化学能与热能必修2-2-1

121:53第二章化学反应与能量221:53民以食为天任何物质都是含有能量的一、化学能定义：将其它形式的能量储存在化学物质中，使化学物质具有的能量。321:53化学键包含_______和________。物质发生化学反应的实质从化学键的观点就是反应物分子中化学键的_____和生成物分子中化学键的______过程。离子键共价键断裂形成H····Cl··：＋→Cl····H····H—HCl—Cl断开断开H2+Cl2==2HCl点燃形成吸收能量吸收能量放出能量421:53吸收放出1．化学反应中能量变化的主要原因断裂形成(1)物质中的原子之间是通过化学键相结合的，断开反应物的化学键要______能量，形成生成物的化学键要______能量。化学键的_____和______是物质在化学反应中发生能量变化的主要原因。能量变化(2)物质的化学反应与体系的__________是同时发生的。(3)键能:断裂1mol化学键要吸收的能量(单位：kJ/mol)521:53某些键的键能(kJ/mol)键键能键键能H－H436C－H415.0Cl－Cl242.7O－H462.8Br－Br193.7N－H390.8I－I152.7H－Cl431.8C－C347.7H－I298.7键能越大含该键的分子越稳定化学键越牢固(4)键能的大小与物质稳定性的关系：注意：在同一条件下，同一化学键断开与形成时的能量变化数值相等。621:532．化学反应中能量变化的决定因素一个确定的化学反应完成后的结果是吸收能量还是放出能量，决定于______________和_______________的相对大小，即：反应物的总能量生成物的总能量(1)反应物的总能量大于生成物的总能量，化学反应______放出(2)反应物的总能量小于生成物的总能量，化学反应______吸收能量。能量。E(反应物)：反应物的总能量E(生成物)：生成物的总能量（1）若E(反应物)＞E(生成物)，该反应能量；（2）若E(反应物)＜E(生成物)，该反应能量。或放出吸收721:53•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。821:53反应物的总能量生成物的总能量化学反应放出能量921:53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）1021:53反应物的总能量生成物的总能量化学反应吸收能量1121:53二、化学能与热能的相互转化1．两条基本自然定律总质量(1)质量守恒定律：自然界的物质可以发生相互转化，但是________不变。(2)能量守恒定律：一种形式的能量可以转化为另一种形式的能量，但是体系包含的________不变。总能量(3)反应物与生成物的能量差若以热能形式表现，即为放热反应或吸热反应。(4)一个反应若正向为放热（吸热）反应，则逆向为吸热（放热反应）反应。1221:532、化学能与热能的相互转化(实验)实验2－1：铝与盐酸反应实验2－2：Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应实验2－3：HCl与NaOH的中和反应1321:53实验步骤实验现象实验Ⅰ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变化铝条表面有__________产生，反应后温度计示数______无色气泡上升1421:53由实验Ⅰ中温度计的示数变化可知铝与盐酸反应是___反应(填“放热”或“吸热”)，反应方程式为____________________________________。用砂纸打磨光铝条的目的是放热2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑_______________________。除去铝条表面的氧化膜1521:53实验步骤实验现象实验Ⅱ将约20gBa(OH)2·8H2O晶体研细后与约10gNH4Cl晶体一起放入烧杯中，并将烧杯放在滴有几滴水的玻璃片或小木板上，用玻璃棒快速搅拌，闻气味，用手触摸杯壁下部，试着用手拿起烧杯，观察现象能闻到_______气味，用手触摸烧杯的感觉_____(填“发冷”或“发烫”)，拿起烧杯，玻璃片或小木板_____在烧杯底部续表刺激性发冷粘连1621:53Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应1721:53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玻璃棒的作用：搅拌，使混合物充分接触反应物成糊状的原因：有水生成，结冰粘结结论：该反应是吸热反应1821:53实验步骤实验现象实验Ⅲ在50mL烧杯中加入20mL2mol/L的盐酸，测其温度。另用量筒量取20mL2mol/LNaOH溶液，测其温度，并缓缓地倒入烧杯中，边加边用玻璃棒搅拌。观察反应中溶液温度的变化过程在反应过程中，温度计的读数_____续表上升1921:53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2021:532．吸热反应与放热反应的判断(1)从化学键断裂与形成角度判断①若E1E2，化学反应表现为吸热反应；②若E1E2，化学反应表现为放热反应。1.吸热反应和放热反应化学上把有热量放出的化学反应叫做放热反应化学上把吸收热量的化学反应叫做吸热反应（1）放热反应（2）吸热反应（微观）2121:53例：拆开1molH-H键、1molNN键、1molN-H键分别需要吸收的能量为436kJ、946kJ、391kJ，则由氢气和氮气反应生成1molNH3需————热量————kJ放出462221:53(2)从物质本身能量角度判断①若E′E″，化学反应表现为放热反应；②若E′E″，化学反应表现为吸热反应。总总（宏观）2321:53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+吸收的热量放热反应：吸热反应：2421:53练习：下列各图中，表示化学反应正反应是吸热反应的是()2521:533．常见的吸热反应和放热反应(1)放热反应①所有的燃烧反应；②活泼金属与水或酸的反应；③酸碱中和反应；④大多数化合反应；⑤物质的缓慢氧化；⑥铝热反应(2)吸热反应①大多数分解反应；②C、CO、H2还原金属氧化物的反应；③氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应。④多数铵盐溶于水2621:53物质具有的能量与其稳定性之间的关系(1)物质具有的能量越低越稳定，物质具有的能量越高越不稳定例：反应：C(石墨)C(金刚石)是吸热反应，由此可知()A、石墨比金刚石更稳定B、石墨和金刚石可以相互转化C、金刚石比石墨更稳定D、金刚石和石墨不能相互转化AB(2)物质三态所具有的能量不同：E(固)﹤E(液)﹤E(气)2721:53注意问题：例:下列说法正确的是（）A．需加热方能发生的反应一定是吸热反应B．放热反应在常温下一定很易发生C．反应是吸热还是放热必须看反应物和生成物具有的总能量的相对大小D．吸热反应在一定条件下也能发生物质反应开始时需加热的反应：可能是吸热反应，也可能是放热反应。反应的热量变化与反应发生是否需要加热没有必然联系。CD2821:53概念辨析：（1）放热过程不一定是放热反应：如浓硫酸稀释、固体氢氧化钠溶解。（2）吸热过程不一定是吸热反应：如硝酸铵固体溶于水、升华、蒸发等。吸热反应和放热反应均是化学反应。2921:53判断：（1）加热的反应一定是吸热反应（2）一个反应是吸热或放热与反应条件没有直接联系，与反应物和生成物的总能量的相对大小有关。（3）化学反应中的能量变化都表现为热能变化.×√×3021:53例:下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是（）A、碳酸钙受热分解B、乙醇燃烧C、铝粉与氧化铁粉末反应D、氧化钙溶于水解析：生成物总能量高于反应物总能量为吸热反应，如：大多数分解反应、氢氧化钡晶体与氯化铵的反应、碳与CO2的反应等，故选A。A3121:53例：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C3221:53在反应H2+Cl2＝2HCl中，已知H－H键能为436kJ/mol，Cl－Cl键能为247kJ/mol，H－Cl键能为431kJ/mol，判断该反应是反应放热练习：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)反应中放出的热量的计算：862kJ—683kJ=179kJ3321:534、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提示：2H2+O2==2H2OQ=生成物的键能之和－反应物的键能之和