高中化学：新课标人教版必修二第二章第一节化学能与热能课件全解

新课标人教版化学必修Ⅱ第二章第一节化学能与热能(1)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1molH2中含有1molH-H键，在25℃和101kPa的条件下由H原子形成1molH-H键,要放出463kJ的能量而断开1molH-H键重新变成H原子，要吸收463kJ的能量。[数据分析]1molCH4中含有4molC-H键，在25℃和101kPa的条件下，断开1molC-H键要吸收415kJ的能量，断开1molCH4中所有C-H键要吸收4molX415kJ的能量。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。由反应式：H2+Cl2=2HCl可知破坏H-H、Cl-Cl键吸收的能量为：436.0kJ/mol×1mol+243kJ/mol×1mol=679kJ形成H-Cl键放出的能量为431kJ/mol×2mol=862kJ放出的能量大于吸收的能量，该反应是放热反应，放出的热量为862kJ–679kJ=183kJ2、化学反应中能量变化的主要原因H····Cl··：＋→Cl····H····H2+Cl2=2HClH—HCl—Cl吸收能量断开断开吸收能量形成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。3.从化学键的观点来分析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。吸收能量放出能量所以：一个化学反应是否为放热还是吸热取决于什么呢？取决于所有断键吸收的总能量与所有形成新键放出的总能量的相对大小已知拆开1molH2中的化学键要吸收436kJ的能量，拆开1molO2中的化学键要吸收496kJ的能量，形成气态水1molH-O键要放出463kJ的能量，试说明2H2+O2=2H2O(g)中的能量变化。破坏H2和O2中的共价键吸收的能量为：436kJ/mol×2mol+496kJ/mol×1mol=1368kJ形成H2O中的共价键放出的能量为463kJ/mol×4mol=1852kJ放出的能量大于吸收的能量，该反应是放热反应，放出的热量为1852kJ–1368kJ=484kJ课堂练习【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？看图讨论分析化学反应放出能量看图讨论分析化学反应吸收能量规律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,就有部分能量以热的形式释放出来;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。反应物的总能量高生成物的总能量低放出能量生成物的总能量高反应物的总能量低决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。化学反应化学反应吸收能量一个化学反应吸收能量还是放出能量放热吸热从整体考虑的角度出发从（宏观）能量守恒角度认识反应热若E反应物E生成物则反应放热若E反应物E生成物则反应吸热【归纳小结】一个化学反应是放热还是吸热取决于所有断键吸收的总能量与所有形成新键放出的总能量的相对大小；即取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。1、当物质发生化学反应时，断开反应物中的化学键要；而形成生成物中的化学键要。一个化学反应是释放能量还是吸收能量取决于。吸收能量放出能量反应物总能量与生成物总能量的相对大小课堂练习：2、若反应物的总能量生成物的总能量，化学反应能量。若反应物的总能量生成物的总能量，化学反应能量。放出吸收3、已知反应A＋B＝C＋D为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是（）A.A的能量一定高于CB.B的能量一定高于DC.A和B的总能量一定高于C和D的总能量D.该反应为放热反应，故不必加热就一定能发生C4、甲烷燃烧要放出热量，水的分解要吸收能量，试从化学键变化的角度分析其原因？解析：形成4molH－O键和2molC＝O键释放的能量比断裂4molC－H键和2molO2中的共价键所吸收的能量高，因此放出热量。断裂4molH－O键所吸收的能量比形成2molH－H键和1molO中的共价键放出的能量高，因此要吸收能量。5、氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰，在反应中，破坏1molH－H键消耗的能量为Q1kJ，破坏1molO=O键消耗的能量为Q2kJ，形成1molH－O键释放的能量为Q3kJ。下列关系式中正确的是（）A.2Q1+Q24Q3B.2Q1+Q24Q3C.Q1+Q2Q3D.Q1+Q2=Q3B反应物的能量生成物的能量能量的释放反应物的能量生成物的能量能量的吸收反应物的总能量=生成物的总能量+放出的热量生成物的总能量=反应物的总能量+吸收的热量【课堂小结】新课标人教版化学必修Ⅱ第二章第一节化学能与热能(2)复习回忆：1、不同的物质不仅组成______、结构______，所包含的化学能也_______。2、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______________________________________。____________时，有部分能量释放出来；_______________________时，反应物要吸收能量，才能转化为生成物。3、是化学反应中能量变化的主要原因。不同不同不同反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。若E反E生若E反E生化学键的断裂和形成二、化学能与热能的相互转化1、质量守恒定律、能量守恒定律2、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！[实验探究2—1]铝片与盐酸的反应在一支试管中加入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的变化．实验２－１1.铝与盐酸反应的化学方程式：。2.在反应过程中你将能看到什么现象？3.用眼睛不能直接观察到反应中的热量变化，你将采取哪些简单易行的办法来了解反应中的热量变化？思考与讨论：实验2－1现象结论铝与盐酸反应，放出大量气泡，温度升高该反应是放热反应[实验2—2探究]：Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应整个实验的现象、反应化学方程式和结论？实验2－2现象：1、玻璃片（小木板）会与小烧杯粘结在一起2、有少许刺激性气味气体产生3、有水生成Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl＝BaCl2+2NH3+10H2O结论：该反应是吸热反应实验探究２－３盐酸温度NaOH溶液温度中和反应后温度盐酸与氢氧化钠溶液反应，观察反应中溶液温度的变化。实验2－3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3、中和热：（1）定义：稀强酸与稀强碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量。（2）中和热测定：如果要通过实验来测定盐酸与氢氧化钠反应的中和热，你认为在设计实验装置和操作时应该注意哪些问题？你准备如何设计并进行实验？讨论、交流：中和热的测定装置在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条），大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，以达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的，如上图所示。该实验也可在保温杯中进行。思考与交流在设计实验装置和操作应从两个方面考虑，一是注重“量”的问题:如①反应物的浓度和体积取定值；②测量反应前后的温度值；③做平行实验取平均值。二是尽量减小实验误差:如①搅拌使反应充分进行；②及时散热，使混合液温度均衡；③温度计的精确度高，最好使用精度为0.1℃；④使用绝缘装置，避免热量散发；随堂练习1.下列说法正确的是()A.大多数的化合反应是释放能量的反应B.大多数分解反应是吸收能量的反应C.释放能量的反应都不需要加热D.吸收能量的反应都需要加热AB2.下列反应既属于氧化还原反应,又属于吸热反应的是()A.铝片与稀盐酸的反应B.Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反应C.灼热的炭与CO2的反应D.甲烷在氧气中的燃烧反应C常见的放热反应和吸热反应放热反应物质与氧气的反应燃料的燃烧中和反应金属与酸活泼金属与水的反应生石灰和水反应大部分化合反应吸热反应C+CO2C+H2OH2+CuOBa(OH)2·8H2O+NH4ClFe+H2O（g）大部分分解反应三、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，都是放热反应。只是二者条件不同，且前者更加合理有效。科学视野1、社会发展与能源利用2、人类利用能源的三个阶段柴草时期化石能源时期多能源结构时期科学视野人类利用能源的三个阶段柴草时期化石能源时期多能源结构时期练习：指出下列说法的正误Ａ、生物体内进行的缓慢氧化反应是放热反应。Ｂ、化学键断裂吸收的能量越多，化学键越牢固。Ｃ、植物光合作用吸收太阳能，与化学能无关。Ｄ、柴草的燃烧与化学能无关。Ｅ、人类的文明程度与人均耗能无关。对对不对不对不对3、如右图所示，把试管放入盛有25℃时饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管滴入5mL盐酸于试管中.试回答：(1)实验中观察到的现象是(2)产生上述现象的原因是①镁片上有大量气泡产生；②镁片逐渐溶解；③烧杯中析出晶体.:镁与盐酸反应产生氢气，该反应为放热反应，Ca(OH)2在水中的溶解度随温度升高而减小，故析出Ca(OH)2晶体.随堂练习(3)写出有关反应的离子方程式(4)由实验推知，MgCl2溶液和H2的总能量(填“大于”、“小于”、“等于”)镁片和盐酸的总能量.Mg+2H+=Mg2++H2小于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、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，取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。4、化学反应中能量转化遵循能量守衡原则。【本节小结】小结能量变化化学能转化为热能放热反应吸热反应类型反应物的总能量大于生成物的总能量反应物的总能量小于生成物的总能量遵循能量守恒原理能量利用燃料充分燃烧新能源的开发减少污染