化學(xué)能與熱能

第一節(jié)化學(xué)能與熱能能源與人類

能源是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，我們每時(shí)每刻、分分秒秒都離不開它。迄今為止，人類所能利用的能源主要是化學(xué)能、電能、以及核能等等。但是，由于人類大量開發(fā)和浪費(fèi)資源，造成了資源的不合理利用從而引發(fā)了不可回避的能源危機(jī)。能源、材料，信息被稱為現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的三大支柱第一節(jié)化學(xué)能與熱能一、化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系1、化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是？

以氫氣在氯氣中燃燒為例，用化學(xué)鍵的觀點(diǎn)分析反應(yīng)的本質(zhì)過(guò)程。H·

··

·Cl

··

：＋→

Cl

··

··

H

··

··H2+Cl2=2HClH—HCl—ClH—Cl斷開斷開點(diǎn)燃

一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的的過(guò)程，本質(zhì)上就是舊化學(xué)鍵斷裂和新化學(xué)鍵形成的過(guò)程。形成H·

··

·Cl

··

：＋→

Cl

··

··

H

··

··H2+Cl2=2HClH—HCl—ClH—Cl吸收能量斷開斷開吸收能量形成放出能量點(diǎn)燃化學(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因。【思考與交流】在化學(xué)反應(yīng)中，隨著物質(zhì)的變化，既有反應(yīng)物中化學(xué)鍵的斷裂，又有生成物中化學(xué)鍵的形成，化學(xué)能也隨之而改變。那么，一個(gè)化學(xué)反應(yīng)吸收能量還是放出能量是由什么決定的呢？2、一個(gè)化學(xué)反應(yīng)吸收能量還是放出能量的決定因素水由高處向低處流要釋放能量（勢(shì)能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能）分析化學(xué)反應(yīng)：反應(yīng)物的總能量>生成物的總能量化學(xué)反應(yīng)放出能量

將水由低處抽向高處需提供能量（電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，再轉(zhuǎn)換為勢(shì)能）分析化學(xué)反應(yīng)：反應(yīng)物的總能量<生成物的總能量化學(xué)反應(yīng)吸收能量規(guī)律1、如果反應(yīng)物所具有的總能量高于生成物所具有的總能量,那么在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí),就有部分能量以熱的形式釋放出來(lái);2、如果反應(yīng)物所具有的總能量低于生成物所具有的總能量,那么在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí),反應(yīng)物就需要吸收能量,才能轉(zhuǎn)化為生成物。能量反應(yīng)過(guò)程反應(yīng)過(guò)程反應(yīng)物生成物能量放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)反應(yīng)物生成物規(guī)律【歸納小結(jié)】一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)取決于：取決于所有斷鍵吸收的總能量與所有形成新鍵放出的總能量的相對(duì)大小，即取決于反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的相對(duì)大小。反應(yīng)物的能量之和

E反生成物的能量之和

E生（1）若E反>E生，（2）若E反<E生，放出能量吸收能量放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)E反=

E生+/-E熱反應(yīng)物的能量生成物的能量能量的釋放反應(yīng)物的能量生成物的能量能量的吸收反應(yīng)物的總能量=生成物的總能量+放出的熱量生成物的總能量=反應(yīng)物的總能量+吸收的熱量【課堂小結(jié)】二、化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化質(zhì)量守恒定律能量守恒定律化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，通常主要表現(xiàn)為熱量的變化。熱量的變化：吸熱和放熱怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)了解反應(yīng)中的熱量變化情況？

下面我們一起通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)認(rèn)識(shí)和感受一下化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化！[實(shí)驗(yàn)探究2—1]鋁片與鹽酸的反應(yīng)在一支試管中加入2-3mL６mol/L的鹽酸，再插入用砂紙打磨光的鋁條，觀察現(xiàn)象，并用溫度計(jì)測(cè)量溶液溫度的變化。實(shí)驗(yàn)2－1現(xiàn)象結(jié)論鋁與鹽酸反應(yīng)，放出大量氣泡，溫度升高該反應(yīng)是放熱反應(yīng)[實(shí)驗(yàn)2—2探究]：Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)2－2現(xiàn)象：1、玻璃片（小木板）會(huì)與小燒杯粘結(jié)在一起

2、有少許刺激性氣味氣體產(chǎn)生

3、有水生成Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl＝BaCl2+2NH3+10H2O結(jié)論：該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)實(shí)驗(yàn)探究２－３鹽酸溫度NaOH溶液溫度中和反應(yīng)后溫度鹽酸與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，觀察反應(yīng)中溶液溫度的變化。實(shí)驗(yàn)2－3鹽酸溫度/℃NaOH溶液溫度/℃中和反應(yīng)后溫度/℃結(jié)論：中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)。實(shí)質(zhì)：H++OH－＝H2O反應(yīng)后溫度升高室溫室溫中和熱：強(qiáng)酸與強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時(shí)所釋放的熱量稱為中和熱

下列反應(yīng)既屬于氧化還原反應(yīng),又屬于吸熱反應(yīng)的是()A.鋁片與稀鹽酸的反應(yīng)B.Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反應(yīng)C.灼熱的炭與CO2的反應(yīng)D.甲烷在氧氣中的燃燒反應(yīng)C常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)所有燃燒中和反應(yīng)溶液里的置換一般的化合反應(yīng)特殊的分解物質(zhì)的緩慢氧化吸熱反應(yīng)電離強(qiáng)堿與銨鹽一般的分解特殊的化合多數(shù)銨鹽溶于水三、化學(xué)能的應(yīng)用利用熱量進(jìn)行生活、生產(chǎn)和科研。利用熱能使很多化學(xué)反應(yīng)得以發(fā)生。如：《科學(xué)視野·生物體中的能量轉(zhuǎn)化》人體內(nèi)發(fā)生的氧化還原反應(yīng)與體外的燃燒本質(zhì)相同，最終產(chǎn)物一樣（都是二氧化碳和水），都是放熱反應(yīng)，所放出的能量也相等。只是二者反應(yīng)條件不同?！咀灾鲗W(xué)習(xí)】啟示：生物化學(xué)過(guò)程在利用“能源”上更為合理、有效。[科學(xué)視野]人類利用能源的三個(gè)階段1、柴草時(shí)期：以樹枝雜草為主要能源2、化石能源時(shí)期：以煤、石油、天然氣為主要能源3、多能源結(jié)構(gòu)時(shí)期：可再生能源、清潔能源1、當(dāng)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，斷開反應(yīng)物中的化學(xué)鍵要

；而形成生成物中的化學(xué)鍵要

。一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是釋放能量還是吸收能量取決于

。吸收能量放出能量反應(yīng)物總能量與生成物總能量的相對(duì)大小[課堂練習(xí)]2、若反應(yīng)物的總能量>生成物的總能量，化學(xué)反應(yīng)

能量。若反應(yīng)物的總能量<生成物的總能量，化學(xué)反應(yīng)

能量。放出吸收3、一個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)在發(fā)生過(guò)程中是吸收能量還是放出能量，決定于________________________________________________時(shí)，有部分能量釋放出來(lái)；__________時(shí)，反應(yīng)物要吸收能量，才能轉(zhuǎn)化為生成物。4、

是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因。反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的相對(duì)大小。若E反>E生若E反<E生化學(xué)鍵的斷裂和形成

4.下列說(shuō)法正確的是()A.大多數(shù)的化合反應(yīng)是釋放能量的反應(yīng)

B.大多數(shù)分解反應(yīng)是吸收能量的反應(yīng)