D.化学反应释放的能量一定是热量化学反应释放的能量一定是热量7、下列燃料中，不属于化石燃料的是、下列燃料中，不属于化石燃料的是( ) A.煤煤 B.石油石油 C.天然气天然气 D.水煤气水煤气DC巩固练习：巩固练习： 。