化學鍵與化學反應中的能量變化關系課件

第二章化學反應與能量第一節(jié)化學能與熱能今天作業(yè)：《學法大視野P22-P23》學習目標知道化學鍵的斷裂和形成是化學反應中能量變化的主要原因。知道反應物與生成物總能量的相對高低是反應過程中能量變化決定因素。了解化學能與熱能的相互轉化，了解化學能轉化為熱能在生產(chǎn)、生活中的應用。教學重點：化學鍵與化學反應中的能量變化關系，化學能與熱能的轉化。能源與人類

能源是人類賴以生存和發(fā)展的物質基礎，我們每時每刻、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能、電能、以及核能等等。但是，由于人類大量開發(fā)和浪費資源，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。16.6%2.1%5.1%76.2%我國化石燃料和水電能源消耗構成圖你知道嗎?煤、石油、天然氣的主要化學成分是烴類等有機物（煤中含有大量的碳），它們燃燒時放出熱能。你一定想知道，這種能量從何而來?它與化學物質和化學反應有什么關系？石灰石（主要成分是碳酸鈣）要經(jīng)過高溫煅燒才能變成生石灰，高溫提供的熱能在石灰石的分解反應中起到什么作用？一、化學鍵與化學反應中能量變化的關系思考：不同的燃料其組成不同，燃燒后放出的熱量也不相等。為什么不同的燃料燃燒時放出的熱量會不同？燃料在燃燒反應中產(chǎn)生的熱能來自哪里？㈠、化學鍵參數(shù)1.鍵長:成鍵兩原子核間距離.鍵長越短,化學鍵越穩(wěn)定.穩(wěn)定性:HF＞HCl＞HBr＞HI2.鍵角:分子內,兩共價鍵的最小夾角.鍵角決定分子的空間結構.3.鍵能:形成1mol化學鍵所放出的能量或破壞1mol化學鍵所吸收的能量.某些鍵的鍵能(kJ/mol)鍵鍵能鍵鍵能H－H436C－H415.0Cl－Cl242.7O－H462.8Br－Br193.7N－H390.8I－I152.7H－Cl431.8C－C347.7H－I298.7鍵能越大含該鍵的分子越穩(wěn)定，該物質能量越低。化學鍵越牢固[探究]化學反應的本質是什么？以氫氣在氯氣中燃燒為例，用化學鍵的觀點分析反應的本質過程。H····Cl

··

：＋→

Cl

····

H····H2+Cl2=2HClH—HCl—ClH—Cl斷開斷開點燃形成

[結論]1.一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。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燃[結論]2.化學鍵的斷裂和形成是化學反應中能量變化的主要原因。物質的化學反應和體系的能量變化是同時發(fā)生的.對于某個確定的化學反應，如何判斷它是放出能量還是吸收能量呢？㈡、化學鍵與反應中的能量變化的關系1.從化學鍵的觀點來分析能量的變化

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。吸收能量放出能量所以：一個化學反應是否為放熱還是吸熱取決于什么呢？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大小在反應H2+Cl2＝2HCl中，已知H－H鍵能為436kJ，Cl－Cl鍵能為247kJ，H－Cl鍵能為431kJ，判斷該反應是反應

放熱[例題一]則(1)化學鍵斷裂時需要吸收能量。吸收總能量為：436kJ＋247kJ＝683kJ，(2)化學鍵形成時需要釋放能量。釋放總能量為：431kJ＋431kJ＝862kJ，(3)反應中放出的熱量的計算：862kJ—683kJ=179kJ下表中的數(shù)據(jù)是破壞1mol物質中的化學鍵所消耗的能量：（1）下列物質本身具有的能量最低的是______。A.H2B.Cl2C.Br2D.I2（2）下列氫化物中最穩(wěn)定的是______。A.HCl

B.HBrC.HI（3）X2+H2====2HX（X代表Cl、Br、I）的反應是吸熱反應還是放熱反應？____________________。AA放熱反應（4）相同條件下，X2（X代表Cl、Br、I）分別與氫氣反應，當消耗等物質的量的氫氣時，放出或吸收的熱量最多的是_____________?！窘馕觥浚?）、（2）破壞1mol物質中的化學鍵所消耗的能量越大，則物質越穩(wěn)定，所具有的能量越低。（3）、（4）以氯元素為例計算斷開1molCl—Cl鍵和H—H鍵需吸收能量：243kJ+436kJ=679kJ，而形成2molHCl放出的能量為2×432kJ=864kJ，所以在Cl2+H2====2HCl反應中放出864kJ-679kJ=185kJ的熱量，同理可計算在Br2+H2====2HBr、I2+H22HI反應中分別放出103kJ、9kJ的熱量。答案：（1）A（2）A（3）放熱反應（4）Cl2Cl2結論：一個確定的化學反應在發(fā)生過程中是吸收能量還是放出能量，決定于反應物的總能量與生成物的總能量的相對大小。看圖討論：水由高處向低處流要釋放能量（勢能轉換為動能）分析化學反應：反應物的總能量>生成物的總能量化學反應放出能量看圖討論：將水由低處抽向高處需提供能量（電能轉換為機械能，再轉換為勢能）分析化學反應：反應物的總能量<生成物的總能量化學反應吸收能量反應物的總能量高生成物的總能量低生成物的總能量高反應物的總能量低放熱反應吸熱反應反應物的總能量=生成物的總能量+放出的熱量生成物的總能量=反應物的總能量+吸收的熱量化學反應的過程,可以看成是能量的“貯存”或“釋放”的過程[小結]規(guī)律：（1）如果反應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)生化學反應時，就有部分能量以熱的形式釋放出來；（2）如果反應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)生化學反應時，反應物就需要吸收能量，才能轉化為生成物。規(guī)律：能量公式化E（反應物）＝E（生成物）＋Q(能量守恒定律）E（反應物）－E（生成物）＝QQ>0為放熱反應Q<0為吸熱反應二、化學能與熱能的相互轉化1、兩條基本的自然定律（1）質量守恒定律：（2）能量守恒定律：一種能量可以轉化為另一種能量，

總能量保持不變。2、吸熱反應和放熱反應根據(jù)能量變化情況角度分：（1）化學上把有熱量放出的化學反應叫做放熱反應（2）化學上把吸收熱量的化學反應叫做吸熱反應（1）放熱反應（2）吸熱反應小結：放熱反應與吸熱反應今天作業(yè)：1.作業(yè)本作業(yè):教材P38頁12題(要抄題)2.教材P36-P38(作于教材上)3.《學法大視野》P26-P27[實驗２－１]1.鋁與鹽酸反應的化學方程式：

。2.在反應過程中你將能看到什么現(xiàn)象？3.用眼睛不能直接觀察到反應中的熱量變化，你將采取哪些簡單易行的辦法來了解反應中的熱量變化？4.要明顯的感知或測量反應中的熱量變化，你在實驗中應注意哪些問題？思考與討論：實驗記錄：現(xiàn)象結論有氣泡冒出，溶液的溫度明顯升高。鋁與鹽酸反應的過程放出熱量。2Al+6HCl=2AlCl3+

3H2↑[實驗２－2]現(xiàn)象結論有刺激性氣味氣體產(chǎn)生；玻璃片上的水結成冰，玻璃片與燒杯底被冰粘在了一起；用手觸摸杯壁下部，有涼的感覺。Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應的過程吸收熱量。化學反應方程式：Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl==BaCl2+2NH3↑+10H2O玻璃棒的作用：攪拌，使混合物充分接觸反應物成糊狀的原因：結冰粘結結論：該反應是吸熱反應思考：酸與堿的中和反應是吸熱反應還是放熱反應？實驗２－3酸堿反應的本質就是H++OH-=H2O?？傻贸鐾普摚核釅A中和反應都是放熱反應。反應中H+和OH-離子的量相等，生成水的量相等，放出的熱量也相等．現(xiàn)象結論中和反應后溶液的溫度比反應前鹽酸和氫氧化鈉溶液的溫度高。鹽酸和氫氧化鈉溶液的反應過程中放出熱量，使溶液混合物的溫度升高。分析：中和熱的概念:酸與堿發(fā)生中和反應生成1molH2O時所釋放的熱量稱為中和熱。思考與交流：注：（1）中和反應都放出熱量（2）稀溶液中，強酸與強堿的中和熱為定值：57.3KJ/mol[中和熱的測定]⑸用隔熱裝置，盡量減少熱量散失；⑹酸堿的量要準確：n＝C×Va、濃度要越精確越好b、量體積的容器越精確越好，最好用移液管⑺溫度計越精確越好⑻注意控制反應時間⑻多做幾次，取平均值4.誤差分析△H=0.418△t0.025KJ/mol今天作業(yè)：《世紀金榜》P27-P28明天作業(yè)：素能綜合檢測九【實驗·探究】如圖所示:在800mL的大燒杯中放入碎紙屑，把盛有50mL0.50mol·L-1鹽酸的200mL燒杯放到大燒杯中，兩只燒杯間填滿碎紙屑。用泡沫塑料板做成大燒杯蓋，通過蓋子插入一根玻璃攪拌器（末端呈半圓環(huán)的玻璃棒）和一只溫度計，測定溶液的溫度。迅速往鹽酸溶液中加入50mL0.55mol·L-1燒堿溶液，蓋好，攪拌溶液，觀察溫度的變化。當溫度保持穩(wěn)定時，記錄讀數(shù)，取出裝反應液的燒杯，倒出溶液，清洗干凈，保持內外杯壁干燥。重復進行三次實驗。用這一實驗可以粗略測定中和熱。（1）燒杯間填滿碎紙屑的作用是______________。（2）要重復進行三次實驗的目的是________________。（3）燒杯如不蓋硬紙板，求得的中和熱數(shù)值將______（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）。（4）實驗中若改用60mL0.50mol·L-1鹽酸和50mL0.55mol·L-1燒堿溶液進行上述反應，與上述實驗相比，所放出的熱量_______（填“相等”或“不相等”），所求中和熱___________（填“相等”或“不相等”），理由是________________________________。保溫、隔熱、減少實驗過程中放出熱量的損失減少實驗過程中的誤差偏小不相等相等中和熱是指酸與堿發(fā)生中和反應生成1molH2O時所放出的熱量，與酸、堿的用量無關，因此所求中和熱相等（5）三次平行操作測得數(shù)據(jù)中，起始時鹽酸與燒堿溶液溫度相同，而終止溫度與起始溫度之差（t2-t1）分別為①2.3℃②2.4℃③2.9℃，則最終代入計算式的溫度差的平均值為______℃?！窘馕觥繙y定中和熱的實驗是一個定量實驗，分析實驗裝置和操作時要注意兩個方面：一是“量”的問題，二是盡量減少實驗誤差。2.53答案：（1）保溫、隔熱、減少實驗過程中放出熱量的損失（2）減少實驗過程中的誤差（3）偏?。?）不相等相等因為60mL0.50mol·L-1鹽酸和50mL0.55mol·L-1燒堿反應能生成0.0275molH2O，而50mL0.50mol·L-1鹽酸與50mL0.55mol·L-1燒堿反應只能生成0.025molH2O，因此所放出熱量不同。但中和熱是指酸與堿發(fā)生中和反應生成1molH2O時所放出的熱量，與酸、堿的用量無關，因此所求中和熱相等（5）2.53[總結1]常見的放熱反應和吸熱反應放熱反應燃料的燃燒(與O2的反應）中和反應活潑金屬與水或酸的反應大部分化合反應（生石灰和水）物質的緩慢氧化吸熱反應C+CO2H2+CuOC+H2OBa(OH)2.8H2O+NH4ClCaCO3高溫分解大部分分解反應多數(shù)銨鹽溶于水[總結2]化學能與熱能的轉化關系練習：1、在化學反應中，斷裂化學鍵需要_______，形成化學鍵要_________?；瘜W反應是吸熱反應還是放熱反應決定于_____________________吸收能量放出能量反應物的總能量與生成物的總能量的相對大小2、兩位同學討論放熱和吸熱反應。甲說加熱后才能發(fā)生的化學反應是吸熱反應，乙說反應中要持續(xù)加熱才能進行的反應是吸熱反應。你認為他們的說法正確嗎？為什么？3.化學能的應用⑴、利用熱量進行生活、生產(chǎn)和科研。⑶、利用熱能使很多化學反應得以發(fā)生。如：科學視野1.生物體中的能量變化(書35頁)科學視野1、社會發(fā)展與能源利用2、人類利用能源的三個階段柴草時期化石能源時期多能源結構時期反應過程中的能量變化1、人類文明與能源開發(fā)、利用的關系人類文明史引出燃燒充分燃燒化石燃料合理利用能源開發(fā)新技術的開發(fā)能源能量利用化學反應中的能量變化能源的利用反映著人類進步放熱反應吸熱反應足夠的空氣燃料與空氣充分接觸充分燃燒科學利用減少污染2.常見的能源主要有以下十種:太陽能、化石能源、水能、風能、潮汐能、地熱能、生物質能、核能以及氫能。能量變化化學能轉化為熱能放熱反應吸熱反應類型反應物的總能量大于生成物的總能量反應物的總能量小于生成物的總能量遵循能量守恒原理能量利用燃料充分燃燒新能源的開發(fā)減少污染小結：1、下列說法正確的是（）

A.需要加熱才能發(fā)生的反應一定是吸熱反應

B.任何放熱反應在常溫條件下一定能發(fā)生反應

C.反應物和生成物所具有的總能量決定了反應

結果是放熱還是吸熱

D.吸熱反應在一定條件下才能發(fā)生反應C[練習題]2、判斷：（1）加熱的反應一定是吸熱反應（2）一個反應是吸熱或放熱與反應條件沒有直接聯(lián)系，與反應物與生成物的總能量的相對大小有關。（3）化學反應中的能量變化都表現(xiàn)為熱能變化.3、氫氣在氧氣中燃燒產(chǎn)生藍色火焰，在反應中，破壞1molH－H鍵消耗的能量為Q1kJ，

破壞1molO=O鍵消耗的能量為Q2kJ，

形成1molH－O鍵釋放的能量為Q3kJ。

下列關系式中正確的是（）

A.2