第一节化学能与热能(2012.3.12).pptVIP

* 可燃物燃烧产生的能量是从哪里来的？ 著名的诺贝尔化学奖得主西博格教授(美国)说“化学 — 人类进步的关键。”化学确实为人类造福：日常生活用品、农产品、能源、材料等都离不开化学。能源，是现代物质文明的原动力。而且这些能源是丰富多彩、形式多样的，如热能、电能等等。化学，是创造能量的最大功臣。今天我们研究化学能与热能的关系。 第二章 化学反应与能量 第一节 化学能与热能 一、化学键与化学反应中能量变化的关系 化学反应有新物质产生，同时还伴随着能量变化，为什么化学反应会有能量变化？ 1.化学反应过程中化学键的断裂和形成是化学反应中发生能量变化的主要原因。 2.化学反应在发生过程中究竟是吸收能量还是放出能量，决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。 反应物的总能量 生成物的总能量 放出能量 反应物的总能量 生成物的总能量 吸收能量 断开旧键 — 吸收能量 形成新键 — 放出能量 H-H = H+H 吸收 436kJ/mol H-F = H+ F 吸收 565kJ/mol 化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。 在25℃和101kPa的条件 H+H = H-H 放出 436kJ/mol H+F = H-F 放出 565kJ/mol 从反应物和生成物的总能量来考虑 先看实例： 各种物质都储存有化学能。 不同物质 储有化学能不同 反应物的总能量高 生成物的总能量高 生成物的总能量低 反应物的总能量低 放出能量 吸收能量 [知识拓展] I.反应热：在化学反应过程中放出或吸收的热量，通常叫做反应热。 II.化学键的键能 形成1 mol的化学键所释放的能量或断裂1 mol化学键所吸收的能量，称之为化学键的键能。 单位为：kJ/mol 应用：键能是决定物质性质的一个重要因素。一般键能越大，化学键越牢固，由该键构成的物质也就越稳定。例如N2特别稳定，就是因为N≡N键的键能特别大。 III.焓(用符号“ H ”表示)：焓是物质所具有的能量，它是物质固有的性质，与密度相似；焓的单位是kJ/mol。 焓变(△H)：化学反应中生成物所具有的焓与反应物所具有的焓之差。单位：kJ/mol 焓变与能量的变化关系： 放热反应： △H 0 (△H 为“?”) 吸热反应： △H 0 (△H 为“+”) IV.反应热的计算方法 △H = 生成物所具有的总能量 ? 反应物所具有的总能量 或△H = 反应物中的总键能 ? 生成物中的总键能 2.化学变化中的能量变化常常表现为热量变化。 3.有些化学反应表现为向环境放出热量，有些化学反应表现出从环境吸收热量。 [实验探究] 实验2–1：铝与盐酸反应 实验2–2：氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应 实验2–3：酸碱中和反应 ( 放热 ) ( 放热 ) ( 吸热 ) 从上述实验中我们可以感受到： 1.化学反应在物质变化的同时伴有能量变化。 二、化学能与热能的相互转化 1.化学能是能量的一种形式，可以转化其他形式的能量，如热能、电能等，在转化时，要遵守能量守恒定律。 2.化学反应中的能量变化，通常主要表现为热量的变化吸热或放热。 放热反应：化学能转化为热能 吸热反应：热能转化为化学能 常见的放热反应： (1)可燃物的燃烧反应及缓慢氧化 (2)酸碱中和反应 (3)金属与水或酸的反应 (4)铝热反应 (5)金属氧化物与水或酸的反应。如CaO + H2O，Na2O + H2O，Na2O2 + H2O等 (6)大部分化合反应。特别关注：N2与H2反应合成氨；SO2催化氧化生成SO3；NO2二聚合生成N2O4为放热反应。 常见的吸热反应： (1)大部分分解反应。如CaCO3的分解反应等。 (2)Ba(OH)2?8H2O与NH4Cl反应 (3)CO2与C高温下的反应 (4)盐的水解反应(或弱离子的水解反应) (5)以碳、CO、H2为还原剂的氧化还原反应 (6)弱电解质的电离 另外，以下反应也是吸热反应： H2(g) + I2(s) = 2HI(g)；△H 0 N2(g) + O2(g) = 2NO(g)；△H 0 C(s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g)；△H 0 CO2(g) + C(s) = 2CO(g)；△H 0 H2(g) + CuO(s) = Cu(s) + H2O(g)；△H 0 [思考与交流] 中和热 定义：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应而生成1 mol H2O，这时的反应热叫做中和热。 研究条件：稀溶液 反应物：酸与碱 生成物及其物质的量：1 mol H2O 放出热量：△H 0 单位：kJ/mol [思考] 如果要通过实验来测定盐酸与氢氧化