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高中化学课件,人教版,必修二,第二章, 第一节, 化学能与热能


第二章

化学反应与能量

第一节 化学能与热能

离子键 共价键 1.化学键包含_______和________。物质发生化学反应的 断裂 过程就是反应物分子中化学键的_____和生成物分子中化学键
形成 的______过程。

2.在初中化学学习中,我们知道物质在发生化学反应时必

/>质量守恒定律 须遵循_____________,即参加化学反应的各物质的质量总和 等于 _____反应后生成的各物质的质量总和。与此同时,化学反应还 能量守恒定律 遵循另外一条定律——_____________。

3.下列 不属于 化石燃料的是( C )。 ... A.石油 B.天然气 C.煤气 D.煤

一、化学键与化学反应中能量变化的关系 1.化学反应中能量变化的主要原因
物质中的原子之间是通过化学键相结合的,断开反应物的 吸收 放出 化学键要______能量,形成生成物的化学键要______能量。化

学键的_____和______是物质在化学反应中发生能量变化的主 断裂 形成
能量变化 要原因。物质的化学反应与体系的__________是同时发生的。 2.化学反应中能量变化的决定因素 一个确定的化学反应完成后的结果是吸收能量还是放出能

反应物的总能量 生成物的总能量 量,决定于______________和_______________的相对大小,即:

放出 (1)反应物的总能量大于生成物的总能量,化学反应______ 能量。 (2)反应物的总能量小于生成物的总能量,化学反应______ 吸收 能量。 二、化学能与热能的相互转化 1.两条基本自然定律 (1)质量守恒定律:自然界的物质可以发生相互转化,但是 总质量 ________不变。 (2)能量守恒定律:一种形式的能量可以转化为另一种形式 总能量 的能量,但是体系包含的________不变。

2.吸热反应和放热反应
(1)定义 吸收热量 吸热反应:___________的化学反应。 放出热量 放热反应:___________的化学反应。 (2)中和热 1 mol H2O 酸与碱发生中和反应生成____________时所释放的热量。 3.化学能与热能相互转化的意义 能量变化 (1)化学反应伴随着________是化学反应的基本特征之一。 化学能 热能 (2)化学物质中的______通过化学反应转化成_____,提供 热能 化学能 了人类生存和发展所需要的能量和动力;而_____转化成______ 又是人们进行化工生产、研制新物质不可或缺的条件和途径。

三、能量转化和能源利用

1.生物体内的能量转化
光能 植物通过光合作用将______转化为化学能;而在人体内, 化学能 热能 淀粉等糖类物质经过一系列变化将_______转化为_____。 2.人类对能源利用的三个阶段 (1)柴草时期:主要能源有树枝杂草、人力、畜力、风和水 的动力等。

化石能源 (2)_________时期:主要能源有煤、石油、天然气。
(3)多能源结构时期:核能、太阳能、氢能等。

化学能与热能相互转化探究实验 实验步骤 在一支试管中加入 2~3 mL 实验现象 无色气泡 铝条表面有__________

实 6 mol/L 的盐酸,再插入用砂纸打 产生,反应后温度计示 验 Ⅰ 磨光的铝条。观察现象,并用温度 上升 数______ 计测量溶液温度变化

续表 实验步骤 实验现象 刺激性 将约 20 g Ba(OH)2· 2O 晶体研细 能闻到_______气味, 8H 后与约 10 g NH4Cl 晶体一起放入烧 用手触摸烧杯的感觉 实 杯中,并将烧杯放在滴有几滴水的 _____(填“发冷”或 发冷 验 Ⅱ 玻璃片或小木板上,用玻璃棒快速 “发烫”),拿起烧杯, 搅拌,闻气味,用手触摸杯壁下部, 玻璃片或小木板_____ 粘连 试着用手拿起烧杯,观察现象 在烧杯底部 在 50 mL 烧杯中加入 20 mL 2 mol/L 的盐酸,测其温度。另用量 实 在反应过程中,温度计 筒量取 20 mL 2 mol/L NaOH 溶 验 上升 液,测其温度,并缓缓地倒入烧杯 的读数_____ Ⅲ 中,边加边用玻璃棒搅拌。观察反 应中溶液温度的变化过程

放热 1.由实验Ⅰ中温度计的示数变化可知铝与盐酸反应是___ 2Al+6HCl=== 反应(填“放热”或“吸热”),反应方程式为_______________ 2AlCl3+3H2↑ _____________________。用砂纸打磨光铝条的目的是 除去铝条表面的氧化膜 _______________________。 NH3 2.实验Ⅱ中能产生有气味的物质,该物质是______(填化 学式),由实验Ⅱ的现象可知该反应为______(填“放热”或 吸热 “吸热”)反应。 H++OH-===H2O 3.实验Ⅲ中反应的离子方程式为________________,由实 放热 验现象可知该反应为______反应。

化学反应中化学能与热能的相互转化
1.吸热反应与放热反应的判断 (1)从化学键断裂与形成角度判断

①若 E1>E2,化学反应表现为吸热反应;

②若 E1<E2,化学反应表现为放热反应。

(2)从物质本身能量角度判断

①若 E′>E″,化学反应表现为放热反应; ②若 E′<E″,化学反应表现为吸热反应。

2.常见的吸热反应和放热反应
(1)放热反应 ①所有的燃烧反应;②活泼金属与水或酸的反应;③酸碱 中和反应;④大多数化合反应;⑤物质的缓慢氧化。

(2)吸热反应
①大多数分解反应;②C、CO、H2 还原金属氧化物的反应; ③氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应。

物质具有的能量与其稳定性之间的关系

(1)物质具有的能量越低越稳定,参加反应时,化学键断裂吸
收的能量就越多,而生成该物质,形成新键放出的能量就越多。 (2)物质具有的能量高,则其不稳定,参加反应时断键所需 能量低,该物质性质活泼,而形成该物质时,放出的能量较少。

3.化学键在能量变化判断中的应用 利用化学键的键能可粗略计算化学反应中的能量变化,即 光照 反应热。以 H2+Cl2=====2HCl 为例(图 2-1-1):

图 2-1-1

生成物释放的总能量(862 kJ/mol)大于反应物吸收的总能量
(679 kJ/mol),是放热反应。 1 mol H2 与 1 mol Cl2 完全反应生成

2 mol HCl 放出热量为 2 mol×431 kJ/mol-1 mol×436 kJ/mol-
1 mol×243 kJ/mol=183 kJ。

中和热及其测定 1.中和热 (1)概念:强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成 1 mol H2O

时所释放的热量称为中和热。
(2)中和热的理解 ①中和反应都放出热量; ②稀溶液中,强酸与强碱的中和热为定值:57.3 kJ/mol;

③弱酸或弱碱在中和反应中由于电离吸热,中和热小于
57.3 kJ/mol。

2.中和热测定的实验装置

图 2-1-2

对化学变化中能量变化的理解 [例1](2011 年广东广州检测)下列说法不正确的是( ... )。

A.化学反应除了生成新物质外,还伴随着能量的变化 B.1 mol 硫酸与足量氢氧化钠发生中和反应生成水所释放 的热量称为中和热 C.氢气燃烧放出大量的热,说明参加反应的氢气和氧气 总能量比生成物水的总能量高 D.放热反应有时也需要加热才可发生

解析:中和热是指强酸与强碱的稀溶液发生中和反应生成
1 mol H2O 时所释放的热量,1 mol 硫酸与足量的氢氧化钠反应

生成水的物质的量为2 mol,B 错;放热反应有时需要加热,如
大多数燃烧反应通常情况下需要点燃或者加热才能发生,D 正 确。 答案:B

1.反应 C(石墨) 由此可知( A )。 A.石墨比金刚石稳定

C(金刚石)是吸收能量的反应,

B.金刚石和石墨可以相互转化 C.石墨转化为金刚石是物理变化 D.金刚石和石墨不能相互转化

解析:由已知石墨转化为金刚石需要吸收能量,说明金刚
石的总能量比石墨高,能量越低越稳定,说明石墨比金刚石稳 定;由题意可知,石墨在一定条件下可转化为金刚石,但不能

知道金刚石是否可转化为石墨,B、D 错。

2.(双选)下列关于化学反应与能量变化的说法不正确的是 ...

( BC )。
A.化学反应中既有物质变化又有能量变化

B.化学键的断裂和形成与反应放热和吸热无关
C.反应物的总能量与生成物的总能量一定相等

D.H2SO4 与 NaOH 的反应是放热反应
解析:化学键的断裂和形成是反应放热和吸热的根本原因, B 错;一个化学反应,可能涉及化学能、热能、光能等能量之 间的转化,故反应物与生成物之间的总能量不一定相等,但反 应体系的总能量一定相等,C 错。

吸热反应不一定需要加热,如Ba(OH)2· 2O 晶体与NH4Cl 8H

晶体反应;放热反应有时也需要加热或点燃,如大多数燃烧反
应需要在点燃或者加热的条件下才能发生。

放热反应与吸热反应 [例2](2011 年广东梅州检测)由图 2-1-3 分析,下列说法 正确的是( )。

图 2-1-3 A.A===B+C 与 B+C===A 两个反应吸收和放出的热

量不等

B.A===B+C 是放热反应 C.A 具有的能量高于 B 和 C 具有的能量总和 D.A===B+C 是吸热反应,B+C===A 必然是放热反应 解析:由图可知反应物总能量低于生成物总能量,反应需 要吸收能量,即 A===B+C 是吸热反应;条件不变,反应物和 生成物总能量不变,A===B+C 与 B+C===A 两个反应吸收和 放出的热量相等,且 A===B+C 反应吸热,B+C===A 反应放 热。 答案:D

3 .(2011 年广东梅州检测) 下列反应属于吸热反应的是 ( C )。

A.Ba(OH)2 与 HCl 的中和反应
B.葡萄糖在人体内氧化分解

C.Ba(OH)2· 2O 与 NH4Cl 反应 8H
D.锌粒与稀 H2SO4 反应制取 H2

4.(2011 年广东汕头检测)下列反应中,既属于氧化还原反
应同时又是吸热反应的是( C )。 A.Ba(OH)2· 2O 与 NH4Cl 反应 8H

B.铝与稀盐酸反应
C.灼热的炭与 CO2 反应 D.甲烷与 O2 的燃烧反应 解析:A 项虽然也是吸热反应,但不是氧化还原反应。

5.(2010 年广东广州检测,双选)下列说法正确的是( AD)。
A.若氢气和氧气化合是放热反应,则水电解生成氢气和 氧气是吸热反应 B.需要加热才能进行的反应是吸热反应 C.反应放出热量的多少与反应物的质量和状态无关 D.对放热反应 A+B→C+D ,A、B 的能量总和大于 C、 D 的能量总和 解析:大多数燃烧反应都需要加热或点燃才能进行,但都

是放热反应,B 错;反应物的状态不同,其自身具有的能量也
不同,且相同状态,质量不同,总能量也不相同。


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