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1、第一节第一节 化学反应与能量变化化学反应与能量变化第一课时第一课时 化学反应与热能化学反应与热能第六章 化学反应与能量背景资料钻木取火钻木取火火火箭箭发发射射航空母舰航空母舰航空母舰航空母舰航空母舰航空母舰生活与科技都用到化学能生活与科技都用到化学能生活与科技都用到化学能生活与科技都用到化学能 能源是人类赖以生存和发展的物质基础，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、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，由于人类大量电能、以及核能等等。但是，由于人类大量开发
2、和浪费资源，造成了资源的不合理利用开发和浪费资源，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。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我国化石燃料和水电能源消耗构成图请问家中烧煤烧柴是为了得到CO2吗？你知道吗你知道吗?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（主要成它与化学物质和化学反应有什么关系
3、？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？在石灰石的分解反应中起到什么作用？思考：思考：不同的燃料其组成不同，燃烧后放出的热量也不相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？燃烧反应中产生的热能来自哪里？一、化学键与化学反应中能量变化的关系一、化学键与化学反应中能量变化的关系一个化学反应的的过程，本质上就是旧化学键一个化学反应的的过程，本质上就是
4、旧化学键断裂断裂和新化学键和新化学键形成形成的过程。的过程。1 1、化学反应的本质、化学反应的本质化学键的断裂与形成与能量有什么关系？化学键的断裂与形成与能量有什么关系？H Cl ：Cl H H2 +Cl2 =2HClHH Cl ClHCl吸收能量断开断开吸收能量形成放出能量点燃2 2、化学反应中能量变化的主要原因、化学反应中能量变化的主要原因a a、断开化学键、断开化学键、断开化学键、断开化学键吸收吸收吸收吸收能量能量能量能量在25和101kPa的条件下，断开1mol H2 分子中的HH 键生成2molH原子时需要吸收436kJ的热量。b b b b、形成化学键、形成化学键、形成化学键、形成
5、化学键放出放出放出放出能量能量能量能量在25和101kPa的条件下，由2molH原子形成1molHH 键时会向外界放出436KJ的热量。键能：拆开键能：拆开1mol1mol理想气体分子理想气体分子ABAB为中性气态原子为中性气态原子A A和和B B时，需要吸收时，需要吸收的能量。（单位：的能量。（单位：KJ/molKJ/mol）在在25和和101kPa的条件下，断裂的条件下，断裂1molH-H需要需要吸收吸收436kJ能量，断裂能量，断裂1molCl-Cl键需要键需要吸收吸收243kJ能量，形成能量，形成1molH-Cl会会放出放出431kJ能量，能量，通过计算说明化学反应通过计算说明化学反应
6、H2+Cl2=2HCl是吸热反应还是放热反应。是吸热反应还是放热反应。想一想想一想断裂化学键要吸收能量，形成化学键要放出能量，断裂化学键要吸收能量，形成化学键要放出能量，所以所以化学键的断化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。（1 1）微观微观：化学键的断裂和形成化学键的断裂和形成能能量量反应进程反应进程断键吸收能量断键吸收能量成成键键放放出出能能量量HClClH-放放出出能能量量HClClH能能量量反应进程反应进程成成键键放放出出能能量量CaCO3吸吸收收能能量量断断键键吸吸收收能能量量CaOCO2反应物总能量高反应物总能量高生成物总能量低
7、生成物总能量低能能量量反应进程反应进程释释放放能能量量（2 2）宏观宏观：反应物和生成物的总能量的大小反应物和生成物的总能量的大小瀑布反应物的总能量 生成物的总能量化学反应放出能量水由高处向低处流要释放能量水由高处向低处流要释放能量（势能转换为动能）（势能转换为动能）能能量量反应进程反应进程反应物总能量低反应物总能量低生成物总能量高生成物总能量高吸吸收收能能量量反应物的总能量 E生总 放出能量 放热反应若 E反总 E生总 吸收能量 吸热反应 计算：计算：已知拆开已知拆开1molH2需要消耗需要消耗436kJ能量，拆开能量，拆开1molO2需需要消耗要消耗496kJ能量，形成水分子中的能量，形成
8、水分子中的1molHO能够释放能够释放463kJ能量。能量。你能根据以上所给的数据判断反应：你能根据以上所给的数据判断反应：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)是放热反应吗？是放热反应吗？答案：放答案：放热反反应练一一练已知反应ABCD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C B.B的能量一定高于D C.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C练习：练习：1两条基本的自然定律(两个守恒)：定律、定律。二、化学能与热能的相互转化二、化学能与热能的相互转化质量守恒能量守恒2.化学能：化学能：储存在物质化学键中的能量（自己的能
9、量）。储存在物质化学键中的能量（自己的能量）。化学能化学能化学反应化学反应热热能能电能电能光能光能X能能放热反应放热反应吸热反应吸热反应热化学热化学原电池原电池电化学电化学电解池电解池吸热反应：吸收热量的化学反应。3吸热反应和放热反应放热反应：放出热量的化学反应。(1)定义：下面我们一起通过实验来认识和感受一下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！化学能与热能的相互转化！1.正误判断正误判断(正确的打正确的打“”,错误的打错误的打“”)(1)化学键断裂需要吸收能量化学键断裂需要吸收能量,化学键形成会放出能量。化学键形成会放出能量。()(2)化学反应必然伴随能量变化。化学反
10、应必然伴随能量变化。()(3)相同条件下由原子形成相同条件下由原子形成1 mol HCl键所放出的能量与断开键所放出的能量与断开1 mol HCl键吸收的能量相等。键吸收的能量相等。()(4)放出能量越多的反应通常生成物越不稳定。放出能量越多的反应通常生成物越不稳定。()(5)已知已知Al与稀盐酸的反应为放热反应与稀盐酸的反应为放热反应,即即Al的能量大于的能量大于H2的能量。的能量。()2.下列反应既是氧化还原反应又是放热反应的是下列反应既是氧化还原反应又是放热反应的是()过氧化钠与水反应过氧化钠与水反应氨水与稀硫酸的反应氨水与稀硫酸的反应灼热的炭与灼热的炭与CO2反应反应Ba(OH)28H
11、2O与与NH4Cl的反应的反应甲烷在甲烷在O2中的燃烧中的燃烧灼热的炭与水蒸气反应灼热的炭与水蒸气反应铝片与稀硫酸反应铝片与稀硫酸反应煅烧石煅烧石灰石制生石灰灰石制生石灰钾与水的反应钾与水的反应A.B.C.D.A3.下列叙述不正确的是下列叙述不正确的是()A.化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的根本原因化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的根本原因B.凡吸热反应均需在加热条件下才能发生凡吸热反应均需在加热条件下才能发生C.等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,二者放出的热量不同二者放出的热量不同D.因为石墨变成金刚石吸热因为石墨变成金刚石吸热,所以石墨比金
12、刚石所以石墨比金刚石稳定稳定B4.如图所示如图所示,有关化学反应和能量变化的说法正确的是有关化学反应和能量变化的说法正确的是()A.图图a表示表示2 mol A2(g)与与1 mol B2(g)的总能量大于的总能量大于1 mol C(g)的能量的能量B.图图b中生成物比反应物稳定中生成物比反应物稳定C.图图b可以表示钠和水的反应的能量变化可以表示钠和水的反应的能量变化D.图图a所示反应不需要加热就一定能发生所示反应不需要加热就一定能发生,图图b所示反应一定需要加热才能发生所示反应一定需要加热才能发生A一、放热反应和吸热反应一、放热反应和吸热反应二、化学能与热能的转化二、化学能与热能的转化1.1
13、.从化学反应的本质来看：从化学反应的本质来看：旧键断裂吸收能量，新键形成释放能量旧键断裂吸收能量，新键形成释放能量，比较相对大小即可推知反应的热效应；比较相对大小即可推知反应的热效应；2.2.从物质具有的总能量来看：比较从物质具有的总能量来看：比较反应物的总能量和生成物的总能量反应物的总能量和生成物的总能量相对大小即可推知反应的热效应；相对大小即可推知反应的热效应；三、化学能与热能的转化的应用三、化学能与热能的转化的应用3.3.化学反应能量的特点：化学反应能量的特点：一个化学反应其正、逆反应的能量变化，在数值上相等；一个化学反应其正、逆反应的能量变化，在数值上相等；一个化学反应的能量变化量与反应物生成物的物质的量有关一个化学反应的能量变化量与反应物生成物的物质的量有关(成正比成正比)；一个化学反应的能量变化量与反应物、生成物的状态有关一个化学反应的能量变化量与反应物、生成物的状态有关。