化学能与热能的相互转换

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+放出的能量生成物的总能量=反应物的总能量+吸收的能量二、化学能与热能的相互转化1、两条基本的自然定律①质量守衡定律：自然界的物质可以发生相互转化，但是其总质量保持不变。②能量守衡定律：一种能量可以转变为另一种能量，但是能量的总量保持不变。化学上把有热量放出的化学反应叫做反应。吸收热量的化学反应叫做反应。化学反应中的能量变化，通常表现为（）的变化—吸热或放热。2、放热反应和吸热反应2.典型实验：按照下列各实验的操作步骤，完成各实验并将观察到的实验现象及其实验结论填入表中。(1)铝与盐酸反应实验操作实验现象实验结论产生大量、温度计指示温度铝与盐酸反应的离子方程式为，该反应为反应气泡升高放热(2)Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl晶体反应实验操作实验现象实验结论①有气体产生②用手摸烧杯底部有感觉③用手拿起烧杯，玻璃片④烧杯内反应物成化学方程式为，该反应为反应刺激性气味冰凉粘结到烧杯的底部糊状Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O吸热(3)NaOH与盐酸的反应实验操作实验现象实验结论混合溶液的温度比反应前盐酸和NaOH溶液的温度都酸碱中和反应是反应，反应的离子方程式为高放热H＋＋OH－===H2O[归纳总结]吸热反应与放热反应的判断方法1.根据反应类型判断(1)化合反应一般为。(2)需要加热的分解反应一般为。(3)中和反应为。2.记住一些特殊反应(1)Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体反应吸热。(2)所有的燃烧反应都是。(3)活泼金属与水或酸的反应为。放热反应吸热反应放热反应放热反应放热反应常见的放热反应和吸热反应放热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[活学活用]1.下列反应中，属于放热反应的是，属于吸热反应的是(填序号)。①煅烧石灰石(主要成分是CaCO3)制生石灰(CaO)②燃烧蜂窝煤取暖③炸药爆炸④硫酸与氢氧化钾溶液反应⑤生石灰与水作用制熟石灰⑥食物腐败⑦碳与水蒸气反应制得水煤气②③④⑤⑥①⑦2.下列说法不正确的是()A.有能量变化的过程不一定是化学变化B.化学反应的特征是有新物质生成C.经过加热而发生的化学反应不一定都是吸热反应D.只要有化学键的断裂，一定发生化学反应解析有能量变化的过程不一定是化学变化，A项正确；有新物质生成的反应为化学反应，B项正确；很多放热反应需要加热或点燃才能发生，C项正确；化学反应中有反应物中旧化学键断裂，也有生成物中新化学键形成；D项不正确。D探究点二化学能与热能相互转化的应用1.化学能与热能的相互转化在生活、生产中的应用化学物质中的化学能通过化学反应转化成热能，提供了，如、、等；而热能转化为化学能是，如、等。2.生物体中的能量转化及利用能源物质在人体中氧化分解生成CO2和H2O，产生的能量一部分以热量的形式散失；另一部分作为可转移能量在人体内利用(如合成代谢)。人类生存和发展所需要的能量和动力化石燃料的燃烧炸药开山发射火箭人们进行化工生产、研制新物质不可或缺的条件和途径高温冶炼金属分解化合物3.人类利用能源的三个阶段：时期、时期和时期。能源和能源是两类重要的新能源，主要有、、、等。[归纳总结]化学能是能量的一种形式，可以转化为其他形式的能量，如、、等，在转化时遵守。柴草化石能源多能源结构可再生清洁太阳能氢能核能生物质能热能电能光能能量守恒定律[活学活用]3.下列有关能量转换的说法不正确的是()A.煤燃烧是化学能转化为热能的过程B.化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能C.动物体内葡萄糖被氧化成CO2是化学能转变成热能的过程D.植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变成热能的过程解析植物通过光合作用将二氧化碳转化为葡萄糖是太阳能转变为化学能的过程。D4.氢气是未来的理想能源，理由是()①热值高②燃烧时不污染环境③用于制取H2的水资源丰富④密度小，便于运输A.①②③B.②③④C.①③④D.①②③④解析解决氢能源的难题一个是制备困难，一个是运输困难。A1.下列说法不正确的是()A.当今社会人们所需的能量绝大部分是由化学反应产生的B.目前，全球仍处于化石能源时代C.人体生命活动所需要的能量，是由氧化还原反应提供的D.凡是放出热量的化学反应均可用来造福人类D2.下列选项中说明乙醇作为燃料的优点的是()①燃烧时发生氧化反应②燃烧时放出大量的热量③充分燃烧的产物不污染环境④乙醇是一种可再生能源A.①②③B.①②④C.①③④D.②③④解析所有燃料的燃烧反应都是氧化反应，这并不是乙醇作为燃料的优点；乙醇充分燃烧的产物是CO2、H2O，对环境几乎不产生污染，且燃烧时能放出大量的热量，这是乙醇作为燃料的优点；乙醇之所以是一种可再生能源，是由于许多植物(包括秸秆等)发酵都可以制得乙醇，其燃烧产物CO2、H2O又可以通过光合作用变成糖分，最终又可以转变成制取乙醇的原料。D3.关于吸热反应和放热反应，下列说法中错误的是()A.任何放热反应在常温条件下一定能发生B.化学反应中的能量变化，除了表现为热量的变化外，还可以是电能、光能等C.化学反应中的能量变化，也要服从能量守恒定律D.反应物的总能量低于生成物的总能量时，发生的反应一定是吸热反应本课时栏目开关知识·回顾区学习·探究区自我·检测区解析有的放热反应的发生也必须要加热后才能进行，如木炭的燃烧，当温度达到木炭的着火点之后，反应才能发生。质量守恒定律和能量守恒定律是两条基本的自然定律，化学反应中的能量变化也必须遵循能量守恒定律，其形式可以有多种，如木炭燃烧时，既有热量放出，又产生光能；电池中的化学反应放出电能。如果反应物具有的总能量低于生成物的总能量，则在发生反应的过程中，反应物就需要吸收能量才能转化为生成物，这就是吸热反应。答案A本课时栏目开关知识·回顾区学习·探究区自我·检测区4.下列关于吸热反应的说法中，正确的是()A.凡需要加热的反应一定是吸热反应B.只有分解反应才是吸热反应C.使用催化剂的反应是吸热反应D.CO2与CaO的化合是放热反应，而CaCO3的分解是吸热反应本课时栏目开关知识·回顾区学习·探究区自我·检测区B中大多数的分解反应是吸热反应，但有些化合反应也是吸热反应，如：C＋CO2=====高温2CO；C中吸热反应是由于反应物的总能量低于生成物的总能量，与加热、催化剂、反应类型没有直接关系。答案D解析A中吸热反应不一定需要加热，如：Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl晶体的反应不需加热，需加热的反应不一定是吸热反应，如：C＋O2=====点燃CO2；本课时栏目开关知识·回顾区学习·探究区自我·检测区5.已知H＋＋OH－===H2O生成1molH2O放出热量57.3kJ，下列反应中能放出57.3kJ热量的是()A.1mol稀H2SO4与足量NaOH溶液反应B.稀盐酸与氨水反应生成1molH2OC.稀盐酸与稀Ba(OH)2溶液反应生成1mol水D.稀NaOH与95%浓硫酸反应生成1mol水解析A放出热量应为2mol×57.3kJ·mol－1；B放出热量(即中和热)应略小于57.3kJ，因弱酸、弱碱在水中电离要吸收一部分热量，故多数强酸与弱碱，弱酸与强碱的中和反应热值小于57.3kJ；C酸与碱的浓度不能太大，否则中和热数值会偏大，故D错。本课时栏目开关知识·回顾区学习·探究区自我·检测区6.某化学小组对生石灰与水反应是显著放热反应进行了实验探究，除了用手触摸试管壁感觉发热外，还设计了下列几个可行性方案。甲方案：将温度计与盛放有生石灰的小试管用橡皮筋捆绑在一起，放入有水的小烧杯中，用胶头滴管向小试管中缓缓滴入水，看到的现象是，说明反应放热。(下列装置中支撑及捆绑等仪器已略去)本课时栏目开关知识·回顾区学习·探究区自我·检测区乙方案：将盛放有生石灰的小试管插入带支管的试管中，支管接①或②，用胶头滴管向小试管中缓缓滴入水，看到的现象是(接①)，(接②)，说明反应放热。解析甲方案：向生石灰中缓缓滴入水，放出大量热量，绑在试管上的温度计温度升高；乙方案：由于生石灰与水反应放热，使带支管的试管中温度升高，气体压强增大，①中导管口会有气泡冒出；②中U形管内左端液面下降，右端液面上升。本课时栏目开关知识·回顾区学习·探究区自我·检测区答案甲方案：温度计温度升高乙方案：导管口有气泡冒出U形管内左端液面下降，右端液面上升本课时栏目开关知识·回顾区学习·探究区自我·检测区生物质、生物质能•生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。而所谓生物质能（biomassenergy），就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源。•生物质能源可以以沼气、压缩成型固体燃料、气化生产燃气、气化发电、生产燃料酒精、热裂解生产生物柴油等形式存在，应用在国民经济的各个领域。