第二章第一节第一课时化学能与热能.ppt

化学能与热能 能源是人类赖以生存和发展的物质基础，我们每时每刻、分分秒秒都离不开它。迄今为止，人类所能利用的能源主要是化学能、电能、以及核能等等。但是，由于人类大量开发和浪费资源，造成了资源的不合理利用从而引发了不可回避的能源危机。 16.6% 2.1% 5.1% 76.2% 我国化石燃料和水电能源消耗构成图 你知道吗? 煤、石油、天然气的主要化学成分是烃类等有机物（煤中含有大量的碳），它们燃烧时放出热能。你一定想知道，这种能量从何而来?它与化学物质和化学反应有什么关系？石灰石（主要成分是碳酸钙）要经过高温煅烧才能变成生石灰，高温提供的热能在石灰石的分解反应中起到什么作用？ 一、化学键与化学反应中能量变化的关系 思考：不同的燃料其组成不同，燃烧后放出的热量也不相等。为什么不同的燃料燃烧时放出的热量会不同？燃料在燃烧反应中产生的热能来自哪里？ 1、化学反应中能量的变化 ⑴、化学反应的本质是什么？ 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。 H · ·· · Cl ·· ： ＋ → Cl ·· ·· H ·· ·· H2 + Cl2 = 2HCl H—H Cl —Cl H—Cl 断开 断开 点燃 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。 形成 ⑵、化学反应中能量变化的主要原因 H · ·· · Cl ·· ： ＋ → Cl ·· ·· H ·· ·· H2 + Cl2 = 2HCl H—H Cl —Cl H—Cl 吸收能量 断开 断开 吸收能量 形成 放出能量 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。 ⑶. 从化学键的观点来分析能量的变化 一个化学反应的过程，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 想一想： 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？ 实验测得，在25℃,101KPa条件下，将1molH2(H-H)变为2molH原子需吸收436kJ能量，而2molH原子变成1molH2(H-H)放出436kJ能量，这个能量就是H-H的键能。 某些化学键的键能 某些键的键能(kJ/mol) 键 键能 键 键能 H－H 436 C－H 415.0 Cl－Cl 242.7 O－H 462.8 Br－Br 193.7 N－H 390.8 I－I 152.7 H－Cl 431.8 C－C 347.7 H－I 298.7 对于某个确定的化学反应，如何判断它是放出能量还是吸收能量呢？ 键能越大 含该键的分子越稳定 化学键越牢固 在反应H2 + Cl2 ＝2HCl中，已知 H－H 键能为436kJ/mol，Cl－Cl键能为247 kJ/mol，H－Cl键能为431kJ/mol，判断该反应是 反应 放热 课堂练习一 则(1)化学键断裂时需要吸收能量。吸收总能量为：436kJ＋247kJ＝683 kJ， (2)化学键形成时需要释放能量。释放总能量为：431kJ＋431kJ＝862 kJ， (3)反应中放出的热量的计算： 862kJ—683kJ=179kJ 小结： 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。 看图讨论： 分析化学反应： 反应物的总能量 生成物的总能量 化学反应放出能量 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） 分析化学反应： 反应物的总能量 生成物的总能量 化学反应吸收能量 反应物的总能量高 生成物的总能量低 生成物的总能量高 反应物的总能量低 放热反应 吸热反应 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 化学反应的过程,可以看成是能量的“贮存”或“释放”的过程 小结： 规律： （1）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； （2）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。 小结：