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第二章化学反应与能量第一节化学能与热能（第1课时)知识目标•1、知道化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因。•2、知道反应物和生成物总能量的相对大小是能量变化的决定因素。•3、能够用化学键计算化学反应中的能量变化。•4、了解吸热反应和放热反应的定义。思考1、社会发展主要靠什么呢？能源、材料、信息是现代发展的三大支柱2、当今社会的主要能源有哪些？化石燃料：煤、天然气、石油2.8%7.3%67.2%我国化石燃料和水电能源消耗构成图22.7%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避免的能源危机。科学视野煤、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），化石燃料（煤、石油、天然气）不可再生人类面临能源枯竭的危机，在这方面化学能做出什么贡献？1、什么是化学键，化学反应的本质是什么？化学键：使离子相结合或原子相结合的相互作用。一、化学键与化学反应中能量变化的关系*键能：拆开1mol某键所需的能量或形成1mol该化学键所释放的能量叫键能。单位：kJ/mol。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键的键能。某些化学键的键能(KJ/mol)键键能键键能H－H436C－H415.0Cl－Cl242.7O－H462.8Br－Br193.7N－H390.8I－I152.7H－Cl431.8C－C347.7H－I298.7键能越大含该键的分子越稳定化学键越牢固2、物质的能量与稳定性的关系物质本身的能量高低→←不稳定←→稳定课堂练习1、金刚石和石墨是碳的两种结构不同的单质（同素异形体）。在100kPa时，1mol石墨转化为金刚石，要吸收1.895KJ的热能。据此，试判断在100kPa压强下，下列结论正确的是（）A石墨比金刚石稳定B金刚石比石墨稳定C1mol石墨比1mol金刚石的总能量高D1mol金刚石比1mol石墨的总能量低H····Cl··：＋→Cl····H····H2+Cl2=2HClH—HCl—Cl吸收能量断开断开吸收能量形成光照化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。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。3、化学反应的特征（1）、有新物质产生（2）、伴随着能量的变化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。吸收能量放出能量问题：一个化学反应是吸收能量还是放出能量取决于什么呢？取决于所有反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小水由高处向低处流要释放能量（势能转换为动能）提示：可从能量守恒角度分析反应物的总能量生成物的总能量反应物的总能量生成物的总能量将水由低处抽向高处需吸收能量（电能转换为机械能，再转换为势能）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出能量吸收能量反应物的总能量=生成物的总能量+放出的能量生成物的总能量=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。（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，就有部分能量就要释放出来；•∑E（反应物）＞∑E（生成物）——放出能量（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。•∑E（反应物）＜∑E（生成物）——吸收能量小结4、化学反应中能量变化的决定因素5、利用化学键计算化学反应中能量变化•△Q=Q（吸）-Q（放）△Q△Q0为吸热反应△Q0为放热反应注：吸热反应和放热反应都必须是化学反应1、在反应H2+Cl2＝2HCl中，已知H－H键的键能为436kJ，Cl－Cl键的键能为247kJ，H－Cl键的键能为431kJ，判断该反应是反应放热课堂练习(1)化学键断裂时需要吸收能量。吸收的总能量为436kJ＋247kJ＝683kJ；(2)化学键形成时需要释放能量。释放的总能量为431kJ＋431kJ＝862kJ；(3)反应中放出的热量的计算：683kJ-862kJ=-179kJ加热课堂练习2、已知O=O键的键能是498KJ/mol，H-H的键能是436KJ/mol,O-H的键能是462KJ/mol，试判断1molH2完全燃烧生成水是吸热反应还是放热反应？吸收或放出多少热量？第一节化学能与热能（第2课时)知识目标1、了解质量守恒和能量守恒定律的内容。2、掌握常见的放热反应和吸热反应。3、知道化学能与热能相互转化的意义。4、掌握中和热的概念。知识回顾1．化学反应中能量变化的主要原因2．化学反应中能量变化的决定因素一个确定的化学反应完成后的结果是吸收能量还是放出能量，取决反应物的总能和生成物的总能量的相对大小。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1．两条基本自然定律二、化学能与热能的相互转化能量守恒：一种形式的能量可以转化为另一种形式的能量，但是体系的总能量保持不变。质量守恒：自然界中的物质可以相互转化，但是总质量保持不变。2．吸热反应和放热反应(1)定义吸收热量放出热量吸热反应：___________的化学反应。放热反应：___________的化学反应。（2）探究实验实验·探究实验2-1：在一支试管中加入2～3mL6mol/L的盐酸，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变化现象结论Al片上产生大量气泡，温度计水银柱上升Al和HCl反应为放热反应实验2-2将约20gBa(OH)2·8H2O晶体研细后与约10gNH4Cl晶体一起放入烧杯中，并将烧杯放在滴有几滴水的玻璃片或小木板上，用玻璃棒快速搅拌，闻气味，用手触摸杯壁下部，试着用手拿起烧杯，观察现象。现象结论有刺激性气味产生，烧杯与玻璃片粘在一起Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl是吸热反应实验2-3在50mL烧杯中加入20mL2mol/L的盐酸，测其温度。另用量筒量取20mL2mol/LNaOH溶液，测其温度，并缓缓地倒入烧杯中，边加边用玻璃棒搅拌。观察反应中溶液温度的变化过程24.5℃盐酸温度氢氧化钠中和反应后溶液温度24.5℃27.8℃结论：HCl和NaOH反应为放热反应中和热测定的实验装置图2－1－23、中和热1molH2O在稀溶液为中，强酸和强碱发生中和反应生成时所释放的热量。4、常见的吸热反应和放热反应吸热反应Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应①大部分分解反应C+CO2===2CO和C+H2O===CO+H2高温高温②典型的反应：放热反应①大部分化合反应②金属与水或酸的反应③所有的燃烧反应及缓慢氧化④酸碱中和反应课堂练习[例1](2011年广东广州检测)下列说法不正确的是(）A．化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化B．1mol硫酸与足量氢氧化钠发生中和反应生成水所释放的热量称为中和热C．氢气燃烧放出大量的热，说明参加反应的氢气和氧气总能量比生成物水的总能量高D．放热反应有时也需要加热才可发生2．(双选)下列关于化学反应与能量变化的说法不正确．．．的是A．化学反应中既有物质变化又有能量变化B．化学键的断裂和形成与反应放热和吸热无关C．反应物的总能量与生成物的总能量一定相等D．H2SO4与NaOH的反应是放热反应吸热反应不一定需要加热，如Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体反应；放热反应有时也需要加热或点燃，如大多数燃烧反应需要在点燃或者加热的条件下才能发生。交流·总结3化学能化学能热能热能5、化学能与热能相互转化的意义能量变化(1)化学反应伴随着是化学反应的基本特征之一。(2)化学物质中的______通过化学反应转化成_____，提供了人类生存和发展所需要的能量和动力；而_____转化成______又是人们进行化工生产、研制新物质不可或缺的条件和途径。6、人类利用能源的三个阶段(1)柴草时期该时期从火的发现到18世纪产业革命，以树枝杂草为主要能源。(2)化石能源时期从18世纪中期到现在，以煤、天然气、石油为主要能源。(3)多能源结构时期以可再生能源和清洁能源为主要能源，包括太阳能、氢能、核能、生物质能。3．下列反应属于吸热反应的是()。CA．Ba(OH)2与HCl的中和反应B．葡萄糖在人体内氧化分解C．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应D．锌粒与稀H2SO4反应制取H2优化·训练24．下列反应中，既属于氧化还原反应同时又是吸热反应的是()。CA．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应B．铝与稀盐酸反应C．灼热的炭与CO2反应D．甲烷与O2的燃烧反应解析：A项虽然也是吸热反应，但不是氧化还原反应。5．下列说法正确的是()。A．若氢气和氧气化合是放热反应，则水电解生成氢气和氧气是吸热反应ADB．需要加热才能进行的反应是吸热反应C．反应放出热量的多少与反应物的质量和状态无关D．对放热反应A＋B→C＋D，A、B的能量总和大于C、D的能量总和解析：大多数燃烧反应都需要加热或点燃才能进行，但都是放热反应，B错；反应物的状态不同，其自身具有的能量也不同，且相同状态，质量不同，总能量也不相同。