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1、一飞冲天 神州九号飞船发射,专题2 化学反应与能量转化,第二单元 化学反应中的热量,发热,镁与盐酸反应有热量放出,冰凉,氢氧化钡晶体与氯化铵固体反应需要吸收热量,【活动与探究】,化学变化中除有新物质生成外，必然伴随有能量(热能、光能、电能)的变化,利用化学反应：一是制取物质、二是利用反应中的能量,思考：请列举你了解的在生活中应用到的化学反应中的能量,这种能量变化又通常表现为热量的变化。,一、化学反应中的热量变化,(一)放热反应和吸热反应,吸热反应:化学反应中吸收热量的反应。,放热反应:化学反应中放出热量的反应,1.概念,2.常见的放热反应和吸热反应,放热反应,吸热反应,燃料的燃烧中和反应金属与
2、酸大多数化合反应,C+CO2，H2+CuO，C+H2OBa(OH)2.8H2O+NH4ClCaCO3高温分解等大多数分解反应,为什么有的反应会放出热量，有的需要吸收热量呢？,分析化学反应,放出能量,分析化学反应,吸收能量,吸收热量,反应过程中能量变化曲线图：,放出热量,思考图1、图2反应过程中总能量增加还是减少？,化学反应的过程,可以看成是能量的“贮存”或“释放”的过程,反应物的能量之和 E反,生成物的能量之和 E生,（1）若E反 E生，,（2）若E反 E生，,放出能量,吸收能量,放热反应,吸热反应,3.规律,1、已知反应ABCD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
3、CB.B的能量一定高于DC.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，故不必加热就一定能发生,C,练习,2、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.放热反应不需要加热即可发生C.需要加热条件的化学反应都是吸热反应D.化学反应是吸热还是放热决定于生成物具有的总能量和反应物具有的总能量.分解反应肯定是吸热反应.物质燃烧放出热量,CE,问题探究,为什么有的反应反应物能量高，有的反应生成物能量高呢？,化学反应的本质是什么？,H2+Cl2=2HCl,HH,Cl Cl,HCl,断开,断开,点燃,一个化学反应的的过程，本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过
4、程。,形成,4.化学反应中能量变化的主要原因,H2+Cl2=2HCl,HH,Cl Cl,HCl,吸收能量,断开,断开,吸收能量,形成,放出能量,点燃,(1)化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。,(2)化学反应是放热还是吸热取决于,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,5.键能,(1)概念:P36.拆开1mol气态物质中某种共价键所需要吸收的能量，,(2)意义:共价键键能越大，该共价键越牢固,含该共价键的物质越稳定。,某些共价键的键能,说明：同一化学键，断键吸收的能量与成键放出的能量在数值上相等,化学反应中的能量示意图,吸收能量436kJ/mol,吸收能量243
5、kJ/mol,思考：该反应过程中总能量增加还是减少？,（该反应过程中总能量减183kJ/mol）,(二)反应热,1.定义：化学反应过程中放出或吸收的热量,2.符号：H,3.单位：KJmol-1,4.规定：吸热反应：H 0或者值为“+”放热反应：H 0或者值为“-”,化学反应中的能量变化,练一练：,H=-184.6KJmol-1,H=+131.3KJmol-1,练习,5.与键能关系：H=E(反应物键能总和)-E(生成物键能总和),氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰，在反应中，破坏1molHH键消耗的能量为Q1kJ，破坏1molO=O键消耗的能量为Q2kJ，形成1molHO键释放的能量为Q3kJ。下列关
6、系式中正确的是（）A.2Q1+Q2 4Q3 B.2Q1+Q2 4Q3 C.Q1+Q2 Q3 D.Q1+Q2=Q3,B,书写步骤,1、写出化学方程式2、注明反应物和生成物的状态3、标明反应热H4、注明反应的温度和压强(中学一般不注明)5、检查,(三)热化学方程式,表示化学反应中放出或吸收的热量的化学方程式,1、已知1molN2(g)与适量H2(g)反应，生成NH3(g)，放出92.2KJ热量,练习,2、已知卫星发射时可用肼做燃料。1molN2H4(l)在O2(g)中燃烧，生成N2(g)和H2O(l),放出622KJ热量,（1）反应物和生成物要标明其聚集状态，用g、l、s分别代表气态、液态、固态，
7、溶液(aq)。,注意事项,（2）方程式右端用H 标明恒压条件下反应放出或吸收的热量，放热为负，吸热为正。,（3）热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数，只表示物质的量，因此可以是整数或分数。,（4）对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其H 也不同，即H 的值与计量数成正比。,1、依据实验数据,写出下列反应的热化学方程式。(1)4gCO在氧气中燃烧生成CO2，放出9.6kJ热量，写出CO燃烧的热化学方程式。(2)在一定温度下,88g CO2气体与适量H2在催化剂存在下完全反应,生成CO气体和水蒸气,吸热82KJ。,练一练：,2、在下列反应中,生成物能量总和高于反应物能量总和的是()
8、A.Zn(S)+CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)+Cu(s)；H=-216KJmol-B.CaCO3(S)=CaO(S)+CO2(g)；H=+178.5KJmol-C.H2(g)+I2(s)=2HI(g)；H=+53KJmol-D.H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)；H=-57.2KJmol-,BC,4、在一定条件下氢气和甲烷燃烧的化学方程式为：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);H=-572kJmol-CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);H=-890kJmol-由1mol 氢气和3mol甲烷组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时放出的热量为多少。,解：
9、Q=(572kJ 2)+(890 kJ3)=2956 kJ,5、在一定条件下氢气和丙烷燃烧的化学方程式为：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);H=-571.6kJ mol-C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l);H=-2220kJmol-5mol 氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847kJ，则氢气和甲烷的体积比为(A)1:3(B)3:1(C)1:4(D)1:1,B,化学反应的热效应只与反应的始态和终态有关，而与具体的反应途径无关，即化学反应不管是一步还是几 步完成，其反应热是相同的 盖斯定律,拓展视野,已知：H2(g)+1/2 O2(g)H2O(g);H1=241
10、.8kJ/mol H2(g)+1/2 O2(g)H2O(l);H2=285.8kJ/mol H2O(l)H2O(g);H3=+44.0kJ/mol 则 H1、H2、H3的关系。,H1=H2+H3,例题:,1.已知：C(s)+O2(g)CO2(g);H1=393.5 kJ/molCO(g)+1/2O2(g)CO2(g);H2=283.0kJ/mol求：C(s)+1/2O2(g)CO(g)的 H3=。,110.5 kJ/mol,已知：金刚石、石墨的热化学方程式：C(s,金刚石)+O2(g)CO2(g);H=-395.4 kJ/molC(s,石墨)+O2(g)CO2(g);H=-393.5 kJ/m
11、ol 则石墨转化为金刚石的反应热H=，两物质中 较为稳定,+1.9 kJ/mol,石墨,1967年6月17日,1964年10月16日,能源、材料、信息,能源、材料、信息被称为现代社会发展的三大支柱。人类文明始于用火-热能的使用，现代社会的一切活动都离不开能源，在影响全球经济和生活的各种因素中，能源居于首位。,1.人类利用能源的三个阶段,柴草时期、化石能源时期、多能源结构时期,2、能源分类,二.燃料燃烧释放的热量,能源依据产生的方式可划分为一级能源和二级能源。一级能源是指在自然界中能以现成形式提供的能源，例如：天然气，煤，石油；二级能源是指需要依靠其它能源（也就是一级能源）的能量间接制取的能源，
12、例如：电能，一氧化碳。如氢气属高效无污染二级能源，是因为自然界中现成氢气很少。,16.6%,2.1%,5.1%,76.2%,我国化石燃料和水电能源消耗构成图,热值,现今用的燃料是什么？主要是什么？燃料充分燃烧的条件有哪些？燃料燃烧时，空气不足或大大过量，分别会造成什么后果？导致酸雨的主要原因之一是什么？怎样高效、清洁地利用煤炭？怎样提高固体和液体燃料的燃烧效率？,3.燃料的充分燃烧,空气不足，燃烧就不完全，浪费资源，产生的大量CO危害人体健康；过量的空气会带走部分热量，同样造成浪费,将固体燃料粉碎，或将液体燃料以雾状喷出，以增大燃料与空气的接触面,煤中所含硫在燃烧时会生成SO2,要有适当过量的
13、空气燃料与空气要有足够大的接触面积,高效清洁利用煤炭的重要途径,煤的气化（水煤气或干馏煤气）,将焦炭在高温下与水蒸气反应，则得到CO和H2,煤的液化,美国通用汽车公司氢燃料电池车“氢动一号”日前走出实验室，标志着以零尾气排放为目标的清洁汽车距其实用阶段又近了一步。测试表明，“氢动一号”原型车时速从0100公里的加速时间只需16秒，最高时速达140公里，可持续行驶400公里。,据悉，“氢动一号”与普通车最大的区别在于动力系统，其核心是200块燃料电池串联成、尺寸与普通汽车动力单元相当的电池组，使用储存在防热传导和防蒸发的特制不锈钢储罐中的液氢为燃料，储罐则安装在后座下面和后轴前。氢与氧燃烧产生动
14、力，而燃烧产物是无污染的水。,汽油是石油制的，但不只是发生和物理变化。这中间有很多工艺过程，像精馏之类的。另外，所谓一级能源，就是能直接用的，不用加工的，不管是物理变化的加工还是其它什么变化的加工，只要是经过了加工，就不再是一级的了。如：水能，若用它带动发动机，就是直接利用了，是一级能源；若饮用，就得加工，净化，消毒之类的，就是二级能源了。,可再生能源是指在自然界中可以不断再生、永续利用、取之不尽、用之不竭的资源，它对环境无害或危害极小，而且资源分布广泛，适宜就地开发利用。可再生能源主要包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和海洋能等。风能风能是指风所负载的能量，风能的大小决定于风速和空气的
15、密度。太阳能太阳能是指太阳所负载的能量，它的计量一般以阳光照射到地面的辐射总量，包括太阳的直接辐射和天空散射辐射的总和。太阳能的利用方式主要有：光伏（太阳能电池）发电系统，将太阳能直接转换为电能；太阳能聚热系统，利用太阳的热能产生电能；被动式太阳房；太阳能热水系统；太阳能取暖和制冷。小水电水的流动可产生能量，通过捕获水流动的能量发电，称为水电。生物质能生物质能包括自然界可用作能源用途的各种植物、人畜排泄物以及城乡有机废物转化成的能源，如薪柴、沼气、生物柴油、燃料乙醇、林业加工废弃物、农作物秸秆、城市有机垃圾、工农业有机废水和其他野生植物等。地热能地热能是贮存在地下岩石和流体中的热能，它可以用来发电，也可以为建筑物供热和制冷。根据测算，全球潜在地热资源总量相当于每年493亿吨标准煤。海洋能海洋能是潮汐能、波浪能、温差能、盐差能和海流能的统称，海洋通过各种物理过程接收、储存和散发能量，这些能量以潮汐、波浪、温度差、海流等形式存在于海洋之中。例如，潮汐的形式源于月亮和太阳对地球的吸引力，涨潮和落潮之间所负载的能量称之为潮汐能；潮汐和风又形成了海洋波浪，从而产生波浪能；太阳照射在海洋的表面，使海洋的上部和底部形成温差，从而形成温差能。所有这些形式的海洋能都可以用来发电。,
