化學能與熱能

第一節(jié)化學能與熱能央視國際消息，中國能源消費總量已經(jīng)位居世界第二，約占世界能源消費總量的11%。2003年，中國能源消費總量為16.8億噸標準煤。其中煤炭占67.1%，原油占22.7%，天然氣占2.8%，可再生能源占7.3%。目前中國面臨著常規(guī)能源資源約束、過分依賴煤炭污染嚴重、能源利用效率低等問題。中國每噸標準煤的產(chǎn)出效率僅相當于日本的10.3%、歐盟的16.8%。中國石油、天然氣資源短缺，需要充分利用國內(nèi)外資源、市場，在做好石油節(jié)約與替代的同時，走出國門，積極參與世界油、氣市場的開發(fā)與資源分享，擴大能源對外貿(mào)易和投資。[能源危機]中國成為世界第二大能源消費國

煤、石油和天然氣等化石燃料或它們的制品的燃燒所產(chǎn)生的熱能從何而來？與化學物質(zhì)及化學反應有什么關系？石灰石經(jīng)高溫煅燒生成生石灰，高溫提供的熱能在分解反應中起什么作用？探究：化學鍵：復習提問？使離子相結(jié)合或原子相結(jié)合的作用力。拆開1mol某鍵所需的能量叫鍵能。單位：kJ/mol。一、化學鍵與化學反應中能量的關系*鍵能：

2H→H2中能量變化？

1molH2中含有1molH－H，在250C101kPa條件下，由H原子形成1molH－H要放出436kJ的能量，而斷開1molH－H重新變?yōu)镠原子要吸收436kJ的能量。

結(jié)論：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(zhì)的化學反應與體系的能量變化是同時發(fā)生的。1、化學反應的特點是有新物質(zhì)生成，新物質(zhì)和反應物總能量不同。2、反應中要遵循能量守恒。3、反應物與生成物的能量差若以熱能形式表現(xiàn)即為放熱和吸熱。如果二者能量比較接近，則放熱和吸熱不明顯。討論：為什么有的化學反應會放出熱量，而有的化學反應卻需要吸收熱量呢？∑E（反應物）＞∑E（生成物）—放出能量∑E（反應物）＜∑E（生成物）—吸收能量吸熱反應和放熱反應中，反應物本身所具有的能量和生成物本身所具有的能量之間的大小關系分別如何？（提示：可從能量守恒角度分析）吸熱反應：反應物生成物+能量放熱反應：反應物生成物+能量二、化學能與熱能的相與轉(zhuǎn)化——化學反應的過程中伴隨著能量變化,通常表現(xiàn)為熱量的變化熱量變化放熱反應吸熱反應“釋放”能量：本身所具有的能量：反應物>生成物“貯存”能量：本身所具有的能量：反應物<生成物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[問題]那么，化學反應為什么有些是放熱反應，有些是吸熱反應呢？[實驗2-2]用化學方程式表示上述反應：Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl==BaCl2+2NH3↑+10H2O

[實驗2-1]2Al+6HCl=AlCl3+H2↑[實驗2-3]實驗記錄:反應物

及用量酸HNO350mL1mol/LHCl50mL1mol/LHCl50mL1mol/L堿

NaOH50mL1mol/LNaOH50mL1mol/LKOH50mL1mol/L

混合前溫度室溫室溫室溫混合后溫度t1t2t3

結(jié)

論HNO3與NaOH發(fā)生中和反應時放熱HCl與NaOH發(fā)生中和反應時放熱HCl與KOH發(fā)生中和反應時放熱對實驗進行

歸納和概括強酸與強堿發(fā)生中和反應時放出熱量

應用1：根據(jù)能量圖判斷下列反應是放熱反應還是吸熱反應。能量生成物反應物反應一反應物生成物反應二吸熱反應放熱反應應用2.舉例說明日常生活中我們在哪些方面利用了化學反應中的能量變化.能源的利用是人類進步的表現(xiàn)!1、常見的放熱反應和吸熱反應常見的放熱反應：①所有的燃燒與緩慢氧化。②酸堿中和反應。③金屬與酸反應制取氫氣。④大多數(shù)化合反應(特殊：C＋CO2=2CO是吸熱反應)。小結(jié)：常見的吸熱反應：①以C、H2、CO為還原劑的氧化還原反應如：

C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)。②銨鹽和堿的反應如：Ba(OH)2·8H2＋NH4Cl＝BaCl2＋2NH3↑＋10H2O③大多數(shù)分解反應如KClO3、KMnO4、

CaCO3的分解等。2、在任何的化學反應中總伴有能量的變化。原因：當物質(zhì)發(fā)生化學反應時，斷開反應物中的化學鍵要吸收能量，而形成生成物中的化學鍵要放出能量?；瘜W鍵的斷裂和形成是化學反應中能量變化的主要原因。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。

E反應物總能量＞E生成物總能量，為放熱反應。

E反應物總能量＜E生成物總能量，為吸熱反應。能源的分類：形成條件利用歷史性質(zhì)一次能源常規(guī)能源可再生資源水能、風能、生物質(zhì)能不可再生資源煤、石油、天然氣等化石能源新能源可再生資源太陽能、風能、地熱能、潮汐能、氫能、沼氣不可再生資源核能二次能源（一次能源經(jīng)過加工、轉(zhuǎn)化得到的能源稱為二次能源）電能（水電、火電、核電）、蒸汽、工業(yè)余熱、酒精、汽油、焦炭等12g石墨與O2反應生成CO2放出393.51KJ熱量；12g金剛石與O2反應生成CO2放出395.41KJ熱量，試比較，石墨與金剛石哪個穩(wěn)定？比較相同狀態(tài)、相同數(shù)量的金剛石和石墨，與O2完全反應，生成相同狀態(tài)、相同數(shù)量的CO2，金剛石釋放出的熱量更多，說明金剛石具有的總能量高，不穩(wěn)定例題：1、下列反應既屬于氧化還原反應,又是吸熱反應的是()A.鋁片與稀鹽酸的反應.B.Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應.C.灼熱的碳與CO2的反應

D.甲烷在氧氣中的燃燒反應2、下列燃料中,不屬于化石燃料的是()A.煤B.石油C.天然氣D.水煤氣[練習]CD3、下列反應中，即屬于氧化還原反應同時又是吸熱反應的是（）

A.Ba(OH)2.8H2O與NH4Cl反應

B.灼熱的炭與CO2反應

C.鋁與稀鹽酸

D.H2與O2的燃燒反應B4、已知反應X＋Y＝M＋