高一化学必修二化学能与热能

第二章化学反应与能量第一节化学能与热能一、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？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。H····Cl··：＋→Cl····H····H2+Cl2=2HClH—HCl—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。形成H····Cl··：＋→Cl····H····H2+Cl2=2HClH—HCl—Cl吸收能量断开断开吸收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。【思考与交流】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？2、一个化学反应吸收能量还是放出能量的决定因素看图讨论水由高处向低处流要释放能量（势能转换为动能）分析化学反应放出能量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）分析化学反应吸收能量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。能量反应过程反应过程反应物生成物能量放热反应吸热反应反应物生成物规律反应物的能量之和E反生成物的能量之和E生（1）若E反E生，（2）若E反E生，放出能量吸收能量放热反应吸热反应A、反应物总能量与生成物总能量的相对大小B、从微观本质分析：（1）形成化学键放出的能量＞断开化学键吸收的能量放热反应吸热反应（2）形成化学键放出的能量＜断开化学键吸收的能量2摩H2和1摩O2生成2摩H2O的能量变化。（H-H键能是436KJ/mol，O=O键能是496KJ/mol，H-O键能是463KJ/mol）举例：拆开1摩H2所需能量是436KJ，拆1摩O2需要能量是496KJ。算一算：通常，键能愈大，键愈牢固，由该键构成的分子也愈稳定,该分子本身所具有的能量就愈低。放出484KJ的能量ΔH=436×2+496-463×4=-484(KJ/mol)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＝683kJ，(2)化学键形成时需要释放能量。释放总能量为：431kJ＋431kJ＝862kJ，(3)反应中能量变化的计算：683kJ—862kJ=—179kJE反-E生0，放热反应二、化学能与热能的相互转化质量守恒定律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。热量的变化：吸热和放热怎样设计实验来了解反应中的热量变化情况？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化！现象结论实验2-1：盐酸与锌片的反应实验2-2：Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应现象结论反应放出热量。有气泡放出，温度升高。有刺激性气味，烧杯底部很冷，烧杯下面的玻璃片被冻在一起。反应吸收热量。盐酸温度/℃NaOH溶液温度/℃中和反应后温度/℃结论：中和反应是放热反应。实质：H++OH－＝H2O反应后温度升高室温室温中和热：酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量称为中和热。放出热量为57.3kJ。实验2-3：酸与碱的中和反应思考与交流p34测量中和反应热应该注意哪些问题？1、保温隔热的效果一定要好。2、酸碱浓度要准确。3、温度计要读准，水银球要全浸在4、实验操作时动作要快，以尽量溶液中，且要稳定一段时间再读。减少热量的散失。结论：化学能和热能可以相互转化，遵循能量守恒定律。常见的放(吸)热反应1.金属与酸的反应2.所有的燃烧反应3.酸碱中和反应4.大多数化合反应放热反应吸热反应1.氢氧化钙与氯化铵晶体的反应2.C(s)+CO2(g)===2CO(g)3.C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)4.H2(g)+CuO(s)===Cu(s)+H2O(g)5.大多数分解反应△高温△高温三、化学能的应用•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。如：科学视野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，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。只是二者反应条件不同。【自主学习】启示：生物化学过程在利用“能源”上更为合理、有效。科学视野人类利用能源的三个阶段1、柴草时期：以树枝杂草为主要能源2、化石能源时期：以煤、石油、天然气为主要能源3、多能源结构时期：可再生能源、清洁能源例题：1、在同温、同压下，比较下列反应放出热量Q1、Q2的大小A：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)+Q12H2(g)+O2(g)=2H2O(l)+Q2分析：反应物的状态，数量和生成物的数量都相同，但由于气态水转化为液态要放出一定数量的热量∴Q2＞Q1B:S(g)+O2(g)=SO2(g)+Q1S(S)+O2(g)=SO2(g)+Q2例题：1、在同温、同压下，比较下列反应放出热量Q1、Q2的大小两式数量相同，S由固态吸收热量转化为气态，再氧化燃烧生成SO2。其放出热量的总和小于由气态S直接燃烧所放出的热量∴Q2Q1C:C(s)+1/2O2(g)=CO(g)+Q1C(s)+O2(g)=CO2(g)+Q2例题：1、在同温、同压下，比较下列反应放出热量Q1、Q2的大小固态C氧化为CO，释放出热量Q1，CO是气体燃料，和O2反应生成CO2，又释放热量Q3，两次释放热量的总和Q1+Q3，等于固态C氧化为气态CO2释放的热量Q2，∴Q2＞Q1D:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)+Q11/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g)+Q2状态相同，但数量后式仅是前式的一半，释放的热量也应是前式的一半，Q2＜Q1例题：1、在同温、同压下，比较下列反应放出热量Q1、Q2的大小1、物质发生化学反应的同时还伴随着能量的变化,而这种能量变化又通常表现为热能变化。2、化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。3、化学反应中能量转化遵循能量守恒原则。【小结】