1、1第一節第一節 化學能與熱能化學能與熱能第二章第二章 化學反應與能量化學反應與能量2Na+Cl電子轉移電子轉移不穩定不穩定穩定穩定更穩定更穩定復習復習化學反應的本質是什么？化學反應的本質是什么？金屬鈉金屬鈉氯氣氯氣舊鍵斷裂舊鍵斷裂新鍵形成新鍵形成3NaCl晶體比晶體比Na+、Cl-穩定，說明了什么？穩定，說明了什么？說明說明NaCl晶體具有的能量比晶體具有的能量比Na+、Cl-單獨存在時具有的能量低。單獨存在時具有的能量低。 討論討論表示為：表示為： H=E生生 E反反 即即Na+、Cl-間形成離子鍵時釋放了能量。間形成離子鍵時釋放了能量。從物質本身包含能量的角度看：從物質本身包含能量的角度看

2、： 反應物總能量生成物總能量反應物總能量生成物總能量 反應放出能量反應放出能量 E反反 E生生 反應物總能量生成物總能量反應物總能量生成物總能量 反應吸收能量反應吸收能量4化學反應的實質是化學反應的實質是從宏觀上看：從宏觀上看：反應物中的原子重新組合為產物分子的過程反應物中的原子重新組合為產物分子的過程從微觀上看：從微觀上看：反應物分子內化學鍵的斷裂和產物分子中化反應物分子內化學鍵的斷裂和產物分子中化學鍵形成的過程學鍵形成的過程 (即舊鍵斷裂和新鍵形成的過程即舊鍵斷裂和新鍵形成的過程)5問題探究問題探究化學鍵的斷裂與形成和能量變化的關系：化學鍵的斷裂與形成和能量變化的關系：大膽推測大膽推測化學

3、鍵的斷裂化學鍵的斷裂吸收能量吸收能量化學鍵的形成化學鍵的形成放出能量放出能量？能量守恒61mol H1mol H2 2分子中的化學鍵斷裂時需吸收能分子中的化學鍵斷裂時需吸收能量量1mol Cl1mol Cl2 2分子中的化學鍵斷裂時需吸收能分子中的化學鍵斷裂時需吸收能量量HClHCl分子中的化學分子中的化學鍵形成時要釋放鍵形成時要釋放能量能量7 1molH 1molH2 2中含有中含有1molH1molHH H，在，在25 25 o oC 101kPaC 101kPa條件下，斷開條件下，斷開1molH1molHH H鍵鍵重新變為重新變為H原子原子要吸收要吸收436kJ436kJ的能量。的能量。

4、 1mol Cl 1mol Cl2 2中含有中含有1molCl1molClClCl，在，在2525o oC 101kPaC 101kPa條件下，斷開條件下，斷開1molCl1molClClCl鍵重新變為鍵重新變為ClCl原子原子要吸收要吸收243kJ243kJ的能量。的能量。 1mol HCl 1mol HCl中含有中含有1molH1molHClCl，在，在25 25 o oC 101kPaC 101kPa條件下，形成條件下，形成1molH1molHClCl鍵放出的能量為鍵放出的能量為431kJ431kJ。請算一算請算一算發現問題發現問題 在反應在反應 ： H2 + Cl2 = 2HCl 中中

5、物質的量物質的量: :1mol1mol1mol1mol2mol2mol吸收能量吸收能量436kJ436kJ243kJ243kJ2 2431kJ431kJ放出能量放出能量總能量：總能量：679kJ679kJ862kJ862kJ通過計算通過計算顯然顯然8例如：例如： H H HH ； H436kJ/molH-H H H ； H436kJ/molCH4 C 4H ； H1660kJ/mol 形成形成1mol1mol化學鍵時釋放的能量或斷開化學鍵時釋放的能量或斷開1mol1mol化學鍵所吸收的能量叫做鍵能化學鍵所吸收的能量叫做鍵能C 4H CHCH4 4 ； H1660kJ/mol放出能量吸收能量9一

6、、化學鍵與化學反應中能量變化的關系一、化學鍵與化學反應中能量變化的關系結論結論 當物質發生化學反應時，當物質發生化學反應時， 斷鍵斷鍵 吸收能量吸收能量； 成鍵成鍵 放出能量放出能量。 一般地：斷開反應物中的化學鍵時所一般地：斷開反應物中的化學鍵時所吸收的能量吸收的能量與形成生成物中的化學鍵時所與形成生成物中的化學鍵時所放出的能量放出的能量是不相等的，這樣，在化學反應的過程中便產生了能量的變化。是不相等的，這樣，在化學反應的過程中便產生了能量的變化。10 2HH21molH2的共價鍵斷裂的共價鍵斷裂吸收吸收436kJ能量能量1/2O2mol的共價鍵斷裂的共價鍵斷裂1/2O2吸收吸收249kJ能

7、量能量O1molH2O的共價鍵形成的共價鍵形成釋放釋放930kJ能量能量H2O氫氣燃燒生成水蒸氣時，它的能量是否變化？為什么會發生能量變化？是放熱還是吸熱？氫氣燃燒生成水蒸氣時，它的能量是否變化？為什么會發生能量變化？是放熱還是吸熱？一個化學反應是吸收能量還是放出能量由什么決定一個化學反應是吸收能量還是放出能量由什么決定? ?例：例：釋放（釋放（930kJ）吸收（吸收（249436685kJ）E(HE(H2 2O)O)E(HE(H2 2 + 1/2O + 1/2O2 2) )能量能量守恒守恒放熱放熱E E總反應物總反應物E E總生成物總生成物11反應物的總能量高反應物的總能量高生成物的總能量低

8、生成物的總能量低生成物的總能量高生成物的總能量高反應物的總能量低反應物的總能量低放出能量放出能量吸收能量吸收能量反應物的總能量反應物的總能量=生成物的總能量生成物的總能量+放出能量放出能量生成物的總能量生成物的總能量=反應物的總能量反應物的總能量+吸收能量吸收能量解釋：解釋：為什么有的化學反應會放出能量，而有的化學反應卻需要吸收能量呢？為什么有的化學反應會放出能量，而有的化學反應卻需要吸收能量呢？由此可見：化學反應的過程由此可見：化學反應的過程,也可以看成是能量的也可以看成是能量的“釋放釋放”或或“貯存貯存”的過程。的過程。放熱反應放熱反應吸熱反應吸熱反應12化學能與熱能（第二課時）131.1

9、.物質發生化學反應的同時還伴隨著能量的變化物質發生化學反應的同時還伴隨著能量的變化, ,而這種能量變化又通常表現為熱能變化。而這種能量變化又通常表現為熱能變化。2.2.一個化學反應的的過程，本質上就是舊化學鍵斷裂和新化學鍵形成的過程。一個化學反應的的過程，本質上就是舊化學鍵斷裂和新化學鍵形成的過程。3.3.斷裂化學鍵需要吸收能量，形成化學鍵要放出能量。斷裂化學鍵需要吸收能量，形成化學鍵要放出能量。化學鍵的斷裂和形成是化學反應中能量變化的主要原因。化學鍵的斷裂和形成是化學反應中能量變化的主要原因。144.4.判斷是放熱反應還是吸熱反應？判斷是放熱反應還是吸熱反應？（1）從物質本身的總能量分析：）

10、從物質本身的總能量分析：a.反應物的總能量之和反應物的總能量之和E反反生成物的總能量之和生成物的總能量之和E生生，放出能量，為放熱反應；，放出能量，為放熱反應；b.反應物的反應物的總總能量之和能量之和E反反形成化學鍵放出的能量，為吸熱反應；形成化學鍵放出的能量，為吸熱反應；b.斷裂化學鍵吸收的能量斷裂化學鍵吸收的能量形成化學鍵放出的能量，為放熱反應。形成化學鍵放出的能量，為放熱反應。15生成物能量反應物能量反應吸收熱量吸熱反應吸熱反應16生成物能量反應物能量反應放出熱量放熱反應放熱反應在化學反應中，體系要遵循能量守恒定律。在化學反應中，體系要遵循能量守恒定律。17二、化學能與熱能之間的轉化二、

11、化學能與熱能之間的轉化1、兩條基本的自然定律、兩條基本的自然定律質量守恒定律質量守恒定律能量守恒定律能量守恒定律合二為一：質能守恒定律合二為一：質能守恒定律 E=mc22、如何轉化、如何轉化化學能化學能熱能熱能電能電能光能光能化學反應化學反應能量變化能量變化熱能變化熱能變化（主要）（主要）3、實驗、實驗18實驗實驗21現象現象結論結論鋁與鹽酸反應，放出大量氣泡，鋁與鹽酸反應，放出大量氣泡，溫度升高溫度升高該反應是該反應是放熱反應放熱反應19實驗實驗22： Ba(OH)Ba(OH)2 28H8H2 2O O與與NHNH4 4ClCl的反應的反應整個實驗的現象、反應化學方程式和結論？整個實驗的現象

12、、反應化學方程式和結論？1.為什么要在晶體混合后立即用玻璃棒快速攪拌混合物？2.反應放出有刺激性氣味的氨氣，會造成教室環境的污染，所以要注意氨氣的吸收。討論怎么吸收。思考思考20現象現象結結 論論產生無色、有剌激性氣味的產生無色、有剌激性氣味的氣體，杯底的水結冰，溫度氣體，杯底的水結冰，溫度降低許多。降低許多。Ba(OH)28H2O+2NH4Cl = BaCl2+2NH3+10H2O ；H 0 反應產生反應產生NH3，同時吸收大量熱量。，同時吸收大量熱量。 1 1、結冰，玻璃片與小燒杯粘結在一起、結冰，玻璃片與小燒杯粘結在一起吸收大量吸收大量熱量。熱量。 2 2、有少許刺激性氣味氣體產生、有少

13、許刺激性氣味氣體產生有有NHNH3 3生成生成 3 3、混合物變成糊狀、混合物變成糊狀有水生成有水生成 4 4、 小燒杯變涼了小燒杯變涼了反應吸熱反應吸熱結論：該反應是吸熱反應結論：該反應是吸熱反應分析：分析：實驗實驗2221實驗實驗23鹽酸溫度鹽酸溫度/NaOH溶液溫度溶液溫度/ 中和反應后溫度中和反應后溫度/反應后溫度升高反應后溫度升高中和反應是放熱反應。中和反應是放熱反應。室溫室溫室溫室溫結論：結論：反應實質：反應實質：中和熱：酸與堿發生中和反應生成中和熱：酸與堿發生中和反應生成1molH2O時時 所釋放的熱量稱為中和熱。所釋放的熱量稱為中和熱。H+ + OH H2O2223 在化學方程

14、式右端標明反應過程中熱量變化的化學方程式叫熱化學方程式。在化學方程式右端標明反應過程中熱量變化的化學方程式叫熱化學方程式。熱化學方程式的書寫方法和意義熱化學方程式的書寫方法和意義 （1）書寫方法）書寫方法 H 寫在方程式的右邊，并用寫在方程式的右邊，并用“ ；” 隔開。隔開。注明注明H 的的“”與與“”，放熱反應為，放熱反應為“”，吸熱反應為，吸熱反應為“”。必須標明物質的聚集狀態（氣態用必須標明物質的聚集狀態（氣態用“g”，液態用，液態用 “l”,固態用固態用“s”,溶液用溶液用“aq）。物質的狀態不同，）。物質的狀態不同，反應熱不同。反應熱不同。H+(aq)OH (aq)H2O(l) ;

15、H =57.3kJ/mol CaCO3(s) CaO(s)CO2(g);H =168.87kJ/mol24 各物質的計量數只表示物質的量，不表示微粒數，可用分數。各物質的計量數只表示物質的量，不表示微粒數，可用分數。 H與計量數成正比，同樣的與計量數成正比，同樣的反應，計量數不同，反應，計量數不同， H也不同。也不同。2H2(g)O2(g) 2H2O(g); H483.2kJ/mol 2H2(g)O2(g) 2H2O(l); H571.6kJ/mol 2H2(g)O2(g) 2H2O(g); H483.2kJ/mol H2(g)1/2O2(g) H2O(g); H241.6kJ/mol （2）

16、意義：熱化學方程式不但可以表示化學反應中物質間的變化關系，還可以表示物質的計量）意義：熱化學方程式不但可以表示化學反應中物質間的變化關系，還可以表示物質的計量數、聚集狀態與反應熱（數、聚集狀態與反應熱（ H ）之間的關系。）之間的關系。25常見的吸熱、放熱反應：常見的吸熱、放熱反應：放熱放熱反應反應酸堿中和：酸堿中和：HCl+NaOH=NaCl+H2O所有的燃燒反應：所有的燃燒反應：C + O2 CO2酸與金屬反應：酸與金屬反應：Zn+2HCl=ZnCl2+H2吸熱吸熱反應反應大多數分解反應：大多數分解反應：Ba(OH)28H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3+10H2O一般不能自發進行

17、一般不能自發進行2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2 CaO+H2O=Ca(OH)2以以H H2 2、COCO、C C為還原劑的還原金屬氧化物的氧化還原反應為還原劑的還原金屬氧化物的氧化還原反應CuO+H2CuH2O26常見的放熱反應和吸熱反應常見的放熱反應和吸熱反應放熱反應放熱反應物質與氧氣的反應物質與氧氣的反應 燃料的燃燒燃料的燃燒中和反應中和反應金屬與酸金屬與酸活潑金屬與水的反應活潑金屬與水的反應 生石灰和水反應生石灰和水反應大部分化合反應大部分化合反應 吸熱反應吸熱反應C+CO2C+H2OH2+CuOBa(OH)28H2O+NH4ClFe+H2O（g）大部分分解反應大部分分解反應2

18、7三、化學能的應用三、化學能的應用v利用熱量進行生活、生產和科研。利用熱量進行生活、生產和科研。v利用熱能使很多化學反應得以發生。利用熱能使很多化學反應得以發生。如：28【科學視野科學視野】 生物體中的能量轉化生物體中的能量轉化人體內發生的氧化還原反應與體外的燃燒本質相同，最終產物一樣（都是二氧化碳和水），都人體內發生的氧化還原反應與體外的燃燒本質相同，最終產物一樣（都是二氧化碳和水），都是放熱反應，所放出的能量也相等。只是二者反應條件不同。是放熱反應，所放出的能量也相等。只是二者反應條件不同。啟示：啟示：生物化學過程在利用生物化學過程在利用“能源能源”上更為合理、有效。上更為合理、有效。化學能與其它能量能否相互轉化呢？化學能與其它能量能否相互轉化呢？29四、生物體中的能量轉化：四、生物體中的能量轉化： 1、通過生物體的作用可以實現、通過生物體的作用可以實現各種各種能量的相互轉化；能量的相互轉化； 2、通過生物體的作用實現的各種能量的相互轉化和、通過生物體的作用實現的各種能量的相互轉化和利用利用更為合理、有效；更為合理、有效；30五、社會的發展與能源的利用：五、社會的發展與能源的利用：1、人對科學知識的掌握越多，對能源的利用（人均耗能）越多；、人對