1、化學能與熱能,能源與人類,能源是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎，我們每時每刻、分分秒秒都離不開它。迄今為止，人類所能利用的能源主要是化學能、電能、以及核能等等。但是，由于人類大量開發(fā)和浪費資源，造成了資源的不合理利用從而引發(fā)了不可回避的能源危機。,16.6%,2.1%,5.1%,76.2%,我國化石燃料和水電能源消耗構成圖,你知道嗎?,煤、石油、天然氣的主要化學成分是烴類等有機物（煤中含有大量的碳），它們?nèi)紵龝r放出熱能。你一定想知道，這種能量從何而來?它與化學物質(zhì)和化學反應有什么關系？石灰石（主要成分是碳酸鈣）要經(jīng)過高溫煅燒才能變成生石灰，高溫提供的熱能在石灰石的分解反應中起到什么作用？,一、化

2、學鍵與化學反應中能量變化的關系,思考：不同的燃料其組成不同，燃燒后放出的熱量也不相等。為什么不同的燃料燃燒時放出的熱量會不同？燃料在燃燒反應中產(chǎn)生的熱能來自哪里？,1、化學反應中能量的變化,、化學反應的本質(zhì)是什么？,以氫氣在氯氣中燃燒為例，用化學鍵的觀點分析反應的本質(zhì)過程。,H2 + Cl2 = 2HCl,HH,Cl Cl,HCl,斷開,斷開,點燃,一個化學反應的的過程，本質(zhì)上就是舊化學鍵斷裂和新化學鍵形成的過程。,形成,、化學反應中能量變化的主要原因,H2 + Cl2 = 2HCl,HH,Cl Cl,HCl,吸收能量,斷開,斷開,吸收能量,形成,放出能量,點燃,化學鍵的斷裂和形成是化學反應中

3、能量變化的主要原因。,. 從化學鍵的觀點來分析能量的變化,所以：一個化學反應是否為放熱還是吸熱取決于什么呢？,取決于所有斷鍵吸收的總能量與所有 形成新鍵放出的總能量的相對大小,想一想： 在化學反應中，隨著物質(zhì)的變化，既有反應物中化學鍵的斷裂，又有生成物中化學鍵的形成，化學能也隨之而改變。那么，一個化學反應吸收能量還是放出能量是由什么決定的呢？,實驗測得，在25,101KPa條件下，將1molH2(H-H)變?yōu)?molH原子需吸收436kJ能量，而2molH原子變成1molH2(H-H)放出436kJ能量，這個能量就是H-H的鍵能。,某些化學鍵的鍵能,某些鍵的鍵能(kJ/mol),對于某個確定的

4、化學反應，如何判斷它是放出能量還是吸收能量呢？,鍵能越大,含該鍵的分子越穩(wěn)定,化學鍵越牢固,在反應H2 + Cl2 2HCl中，已知 HH 鍵能為436kJ/mol，ClCl鍵能為247 kJ/mol，HCl鍵能為431kJ/mol，判斷該反應是 反應,放熱,課堂練習一,則(1)化學鍵斷裂時需要吸收能量。吸收總能量為：436kJ247kJ683 kJ， (2)化學鍵形成時需要釋放能量。釋放總能量為：431kJ431kJ862 kJ， (3)反應中放出的熱量的計算： 862kJ683kJ=179kJ,小結：,一個確定的化學反應在發(fā)生過程中是吸收能量還是放出能量，決定于反應物的總能量與生成物的總能

5、量的相對大小。,看圖討論：,分析化學反應：,反應物的總能量 生成物的總能量,化學反應放出能量,看圖討論：,將水由低處抽向高處需提供能量 （電能轉(zhuǎn)換為機械能，再轉(zhuǎn)換為勢能）,分析化學反應：,反應物的總能量 生成物的總能量,化學反應吸收能量,反應物的總能量高,生成物的總能量低,生成物的總能量高,反應物的總能量低,放熱反應,吸熱反應,反應物的總能量=生成物的總能量+放出的熱量,生成物的總能量=反應物的總能量+吸收的熱量,化學反應的過程,可以看成是能量的“貯存”或“釋放”的過程,小結：,規(guī)律：,（1）如果反應物所具有的總能量高于生成物所具有的總能量，那么在發(fā)生化學反應時，就有部分能量以熱的形式釋放出來

6、； （2）如果反應物所具有的總能量低于生成物所具有的總能量，那么在發(fā)生化學反應時，反應物就需要吸收能量，才能轉(zhuǎn)化為生成物。,小結：,能量公式化,E（反應物）E（生成物）H,(能量守恒定律）,E（生成物）E（反應物）H,H0為吸熱反應,H0為放熱反應,二、化學能與熱能的相互轉(zhuǎn)化,1、兩條基本的自然定律,（1）質(zhì)量守恒定律：,（2）能量守恒定律：一種能量可以轉(zhuǎn)化為另一種能量， 總能量保持不變。,2、吸熱反應和放熱反應,根據(jù)能量變化情況角度分：,（1）化學上把有熱量放出的化學反應叫做放熱反應,（2）化學上把吸收熱量的化學反應叫做吸熱反應,（1）放熱反應,（2）吸熱反應,小結：,規(guī)律：,練習：,1、在

7、化學反應中，斷裂化學鍵需要_，形成化學鍵要_?；瘜W反應是吸熱反應還是放熱反應決定于_,吸收能量,放出能量,反應物的總能量與生成物的總能量的相對大小,2、兩位同學討論放熱和吸熱反應。甲說加熱后才能發(fā)生的化學反應是吸熱反應，乙說反應中要持續(xù)加熱才能進行的反應是吸熱反應。你認為他們的說法正確嗎？為什么？,三、化學能的應用,1、利用熱量進行生活、生產(chǎn)和科研。 2、利用熱能使很多化學反應得以發(fā)生。,如：,小結：,實驗,1.鋁與鹽酸反應的化學方程式： 。 2.在反應過程中你將能看到什么現(xiàn)象？ 3.用眼睛不能直接觀察到反應中的熱量變化，你將采取哪些簡單易行的辦法來了解反應中的熱量變化？ 4.要明顯的感知或測

8、量反應中的熱量變化，你在實驗中應注意哪些問題？,思考與討論：,實驗記錄：,有氣泡冒出，溶液的溫度明顯升高。,鋁與鹽酸反應的過程放出熱量。,反應物的總能量=生成物的總能量+放出的熱量,生成物的總能量=反應物的總能量+吸收的熱量,【課堂小結】,問題探究,整個反應過程（放出/吸收） kJ熱量,1368,1852,放出484,2、氫氣在氧氣中燃燒產(chǎn)生藍色火焰，在反應中， 破壞1molHH鍵消耗的能量為Q1kJ， 破壞1molO = O鍵消耗的能量為Q2kJ， 形成1molHO鍵釋放的能量為Q3kJ。 下列關系式中正確的是（ ） A. 2Q1 + Q2 4Q3 B. 2Q1 + Q2 4Q3 C. Q1

9、 + Q2 Q3 D. Q1 + Q2 = Q3,B,化學反應,熱能,煤、石油、天然氣的燃燒（產(chǎn)生）,CaCO3經(jīng)過高溫煅燒分解成CaO（動力）,熱能對化學反應的支持作用，利用熱能來完成常溫下很難發(fā)生的化學反應。,獲取能量,探索與總結,常見的放熱反應和吸熱反應,放熱反應,燃料的燃燒(與O2的反應） 中 和 反 應 活潑金屬與水或酸的反應 大部分化合反應（生石灰和水） 物質(zhì)的緩慢氧化,吸熱反應,C+CO2 H2+CuO C+H2O Ba(OH)2.8H2O+NH4Cl CaCO3高溫分解 大部分分解反應 多數(shù)銨鹽溶于水,反應過程中的能量變化,1、人類文明與能源開發(fā)、利用的關系,人類文明史,引出,

10、燃料充分燃燒,化石 燃料 合理 利用,新技術的開發(fā),化學反應中的能量變化,能源的利用反映著人類進步,2. 常見的能源主要有以下十種:,太陽能、化石能源、水能、 風能、潮汐能、地熱能、生物質(zhì)能、核能以 及氫能。,1、下列說法正確的是（ ） A.需要加熱才能發(fā)生的反應一定是吸熱反應 B.任何放熱反應在常溫條件下一定能發(fā)生反應 C.反應物和生成物所具有的總能量決定了反應 結果是放熱還是吸熱 D.吸熱反應在一定條件下才能發(fā)生反應,CD,2、判斷： （1）加熱的反應一定是吸熱反應。 （2）一個反應是吸熱或放熱與反應條件 沒有直接聯(lián)系，與反應物與生成物 的總能量的相對大小有關。 （3）化學反應中的能量變化

11、都表現(xiàn)為熱 能變化。,科學視野,1、社會發(fā)展與能源利用,2、人類利用能源的三個階段,柴草時期,化石能源時期,多能源結構時期,生物體中的能量轉(zhuǎn)化,人體內(nèi)發(fā)生的氧化還原反應與體外的燃燒 本質(zhì)相同，都是放熱反應。只是二者條件 不同，且前者更加合理有效。,實驗2,有刺激性氣味氣體產(chǎn)生；玻璃片上的水結成冰，玻璃片與燒杯底被冰粘在了一起；用手觸摸杯壁下部，有涼的感覺。,Ba(OH)28H2O與NH4Cl反應的過程吸收熱量。,化學反應方程式： Ba(OH)28H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3 +10H2O,玻璃棒的作用：,攪拌，使混合物充分接觸,反應物成糊狀的原因：,結冰粘結,結論：該反應是吸熱反

12、應,思考：,酸與堿的中和反應是吸熱反應還是放熱反應？,實驗3,酸堿反應的本質(zhì)就是H+ + OH- = H2O 。 可得出推論：酸堿中和反應都是放熱反應。 反應中H+和OH-離子的量相等 ，生成水的量相等，放出的熱量也相等 ,中和反應后溶液的溫度比反應前鹽酸和氫氧化鈉溶液的溫度高。,鹽酸和氫氧化鈉溶液的反應過程中放出熱量，使溶液混合物的溫度升高。,分析：,中和熱的概念: 酸與堿發(fā)生中和反應生成1molH2O時所釋放的熱量稱為中和熱。,思考與交流：,注：（1）中和反應都放出熱量 （2）稀溶液中，強酸與強堿的中和 熱為定值：57.3KJ/mol,思考與交流： 在設計實驗裝置和操作時應該注意哪些問題？,（1）用隔熱裝置，盡量減少熱量散失；,（2）酸堿的量要準確：nCV,a、濃度要越精確越好 b、量體積的容器越精確越好，最好用移液管,（3）溫度計越精確越好,（4）注意控制反應時間,（5）多做幾次，取平均值,在設計實驗裝置和操作時應從兩個方面考慮，一是注重“量”的問題，如 反應物的濃度和體積取定值； 測量反應前后的溫度值； 做平行實驗取平均值。二是盡量減小實驗誤差，如 用經(jīng)過標定的鹽酸和氫氧化鈉溶液； 量液器最好使用移液管； 攪拌