化学能与热能共45张.pptx

第一节化学能与热能第一节化学能与热能 课堂互动讲练课堂互动讲练探究整合应用探究整合应用知能优化训练知能优化训练第第一一节节课前自主学案课前自主学案学习目标学习目标1.知道化学键的断裂与形成是化学反应中能量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。变化的主要原因。2.知道反应物与生成物总能量的相对高低是反知道反应物与生成物总能量的相对高低是反应过程中能量变化的决定因素。应过程中能量变化的决定因素。3.了解化学能与热能的相互转化。了解化学能与热能的相互转化。4.了解能量转化在生产、生活中的应用。了解能量转化在生产、生活中的应用。学习目标学习目标课前自主学案课前自主学案一、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化学反应的实质化学反应的实质化化学学反反应应的的实实质质是是原原子子(或或原原子子团团)的的重重新新组组合合，即即反反应应物物中中_的的断断裂裂和和生生成成物物中中_的形成。的形成。自主学习自主学习自主学习自主学习旧化学键旧化学键新化学键新化学键2化学反应中能量变化的原因化学反应中能量变化的原因(微观角度微观角度)(1)物质中的原子之间是通过物质中的原子之间是通过_结合的。结合的。(2)断断开开反反应应物物中中的的化化学学键键要要_能能量量，形形成生成物中的化学键要成生成物中的化学键要_能量。能量。(3)实例实例(25 和和101 kPa的条件下的条件下)化学键化学键吸收吸收放出放出吸收吸收放出放出1660(4)物物质质在在化化学学反反应应中中发发生生能能量量变变化化的的主主要要原原因因是是_的断裂和形成。的断裂和形成。3化学反应中能量变化的决定因素化学反应中能量变化的决定因素(宏观角度宏观角度)(1)物质的稳定性与能量的关系物质的稳定性与能量的关系化学键化学键(2)化化学学反反应应中中能能量量变变化化的的决决定定因因素素(用用E表表示示物物质能量质能量)E(反应物反应物)E(生成物生成物)_能量能量E(反应物反应物)E(生成物生成物)_能量能量思考感悟思考感悟1液液态态HCl不不导导电电，但但HCl溶溶于于水水能能导导电电，该该过程有化学键断裂吗？属于化学变化吗？过程有化学键断裂吗？属于化学变化吗？【提提示示】当当HCl溶溶于于水水时时，在在水水分分子子的的作作用用下下，HCl化化学学键键被被破破坏坏，但但无无新新化化学学键键的的形形成成，故故不属于化学变化。不属于化学变化。吸收吸收放出放出二、化学能与热能的相互转化二、化学能与热能的相互转化1两条基本的自然定律两条基本的自然定律(1)质质量量守守恒恒定定律律：自自然然界界的的物物质质发发生生转转化化时时，_不变。不变。(2)能能量量守守恒恒定定律律：一一种种形形式式的的能能量量可可以以转转化化为为另一种形式的能量，但是体系包含的另一种形式的能量，但是体系包含的_不变。不变。2吸热反应和放热反应吸热反应和放热反应(1)定义定义吸热反应：吸热反应：_热量的化学反应。热量的化学反应。放热反应：放热反应：_热量的化学反应。热量的化学反应。总质量总质量总能量总能量吸收吸收放出放出(2)实例实例铝与盐酸反应铝与盐酸反应现现象象：铝铝条条表表面面有有_产产生生，反反应应后后温度温度_。结论：反应过程中结论：反应过程中 _热量。热量。Ba(OH)28H2O与与NH4Cl反应反应现现象象：有有_生生成成，烧烧杯杯壁壁很很凉，烧杯与玻璃片粘到一起。凉，烧杯与玻璃片粘到一起。结论：反应过程中结论：反应过程中_热量。热量。无色气体无色气体升高升高放出放出刺激性气味气体刺激性气味气体吸收吸收3化学能与热能相互转化的应用化学能与热能相互转化的应用(1)化学物质中的化学物质中的_通过反应转化成通过反应转化成_，是人类生存和发展的动力之源。，是人类生存和发展的动力之源。(2)热热能能转转化化成成化化学学能能是是人人们们进进行行化化学学科科学学研研究究，研制新物质不可缺少的条件和途径。研制新物质不可缺少的条件和途径。思考感悟思考感悟2水水蒸蒸气气液液化化时时向向环环境境释释放放热热量量，该该变变化化是是放放热反应吗？热反应吗？【提提示示】吸吸热热反反应应和和放放热热反反应应是是针针对对化化学学反反应应而而言言的的，水水蒸蒸气气液液化化是是放放热热过过程程，但但无无化化学学变化，故不是放热反应。变化，故不是放热反应。化学能化学能热能热能三、人类利用能源的三个阶段三、人类利用能源的三个阶段1柴草时期柴草时期该该时时期期从从火火的的发发现现至至18世世纪纪产产业业革革命命，以以树树枝枝杂杂草为主要能源。草为主要能源。2化石能源时期化石能源时期从从18世世纪纪中中期期到到现现代代，以以_为为主要能源。主要能源。3多能源结构时期多能源结构时期以以_能能源源和和清清洁洁能能源源(_能能源源)为为主主要要能能源，主要包括源，主要包括_等。等。煤、石油、天然气煤、石油、天然气可再生可再生太阳能、氢能、核能、生物质能太阳能、氢能、核能、生物质能绿色绿色自主体验自主体验自主体验自主体验1下列说法正确的是下列说法正确的是()A需要加热才能发生的反应一定是吸热反应需要加热才能发生的反应一定是吸热反应B化学反应中的能量变化都表现为热量变化化学反应中的能量变化都表现为热量变化C任何放热反应在常温下一定能发生任何放热反应在常温下一定能发生D反反应应物物和和生生成成物物所所具具有有的的总总能能量量的的相相对对大大小小决定了反应是放热还是吸热决定了反应是放热还是吸热解解析析：选选D。化化学学反反应应的的能能量量变变化化主主要要表表现现为为放放热热或或吸吸热热，有有的的还还以以光光能能、电电能能等等形形式式表表现现；反反应应是是放放热热还还是是吸吸热热主主要要取取决决于于反反应应物物和和生生成成物物的的总总能能量量的的相相对对大大小小；放放热热反反应应和和吸吸热热反反应应在在一一定定条条件件下下都都能能发发生生，反反应应开开始始时时需需加加热热的的反反应应可可能能是是吸吸热热反反应应也也可可能能是是放放热热反反应应，放放热热反应常温下不一定能发生，如合成氨反应。反应常温下不一定能发生，如合成氨反应。2(2011年长春高一检测年长春高一检测)图中所示是两个反应图中所示是两个反应前后反应物总能量和生成物总能量的比较，对前后反应物总能量和生成物总能量的比较，对于于A、B两个反应的说法正确的是两个反应的说法正确的是()AA反应是放热反应，反应是放热反应，B反应也是放热反应反应也是放热反应BA反应是放热反应，反应是放热反应，B反应是吸热反应反应是吸热反应CA反应是吸热反应，反应是吸热反应，B反应也是吸热反应反应也是吸热反应DA反应不需要加热，反应不需要加热，B反应必须加热反应必须加热解解析析：选选B。若若反反应应物物总总能能量量高高于于生生成成物物总总能能量量，则则反反应应为为放放热热反反应应，反反之之，为为吸吸热热反反应应；但但是是无无论论是是吸吸热热反反应应，还还是是放放热热反反应应都都与与反反应应是是否否加热无关。加热无关。3下列变化中属于吸热反应的是下列变化中属于吸热反应的是()液液态态水水汽汽化化将将胆胆矾矾加加热热变变为为白白色色粉粉末末苛苛性性钠钠固固体体溶溶于于水水氯氯酸酸钾钾分分解解制制氧氧气气生石灰跟水反应生成熟石灰生石灰跟水反应生成熟石灰干冰升华干冰升华ABC D解解析析：选选B。注注意意吸吸热热或或放放热热过过程程与与吸吸热热反反应应或或放放热热反反应应的的区区别别。水水汽汽化化是是物物理理变变化化，不不属属于于吸吸热热反反应应。CuSO45H2O受受热热分分解解生生成成CuSO4和和H2O，属属于于吸吸热热反反应应。KClO3分分解解是是吸吸热热反反应应。是是放放热热反反应应。均均为为物物理理变变化。化。课堂互动讲练课堂互动讲练1吸热反应和放热反应的比较吸热反应和放热反应的比较要点一要点一吸热反应和放热反应吸热反应和放热反应放热反应放热反应吸热反应吸热反应能能量量变变化化反应物的总能量大于反应物的总能量大于生成物的总能量生成物的总能量反应物的总能量小于反应物的总能量小于生成物的总能量生成物的总能量放热反应放热反应吸热反应吸热反应键键能能变变化化生成物的总键能大于生成物的总键能大于反应物的总键能反应物的总键能生成物的总键能小于生成物的总键能小于反应物的总键能反应物的总键能图图示示2.常见的吸热反应和放热反应常见的吸热反应和放热反应(1)吸热反应吸热反应大部分分解反应大部分分解反应较典型的反应，如：较典型的反应，如：Ba(OH)28H2O和和NH4Cl反应反应(2)放热反应放热反应大部分化合反应大部分化合反应金属和水或酸的反应金属和水或酸的反应可燃物的燃烧反应及缓慢氧化可燃物的燃烧反应及缓慢氧化酸和碱的中和反应酸和碱的中和反应特特别别提提醒醒：吸吸热热反反应应和和放放热热反反应应均均是是化化学学反反应应。NaOH 固固体体溶溶于于水水、浓浓 H2SO4溶溶于于水水，属属于于放放热热过过程程，不不属属于于放放热热反反应应；NH4NO3固固体体溶溶于于水水，升升华华、蒸蒸发发、分分子子形形成成原原子子等等属属于于吸吸热热过过程程，不属于吸热反应。不属于吸热反应。(2011年年天天津津高高一一检检测测)下下列列说说法法中中不不正正确确的是的是()A任何化学反应都伴随着热量的变化任何化学反应都伴随着热量的变化B化学反应的特征是有新物质生成化学反应的特征是有新物质生成C经经过过加加热热而而发发生生的的化化学学反反应应不不一一定定都都是是吸吸热热反应反应D只要有化学键的断裂，一定发生化学反应只要有化学键的断裂，一定发生化学反应例例例例1 1【解解析析】任任何何化化学学反反应应都都伴伴随随着着能能量量的的变变化化，A正正确确；有有新新物物质质生生成成的的反反应应为为化化学学反反应应，B正正确确；很很多多放放热热反反应应需需要要加加热热或或点点燃燃才才能能发发生生，C正正确确；化化学学反反应应中中有有反反应应物物中中旧旧化化学学键键断断裂裂，也有生成物中新化学键形成，也有生成物中新化学键形成，D不正确。不正确。【答案答案】D【规规律律方方法法】化化学学反反应应都都伴伴随随着着能能量量变变化化，只只有有两两种种情情况况：一一种种为为吸吸热热反反应应，一一种种为为放放热热反反应应。某某个个反反应应是是吸吸热热反反应应还还是是放放热热反反应应与与反反应条件无必然关系。应条件无必然关系。变变式式训训练练1研研究究物物质质变变化化时时，人人们们可可以以从从不不同同的的角角度度、不不同同的的层层面面来来认认识识物物质质变变化化时时所所引引起起的的化化学学键键及及能能量量变变化化。据据此此判判断断下下列列说说法法错错误误的是的是()A金金属属钠钠与与氯氯气气反反应应生生成成氯氯化化钠钠后后，其其结结构构的的稳定性增强，体系的能量降低稳定性增强，体系的能量降低B物物质质燃燃烧烧可可看看成成是是把把“储储存存”在在物物质质内内部部的的能量能量(化学能化学能)转化为热能释放出来转化为热能释放出来C氮氮分分子子内内部部存存在在着着很很强强的的共共价价键键，故故通通常常状状况下氮气的化学性质很活泼况下氮气的化学性质很活泼D需需加加热热才才能能发发生生的的反反应应不不一一定定是是吸吸收收能能量量的的反应反应解解析析：选选C。钠钠原原子子最最外外层层只只有有1个个电电子子，当当它它失失去去1个个电电子子后后可可以以形形成成8电电子子稳稳定定结结构构使使体体系系的的能能量量降降低低，A项项正正确确；物物质质燃燃烧烧放放热热，化化学学能能转转化化为为热热能能，B项项正正确确；氮氮分分子子内内部部存存在在着着很很强强的的共共价价键键，很很难难被被破破坏坏，所所以以在在通通常常状状况况下下氮氮气气的的化化学学性性质质很很稳稳定定，C项项错错误误；任任何何化化学学反反应应都都经经历历了了旧旧键键的的断断裂裂(吸吸收收能能量量)和和新新键键的的形形成成(放放出出能能量量)的的过过程程，都都伴伴随随着着能能量量的的变变化化，但但释释放放能能量量还还是是吸吸收收能能量量，不不是是由由反反应应条条件件决决定定的的，如如合合成成氨氨需需要要在在高高温温下下进进行行，但但它它却却是是释释放放能能量的反应，量的反应，D项正确。项正确。要点二要点二利用化学键计算化学反应中的能量变利用化学键计算化学反应中的能量变化化1正确理解和公式导出正确理解和公式导出化学键的断裂和形成是物质在化学反应中发生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。利用化学键的能量变化能量变化的主要原因。利用化学键的能量变化可粗略计算化学反应过程可粗略计算化学反应过程中的能量变化。中的能量变化。以以H2Cl2=2HCl为例：为例：3举例举例则反应：则反应：N23H2=2NH3的能量变化的能量变化QQ(吸吸)Q(放放)(942 kJ436 kJ3)391 kJ3296 kJ即该过程放出即该过程放出96 kJ热量。热量。化学键变化化学键变化能量变化能量变化拆开拆开1 mol NN吸收吸收942 kJ拆开拆开1 mol HH吸收吸收436 kJ形成形成1 mol NH放出放出391 kJ (2011年北京海淀区高一检测年北京海淀区高一检测)已知已知1 g氢氢气完全燃烧生成水蒸气时放出能量气完全燃烧生成水蒸气时放出能量121 kJ，且氧，且氧气中气中1 mol O=O键完全断裂时需要吸收能量键完全断裂时需要吸收能量496 kJ，水蒸气中，水蒸气中1 mol HO键形成时放出能键形成时放出能量量463 kJ，则氢气中，则氢气中1 mol HH键断裂时吸收键断裂时吸收能量为能量为()A920 kJ B557 kJC436 kJ D188 kJ例例例例2 2【思路点拨思路点拨】解答此题要注意以下两点：解答此题要注意以下两点：(1)反应过程的能量变化等于反应物总键能减去反应过程的能量变化等于反应物总键能减去生成物总键能。生成物总键能。(2)放热反应的能量变化为负值。放热反应的能量变化为负值。【答案答案】C【规规律律方方法法】与与键键能能有有关关的的计计算算题题，通通常常就就是是考考查查化化学学键键的的键键能能与与化化学学反反应应中中能能量量变变化化的的关系。计算公式为：关系。计算公式为：化化学学反反应应中中的的能能量量变变化化值值反反应应物物的的总总键键能能生成物的总键能。生成物的总键能。利用这一公式进行计算时，要特别注意：利用这一公式进行计算时，要特别注意：(1)既既可可以以利利用用所所有有化化学学键键的的键键能能计计算算具具体体反反应应中中的的能能量量变变化化，又又可可以以根根据据化化学学反反应应中中的的能能量量变化计算某一个具体的化学键的键能。变化计算某一个具体的化学键的键能。(2)计计算算出出的的数数值值如如果果为为正正值值，意意味味着着是是吸吸热热反反应应，计计算算出出的的数数值值如如果果是是负负值值，意意味味着着是是放放热热反应。反应。变变式式训训练练2(2010年年高高考考重重庆庆卷卷改改编编题题)已已知知H2(g)Br2(l)=2HBr(g)，当当生生成成2 mol HBr(g)时时反反应应放放出出72 kJ 能能量量，蒸蒸发发1 mol Br2(l)需需要要吸吸收的能量为收的能量为30 kJ，其他相关数据如下表：，其他相关数据如下表：H2(g)Br2(g)HBr(g)1 mol分子中的分子中的化学键断裂时化学键断裂时需要吸收的能需要吸收的能量量/kJ436a369则表中则表中a为为()A404 B260C230 D200解解析析：选选D。化化学学反反应应的的实实质质是是旧旧键键断断裂裂(吸吸收收能能量量)和和新新键键形形成成(放放出出能能量量)，故故有有43630a369272，a200，D项正确。项正确。探究整合应用探究整合应用如如图图所所示示，把把试试管管放放入入盛盛有有25 饱饱和和澄澄清清石石灰灰水水的的烧烧杯杯中中，试试管管中中开开始始放放入入几几小小块块镁镁片片，再再用用滴滴管管滴滴入入5 mL稀稀盐盐酸酸于于试试管管中中，试试完完成成下下列列问题：问题：(1)实验中观察到的现象是实验中观察到的现象是_。(2)产生上述现象的原因是产生上述现象的原因是_。(3)写出有关反应的离子方程式：写出有关反应的离子方程式：_。(4)由实验推知，由实验推知，MgCl2溶液和溶液和H2的总能量的总能量_镁片和稀盐酸的总能量。镁片和稀盐酸的总能量。(填填“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”)【解解析析】根根据据实实验验过过程程中中的的化化学学方方程程式式来来描描述实验现象。述实验现象。镁镁片片与与稀稀盐盐酸酸的的反反应应是是放放热热反反应应，这这是是由由于于反反应应物物(Mg和和稀稀盐盐酸酸)的的总总能能量量高高于于生生成成物物(MgCl2溶溶液液和和H2)的的总总能能量量。放放出出的的热热通通过过小小试试管管传传递递给给饱饱和和石石灰灰水水溶溶液液，使使Ca(OH)2的的溶溶解解度度下下降降而而析出析出Ca(OH)2晶体。晶体。【答答案案】(1)镁镁片片上上有有大大量量气气泡泡产产生生；镁镁片逐渐溶解；片逐渐溶解；烧杯中溶液变浑浊烧杯中溶液变浑浊(2)镁镁与与稀稀盐盐酸酸反反应应产产生生氢氢气气，该该反反应应为为放放热热反反应应，Ca(OH)2在在水水中中的的溶溶解解度度随随温温度度升升高高而而减减小，故析出小，故析出Ca(OH)2晶体晶体(3)Mg2H=Mg2H2(4)小于小于知能优化训练知能优化训练本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束点此点此进入入课件目件目录按按ESC键退出全屏播放退出全屏播放谢谢使用谢谢使用