2019-2020学年春季学期高一年级人教版高中化学必修2第二章第一节化学能与热能(共36张PPT)

一是注重“量”的问题
•用稀溶液进行中和反应（减小溶解热的干扰）。 •用强酸和强碱溶液反应（减少电离热效应的干扰）； •每次取等量的酸碱进行反应。
二是尽量减小实验误差
•增强保温隔热措施，减少实验中热量的损失 •不断搅拌，使热量分散均匀。 •温度计的精确度要高。 •做平行实验取平均值
中和热的测定 装置
能源、材料，信息被称为现代社会发展的三大支柱
能源是人类赖以生存和发展的 重要资源。在当今社会中，人类 所使用的能量绝大部分是由化学 反应提供的，特别是煤、石油、 天然气以及它们的制品燃烧所产 生。随着社会的发展，人类活动 消耗的能量逐渐增加。尽管一些 新能源被不断开发和利用，但是， 由于人类大量开发和浪费资源， 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。
3、下列说法中正确的是（
）
A、物质发生化学反应都伴随着能量变化
B、所有物质的内部都“储存”有能量，而且
这些能量都是相等的
C、在一个确定的化学反应关系中，反应物的
总能量总是高于生成物的总能量
D、化学反应的过程实质是断开旧化学键形成
新化学键的过程
微观：——化学键的断裂和形成
断键吸收能O量 O
能
4H
成
量
反应物 的能量
能量的吸收
生成物 的能量
生成物的总能量=反应物的总能量+吸收的热 量
• 能量守恒定律
• 化学反应中的能量变化，通常主要表现为 热量的变化。
• 热量的变化：吸热和放热
常见的放热反应和吸热反应
燃料的燃烧(与O2的反应）
大部分分解反应
中和反应
C+CO2=2CO；
活泼金属与水或酸的反应
C+H2O=CO+H2；
第二章化学反应与能量
第一节 化学能与热能
学习目标：
1、了解化学键与能量之间的密切关系， 明确化学反应中能量变化的主要原因，理解 化学反应过程中反应物和生成物的能量储存 与化学反应吸收还是放出能量的关系。
2、认识化学反应中能量变化主要表现为 热量的形式，吸热反应和放热反应的概念。
重点：化学能与热能之间的内在联系，化学 能与热能的相互转化。
Cl- Cl
H- H
形成2mol H-Cl 键放出2×431 kJ即862 kJ能量
放出能量183kJ
H-Cl H-Cl
反应进程
试一试
在25℃和101kPa的条件下：
H-H
H + H 吸收436kJ/mol
F-F
F + F 吸收155kJ/mol
H+F
H-F 放出565kJ/mol
那么，H2和F2反应生成HF是放热还是吸热？
· ·
马
可
马
波
可
罗 游 记
波 罗
化学反应中为何会伴有能量的变化？ 一个反应究竟是放出能量还是吸收能量 由什么因素决定？
复习 化学反应的本质是什么？
金属钠
旧键断裂
氯气
不稳定
电子转移
稳定 更稳定
新键形成
Na+ Cl－
讨论
NaCl晶体比Na+、Cl-稳定， 说明了什么？（能量的角度）
说明NaCl晶体具有的能量比Na+、Cl单独存在时具有的能量低。
形成1mol化学键时释放的能量或断开1mol化学
键所吸收的能量叫做键能
1mol C ＋4mol H
\KJ \KJ
能
量
2mol H
断键吸收能量
436KJ
成键放出能量
436KJ
能 量
断 键
吸
收
能
量
4×415KJ
成 键 放 出 能 量
4×415KJ
1mol H2 (1mol H-H)
1mol CH4 (4mol C-H)
断开1molH-H键和1molCl-Cl键吸收的总能量为(436+243)kJ =679kJ 形成2mol H-Cl化学键放出的总能量为862kJ
1mol H2和1molCl2反应放出能量(862-679)kJ=183kJ
H H Cl Cl
能
断1molH-H 键吸收436kJ
量
断1molCl-Cl
键吸收243kJ
大部分化合反应（生石灰和水） H2+CuO=Cu+H2O
物质的缓慢氧化等。
Ba(OH)2.8H2O+NH4Cl=
微观：化学键的断裂和形成
化学反应的本质:
旧化学键断裂和新化学键形成的过程。
吸收能量 放出能量
化学键的断裂和形成是化学反应中能量变 化的主要原因。
取决于所有断键吸收的总能量与所有 形成新键放出的总能量的相对大小
难点：从本质（微观结构）理解化学反应中 能量的变化，从而建立科学的能量变化观。
七百多年前，著名的意大利旅行家马可·波罗到过中 国，看见中国人烧煤炼铁，这是他生平第一次看到煤 做燃料。马可·波罗在他的游记里记载了这件新鲜事。 书中写道，中国有一种黑石头，能够燃烧，着起火来 象木柴一样，而且终夜不灭。
化学键变化与能量变化关系图
点燃
H2 + Cl2 ==== 2HCl
1moL
HH
H H 吸收能量 放出能量 H Cl
Cl Cl 吸收能量
H
放出能量
Cl
1moL
Cl Cl
2moL
化学反应能量变化来源于旧化学键断裂
和新化学键形成时的能量变化
点燃
在25℃、101kPa条件下 H2 + Cl2 ═ 2HCl 反应为例
2、人类利用能源的三个阶段
中国古代制陶图
柴草时期
化石能源时期
多能源结构时期
能量变化为多少？
放出
539KJ
即：由1mol的H2和1mol的F2，生成2molHF会释
放出 2 × 565kJ-436kJ-155kJ=539kJ
试一试
在高温、高压、催化剂的条件下： N2+3H2=2NH3，断开1molH-H键吸收能量为 436KJ，形成1molN-H键放出的能量为391KJ， 已知1molN2完全参加反应总共放出能量 92.4KJ，则断开1molN N需要吸收的能量为？
化①学反反应应物中的，总由能总量能大量于高的生反成应物物的生总成能总量能，量反低应的生
成放物出时能，量能。量发生了什么变化？
②反应物总能量小于 生成物总能量，反应吸收能量。
能
生成物总能量高
量
吸
收
能
反应物总能量低
量
反应进程
反应物 的能量
生成物 的能量
能量的释放
反应物的总能量=生成物的总能量+放出的热
该实验也可在保温杯中进行。
补充：反应热
1、定义： 在化学反应过程中放出或吸收的热量
符号：△H 单位：KJ/mol
△H < 0表示放热反应
△H > 0表示吸热反应
2、计算方法：生成物的总能量减去反应 物的总能量所得的数值 3、分类：①燃烧热，②中和热
3、分类：①燃烧热，②中和热
①燃烧热 在101KPa时，1mol纯物质完全燃烧 生成稳定的化合物时所放出的热量 叫做该物质的燃烧热
②中和热 在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应 生成1mol水所释放的热量叫中和热。 室温下中和热约为57.3KJ/mol
中和反应，燃烧反应均为放热反应
科学视野
生物体中的能量转化
人体内发生的氧化还原反应 与体外的燃烧本质相同，都是放热 反应。只是二者条件不同（前者在 体温条件和酶的催化作用下发生 的），且前者更加合理有效。
---温度计 ---玻璃搅拌器
-----碎泡沫塑料
在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放入的小烧杯杯口与大 烧杯杯口相平。再在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条）；
大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间开两个小 孔，正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过，以达到保温、隔热、 减少实验过程中热量损失的目的，如上图所示。
1.微观：——化学键的断裂和形成
断键吸收能C量l Cl
能
HH
量
Cl- Cl
H- H
释 放 能 量
成 键 释 放 能 量
-
反应进程
①断开化学键吸收的总能量 小于 形成化学键释
放出的总能量，反应放出能量。
能
量
断 键
吸
收
能
量
CaCO3
成
键
释
放
CaO
能
CO2
量
吸
收
能
量
反应进程
②断开化学键吸收的总能量 大于 形成化学键
Ba(OH)2溶液
酸与碱发生中和反应生成 1 mol H2O
中和热 时所释放的热量称为
。
[思考与交流]
如果要通过实验来测定盐酸与氢氧化钠反应的 中和热，你认为在设计实验装置和操作时应该 注意哪些问题？你准备如何设计并进行实验？ 请与同学讨论、交流。
Hale Waihona Puke 要精确地测定反应中的能量变化， 一是要注重“量的问题”， 二是要最大限度地减小实验误差。
2、化学反应中能量变化遵循能量守恒定律
1、已知反应A＋B＝C＋D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，故不必加热就一定发 生
2、判断下列说法是否正确： （1）加热的反应一定是吸热反应； （2）一个反应是吸热或放热与反应条件没有直接 联系，与反应物和生成物的总能量的相对大小有 关； （3）化学反应中的能量变化都表现为热能变化；
量
O=O
键
2H-H
释
释 放 能
放 能 量
量
2H-O-H（g） 反应进程
①断开化学键吸收的总能量 小于 形成化学键释
放出的总能量，反应放出能量。
实验2－3
盐酸温度/℃ NaOH溶液温度/ ℃ 中和反应后温度/ ℃
室温
室温
反应后温度升高
实质：H+ +
－
OH
＝
H2O
结论：中和反应是放热反应。
中和热：酸与碱发生中和反应生成1molH2O时 所释放的热量称为中和热
宏观：从物质本身包含能量的角度看：
反应物总能量＞生成物总能量 反应放出能量
E反
E生
反应物总能量＜生成物总能量 反应吸收能量
表示为： 反应热 △H=E生— E反
宏观： ——反应物和生成物的总能量相对大小
能
瀑布
量 反应物总能量高
释 放 能 量
生成物总能量低
反应进程
讨论：水往低处流的过程中，能量发生了什么变化？
释放出的总能量，反应吸收能量。
1、化学反应中能量变化原因
（1）宏观：取决于反应物的总能量和生成物的总能量 的相对大小。
（2）微观：取决于旧键断裂吸收能量和新键形成放出 能量的多少。 Ｅ(反应物)＞Ｅ(生成物) 反应放出能量 断键吸收总能量 <成键放出总能量
Ｅ(反应物)<Ｅ(生成物) 反应吸收能量
断键吸收总能量 > 成键放出总能量
（每生成1mol水放出57.3KJ的热量)
练习、已知中和热的数值是57.3KJ/mol，下列物质反 应时产生57.3KJ热量的是（ ）
A、稀盐酸和稀NaOH溶液 B、1.0mol/LHCl溶液和1.0mol/LNaOH溶液 C、500mL2.0mol/LHCl溶液和500mL2.0mol/L
NaOH溶液 D、500mL2.0mol/LH2SO4溶液和500mL2.0mol/L