热能转换与利用 第二章课件
产物带走的 损失的计算。 7.掌握 分析的方法，知道 效率的一般定义以及各 热
工设备的 效率。 8.通过锅炉的热平衡与 平衡、钢材连续加热炉的热平
衡与 平衡的例子进一步熟练 分析。 9.了解 的性质、 分析的作用、 分析的发展。
2–1 能量转换
钢铁企业中涉及到的主要能的形式有：热能、 机械能、电能、化学能
T0
c
pT0
T T0
dT T
cp[(T
T0
)
T0
ln
T T0
]
cp
(T
T0
)[1
T
T0 T0
ln
T T0
]
h
h0
1
T
T0 T0
ln
T T0
它的能级为
T
exT h h0
1 T0 T T0
T ln
T0
如果需要考虑比热容 cp随温度变化时，一般把比热容与 温度的关系表示成幂函数的关系：
本章知识点
1.理解能量转换与平衡； 2.理解 的概念、熟练 的计算、了
解 的平衡、掌握 损失计算； 3.学会 分析，以及 分析的举例，
分析的意义。
本章重点
1.了解能量转换； 2.理解能量平衡； 3.掌握 的概念； 4.熟练各种 的计算包括温度 、潜热 、压力 、
混合气体的 、化学 。 5.深入理解流动过程、混合过程、分离过程的 平衡。 6.掌握燃烧 损失、传热 损失、散热等 损失、燃烧
1kWh=860kcal=3600kJ
2.3 （可用能）
根据能量可转换性的不同，可以把能量分为三类： 高级能：可以不受限制地完全转换的能量 中级能：具有部分转换能力的能量 低级能：完全没有转换能力的能量 热能属于第二类能量：它具有的可用能取决于它的状态参 数（温度、压力等），同时与环境状态有关。当参数与环境相 同，即与环境处于平衡状态时，其 值为零。但是，只要与环 境处于不平衡状态，它就具有一定的 值。 为了衡量能量的可用性，提出以“可用能”或“ ”作为 衡量能量质量的物理量。
对于其他任意元素X，需找出含有该元素的基准化合物
（取X元x素AaBXb的…标)和准元素：A、B…的已知标准 ，就可按化学式求
e X
1 x
GF X x Aa Bb ... ae A be B ...
2.4.6.3 化合物的标准 的计算
在这四种工业生产中所利用的主要能量形式 之间，相互转换的关系如下：
在实现能量转换时，对转换装置有以下几项基 本要求：
1）转换效率要高。 2）转换速度要快。 3）具有良好的负荷调节性能。 4）满足环境的要求和经济上的合理
2–2 能量平衡
能量守恒定律： 输入能量-输出能量=储存能量的变化
对于封闭系统，热力学第一定律的表达式为
n1[c p1 (T
T0
)
c p1T0
ln
T T0
RT0 ln
p] p0
T
p
Ex2
n2ex2
n2[c p 2 (T
T0 ) c p2T0 ln T0
RT0 ln
] p0
混合后的温度和总压力保持不变，分压力分 别为p1和p2,则混合物的 为
e'x1 c p1 (T
已知其比热容时，由于
可得其温度
dh cpdT
ds q c p dT
TT
为
exT
T
c p dT
T0
T
T0
T0
cp T
dT
高中物质的 当物质的温度高于环境温度时，由于温度的不平衡所具有 的可用能即为其温度 。当其定压比热容近似地视为常数时， 则
exT
T
cp dT
第二章 能量转换基础
The second law of Energy conversion • 2–1 能量转换 foundation
• 2–2 能量平衡 • 2–3 （可用能） • 2–4 的计算 • 2–5 平衡 • 2–6 损失计算 • 2–7 分析与火用效率 • 2–8 分析举例 • 2–9 分析的意义
Pp
p0
nRT0 p0
p
dp p2
nR T0 [ln
p p0
(1
p0 )] p
2.4.5 混合气体的 气体的混合过程是不同分子相互扩散的过程， 它是一个不可逆过程，体系的总熵将增加，可用 能将减少。设混合前两种气体具有相同的温度T 和压力p,分别有n1和n2。混合前的 分别为
Ex1
n1ex1
h h0
1 T0
s h h0
能级的高低与熵差有直接关系，T0∆S即为火无。在
转变为功的过程中，工质的熵变量越大，火无就越大，相
应的 值就越小，能级越低。因此熵变量也可以 来
评价热能的品质。
2.4 的计算
2.4.1 温度
当只是工质的温度（T）与环境温度（T0）不同，压力与 环境相同时，它所具有的 值叫温度 。当工质无相变，并
1i
式中 N=n1+n2,
xi
ni N
pi p
因此，对每1mol混合气体
exm
Exm N
2
2
xi exi RT0 xi ln xi
i 1
i 1
由于各组分的摩尔成分xi<1,lnxi<0,式中的第二项为负值。
因此，混合物的火用值小于组成混合气体的各组分的 值
之和。
混合气体的 值为
2.4.6.1 化学反应的反应 有热力学可知，在可逆等温反应过程中，稳定流动系统 做出的最大有用功等于系统自由焓的减少。
Wmax G [(H 2 TS 2 ) (H1 TS1 )] [(H 2H1 ) T (S2 S1 )]
式中 G —自由焓，G=H-TS H2-H1 —反应焓； S2-S1 —反应熵。
V0
VO
Exp W p0 dV ( p p0 )dV
V
V
根据
pV=nRT0
可得 pdV + Vdp = 0
dV
V p
dp
nRT0
dp p2
将它代入式
p
dp
p
exp RgT0
p0
p
RgT0 ln p0 Rg
积分后可得
Ex' p
P0 dp nRT0
exm
k i 1
xi exi
RT0
k i 1
xi
ln xi
k i 1
xi RT0 ln
1 xi0
RT0
k i 1
xi ln xi
RT0
k i 1
xi
ln
xi xi0
2.4.6 化学 由于与环境的温度、压力不同时属于物理不平衡，因而具 有的 叫物理 。但是环境是由处于完全平衡状态下的大 气、地表和海洋中的选定的参考物质所组成。因此，即使在 环境温度T0和压力p0下，如果与环境存在化学不平衡，则仍 可能具有可用能。因此，即使在环境温度T0和压力p0下，如 果与环境存在化学不平衡，则仍可能具有可用能。这种由于 化学不平衡具有的 称为化学 。 化学不平衡包括系统与环境的成分不平衡和组成不平衡。 为了确定元素的化学 ，首先需要规定与元素相对应的基 准物。 处于物理基准状态下的纯物质的 称为该物质的标 准 ，即为标准化学 ，记作 e,该值通常取摩尔量。
ห้องสมุดไป่ตู้
cp a bT cT 2
将它代入式
式为
exT
T
cpdT
T0
， T0
T T0
cp T
dT
经整理后可得
的计算公
exT
T
(a bT
T0
cT 2 )dT
T
T0
T0
(a T
b cT )dT
a(T
T0
){(1
T
T0 T0
ln
T T0
)
(T
T0
潜热”。潜热 是指单位物质从相变开始至相变结束，吸收
相变（融化或气化）潜热所产生 的变化。因此，潜热
是指物质在相变前后 的变化。
潜热 的计算公式为
ex
ex2
ex1
(h2
h1 ) T0 (s2
s1 )
r T0
r T
r(1 T0 ) T
由式可见，潜热 即为恒温热量 的一种形式，式中 的T为相变温度。
2.4.3水及水蒸气的
p
h
hA
A
T
p0
hB T0
h0
O
B`
0
水蒸汽
s0
的图解法
h 常数
p 常数
t 常数 C
x 常数
水蒸汽的 -熵图
2.4.4 压力 对开口体系的工质的压力 为
p
dp
p
exp RgT0
p0
p
RgT0 ln p0
式中 Rg —气体常数，J/（kg K ）。 对封闭体系的工质的压力 为
T0
)
c
p1T0
ln
T T0
RT0 ln
p1 p0
e' x 2
c p 2 (T
T0
)
c
p2T0
ln
T T0
工设备的 效率。 8.通过锅炉的热平衡与 平衡、钢材连续加热炉的热平
衡与 平衡的例子进一步熟练 分析。 9.了解 的性质、 分析的作用、 分析的发展。
2–1 能量转换
钢铁企业中涉及到的主要能的形式有：热能、 机械能、电能、化学能
T0
c
pT0
T T0
dT T
cp[(T
T0
)
T0
ln
T T0
]
cp
(T
T0
)[1
T
T0 T0
ln
T T0
]
h
h0
1
T
T0 T0
ln
T T0
它的能级为
T
exT h h0
1 T0 T T0
T ln
T0
如果需要考虑比热容 cp随温度变化时，一般把比热容与 温度的关系表示成幂函数的关系：
本章知识点
1.理解能量转换与平衡； 2.理解 的概念、熟练 的计算、了
解 的平衡、掌握 损失计算； 3.学会 分析，以及 分析的举例，
分析的意义。
本章重点
1.了解能量转换； 2.理解能量平衡； 3.掌握 的概念； 4.熟练各种 的计算包括温度 、潜热 、压力 、
混合气体的 、化学 。 5.深入理解流动过程、混合过程、分离过程的 平衡。 6.掌握燃烧 损失、传热 损失、散热等 损失、燃烧
1kWh=860kcal=3600kJ
2.3 （可用能）
根据能量可转换性的不同，可以把能量分为三类： 高级能：可以不受限制地完全转换的能量 中级能：具有部分转换能力的能量 低级能：完全没有转换能力的能量 热能属于第二类能量：它具有的可用能取决于它的状态参 数（温度、压力等），同时与环境状态有关。当参数与环境相 同，即与环境处于平衡状态时，其 值为零。但是，只要与环 境处于不平衡状态，它就具有一定的 值。 为了衡量能量的可用性，提出以“可用能”或“ ”作为 衡量能量质量的物理量。
对于其他任意元素X，需找出含有该元素的基准化合物
（取X元x素AaBXb的…标)和准元素：A、B…的已知标准 ，就可按化学式求
e X
1 x
GF X x Aa Bb ... ae A be B ...
2.4.6.3 化合物的标准 的计算
在这四种工业生产中所利用的主要能量形式 之间，相互转换的关系如下：
在实现能量转换时，对转换装置有以下几项基 本要求：
1）转换效率要高。 2）转换速度要快。 3）具有良好的负荷调节性能。 4）满足环境的要求和经济上的合理
2–2 能量平衡
能量守恒定律： 输入能量-输出能量=储存能量的变化
对于封闭系统，热力学第一定律的表达式为
n1[c p1 (T
T0
)
c p1T0
ln
T T0
RT0 ln
p] p0
T
p
Ex2
n2ex2
n2[c p 2 (T
T0 ) c p2T0 ln T0
RT0 ln
] p0
混合后的温度和总压力保持不变，分压力分 别为p1和p2,则混合物的 为
e'x1 c p1 (T
已知其比热容时，由于
可得其温度
dh cpdT
ds q c p dT
TT
为
exT
T
c p dT
T0
T
T0
T0
cp T
dT
高中物质的 当物质的温度高于环境温度时，由于温度的不平衡所具有 的可用能即为其温度 。当其定压比热容近似地视为常数时， 则
exT
T
cp dT
第二章 能量转换基础
The second law of Energy conversion • 2–1 能量转换 foundation
• 2–2 能量平衡 • 2–3 （可用能） • 2–4 的计算 • 2–5 平衡 • 2–6 损失计算 • 2–7 分析与火用效率 • 2–8 分析举例 • 2–9 分析的意义
Pp
p0
nRT0 p0
p
dp p2
nR T0 [ln
p p0
(1
p0 )] p
2.4.5 混合气体的 气体的混合过程是不同分子相互扩散的过程， 它是一个不可逆过程，体系的总熵将增加，可用 能将减少。设混合前两种气体具有相同的温度T 和压力p,分别有n1和n2。混合前的 分别为
Ex1
n1ex1
h h0
1 T0
s h h0
能级的高低与熵差有直接关系，T0∆S即为火无。在
转变为功的过程中，工质的熵变量越大，火无就越大，相
应的 值就越小，能级越低。因此熵变量也可以 来
评价热能的品质。
2.4 的计算
2.4.1 温度
当只是工质的温度（T）与环境温度（T0）不同，压力与 环境相同时，它所具有的 值叫温度 。当工质无相变，并
1i
式中 N=n1+n2,
xi
ni N
pi p
因此，对每1mol混合气体
exm
Exm N
2
2
xi exi RT0 xi ln xi
i 1
i 1
由于各组分的摩尔成分xi<1,lnxi<0,式中的第二项为负值。
因此，混合物的火用值小于组成混合气体的各组分的 值
之和。
混合气体的 值为
2.4.6.1 化学反应的反应 有热力学可知，在可逆等温反应过程中，稳定流动系统 做出的最大有用功等于系统自由焓的减少。
Wmax G [(H 2 TS 2 ) (H1 TS1 )] [(H 2H1 ) T (S2 S1 )]
式中 G —自由焓，G=H-TS H2-H1 —反应焓； S2-S1 —反应熵。
V0
VO
Exp W p0 dV ( p p0 )dV
V
V
根据
pV=nRT0
可得 pdV + Vdp = 0
dV
V p
dp
nRT0
dp p2
将它代入式
p
dp
p
exp RgT0
p0
p
RgT0 ln p0 Rg
积分后可得
Ex' p
P0 dp nRT0
exm
k i 1
xi exi
RT0
k i 1
xi
ln xi
k i 1
xi RT0 ln
1 xi0
RT0
k i 1
xi ln xi
RT0
k i 1
xi
ln
xi xi0
2.4.6 化学 由于与环境的温度、压力不同时属于物理不平衡，因而具 有的 叫物理 。但是环境是由处于完全平衡状态下的大 气、地表和海洋中的选定的参考物质所组成。因此，即使在 环境温度T0和压力p0下，如果与环境存在化学不平衡，则仍 可能具有可用能。因此，即使在环境温度T0和压力p0下，如 果与环境存在化学不平衡，则仍可能具有可用能。这种由于 化学不平衡具有的 称为化学 。 化学不平衡包括系统与环境的成分不平衡和组成不平衡。 为了确定元素的化学 ，首先需要规定与元素相对应的基 准物。 处于物理基准状态下的纯物质的 称为该物质的标 准 ，即为标准化学 ，记作 e,该值通常取摩尔量。
ห้องสมุดไป่ตู้
cp a bT cT 2
将它代入式
式为
exT
T
cpdT
T0
， T0
T T0
cp T
dT
经整理后可得
的计算公
exT
T
(a bT
T0
cT 2 )dT
T
T0
T0
(a T
b cT )dT
a(T
T0
){(1
T
T0 T0
ln
T T0
)
(T
T0
潜热”。潜热 是指单位物质从相变开始至相变结束，吸收
相变（融化或气化）潜热所产生 的变化。因此，潜热
是指物质在相变前后 的变化。
潜热 的计算公式为
ex
ex2
ex1
(h2
h1 ) T0 (s2
s1 )
r T0
r T
r(1 T0 ) T
由式可见，潜热 即为恒温热量 的一种形式，式中 的T为相变温度。
2.4.3水及水蒸气的
p
h
hA
A
T
p0
hB T0
h0
O
B`
0
水蒸汽
s0
的图解法
h 常数
p 常数
t 常数 C
x 常数
水蒸汽的 -熵图
2.4.4 压力 对开口体系的工质的压力 为
p
dp
p
exp RgT0
p0
p
RgT0 ln p0
式中 Rg —气体常数，J/（kg K ）。 对封闭体系的工质的压力 为
T0
)
c
p1T0
ln
T T0
RT0 ln
p1 p0
e' x 2
c p 2 (T
T0
)
c
p2T0
ln
T T0
合集下载
化学必修2第二章第一节《化学能与热能》.ppt
课堂练习
2、氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰，在反应中， 破坏1molH－H键消耗的能量为Q1kJ， 破坏1molO = O键消耗的能量为Q2kJ， 形成1molH－O键释放的能量为Q3kJ。 下列关系式中正确的是（ B ） A. 2Q1 + Q2 > 4Q3 B. 2Q1 + Q2 < 4Q3
C. Q1 + Q2 < Q3
一、化学键与化学反应中能量变化的关系
•思考：为什么不同的燃料燃烧时放出的热 量会不同？燃料在燃烧反应中产生的热能来 自哪里？ 1、化学反应中能量的变化
⑴ 化学反应的本质:就是旧化学键断裂和新化学 键形成的过程。 以氢气在氯气中燃烧为例，用化学键的观点分析反
应的本质过程。
⑵
化学反应中能量变化的主要原因
第一节
化学能与热能
物质发生化学反应的同时还伴随着能 量的变化,而这种能量变化又通常表现为 热能变化。
你知道吗?
煤、石油、天然气的主要化学成分是烃 类等有机物（煤中含有大量的碳），它们燃 烧时放出热能。你一定想知道，这种能量从 何而来?它与化学物质和化学反应有什么关 系？石灰石（主要成分是碳酸钙）要经过高 温煅烧才能变成生石灰，高温提供的热能在 石灰石的分解反应中起到什么作用？
化学键
键能
化学键
键能 415.0
462.8 390.8 431.8 298.7
对于某个确定的化 H－H 436 C－H 学反应，如何判断 它是放出能量还是 O－H Cl－Cl 242.7 吸收能量呢？
Br－Br I－I C－C
193.7 152.7 347.7
N－H H－I
H－Cl
化学键越牢固 含该键的分子越稳定
二、化学能与热能的相互转化
2018-2019人教版高中化学必修二第二章 第一节 化学能与热能PPT39张
首 页 上一页 下一页
末 页
结
束
1．有关能源的下列说法不正确的是 A．煤、石油、天然气均为化石能源 B．化石能源是非再生能源 C．氢能是可再生能源 D．氢能、核能均是无污染的高效能源
(
)
解析：化石能源是非再生能源；氢能是可再生能源(可通过分 解水得到氢气)，且是无污染的高效能源；核能利用的是核反 应过程中释放的巨大能量，虽然高效，但会产生放射性物质， 有一定的污染性，不过人们可以采用技术控制这种污染。 答案：D
首 页
上一页
下一页
末 页
结
束
2．下列反应属于吸热反应的是__________，属于放热反应的是 ________。 A．煤燃烧 B．Ba(OH)2· 8H2O 和 NH4Cl(固)反应 C．Zn 和盐酸反应 D．NaOH 溶液和盐酸混合 E．大理石分解
答案：BE ACD
首 页
上一页
下一页
末 页
结
结
束
第一节 化学能与热能
[课标要求] 1． 知道化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因。 2．知道反应物总能量与生成物总能量的相对高低是反应过程中 能量变化的决定因素。 3．了解化学能与热能的相互转化。 4．了解能量转化在生产、生活中的应用。
首 页 上一页 下一页
末 页
结
束
1． 化学反应吸热还是放热决定于反应物总能量(E1)和生成物总能量(E2) 的相对大小。若 E1>E2，则为放热反应；若 E1<E2，则为吸热反应。 2．化学反应中，断裂反应物中化学键吸收能量为 Q(吸)，形成生成物 中化学键放出能量为 Q(放)，则化学反应过程中的能量变为 ΔQ＝ Q(吸)－Q(放)，若 ΔQ<0，为放热反应，若 ΔQ>0，为吸热反应。 3．(1)常见的放热反应：所有燃烧反应，酸碱中和反应，金属与水、 酸的反应，绝大多数化合反应。 (2)常见的吸热反应：Ba(OH)2· 8H2O 与 NH4Cl 的反应，以 C、H2、 CO 为还原剂的反应，大多数分解反应。 4．物质具有的能量越低，物质的稳定性越强，即能量越低越稳定。
末 页
结
束
1．有关能源的下列说法不正确的是 A．煤、石油、天然气均为化石能源 B．化石能源是非再生能源 C．氢能是可再生能源 D．氢能、核能均是无污染的高效能源
(
)
解析：化石能源是非再生能源；氢能是可再生能源(可通过分 解水得到氢气)，且是无污染的高效能源；核能利用的是核反 应过程中释放的巨大能量，虽然高效，但会产生放射性物质， 有一定的污染性，不过人们可以采用技术控制这种污染。 答案：D
首 页
上一页
下一页
末 页
结
束
2．下列反应属于吸热反应的是__________，属于放热反应的是 ________。 A．煤燃烧 B．Ba(OH)2· 8H2O 和 NH4Cl(固)反应 C．Zn 和盐酸反应 D．NaOH 溶液和盐酸混合 E．大理石分解
答案：BE ACD
首 页
上一页
下一页
末 页
结
结
束
第一节 化学能与热能
[课标要求] 1． 知道化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因。 2．知道反应物总能量与生成物总能量的相对高低是反应过程中 能量变化的决定因素。 3．了解化学能与热能的相互转化。 4．了解能量转化在生产、生活中的应用。
首 页 上一页 下一页
末 页
结
束
1． 化学反应吸热还是放热决定于反应物总能量(E1)和生成物总能量(E2) 的相对大小。若 E1>E2，则为放热反应；若 E1<E2，则为吸热反应。 2．化学反应中，断裂反应物中化学键吸收能量为 Q(吸)，形成生成物 中化学键放出能量为 Q(放)，则化学反应过程中的能量变为 ΔQ＝ Q(吸)－Q(放)，若 ΔQ<0，为放热反应，若 ΔQ>0，为吸热反应。 3．(1)常见的放热反应：所有燃烧反应，酸碱中和反应，金属与水、 酸的反应，绝大多数化合反应。 (2)常见的吸热反应：Ba(OH)2· 8H2O 与 NH4Cl 的反应，以 C、H2、 CO 为还原剂的反应，大多数分解反应。 4．物质具有的能量越低，物质的稳定性越强，即能量越低越稳定。
人教版化学必修二化学能与热能教学教学课件
人教版化学必修二化学能与热能教学 课件
人教版化学必修二化学能与热能教学 课件
6、已知金刚石在一定条件下转化为石墨是放热的。据此，以下判断
或说法不正确的是（ A ）
A 石墨不如金刚石稳定 B 金刚石不如石墨稳定 C 金刚石和石墨互为同素异形体 D 这个反应属于化学变化
人教版化学必修二化学能与热能教学 课件
人教版化学必修二化学能与热能教学 课件
人教版化学必修二化学能与热能教学 课件
课堂练习
1.下列关于能源和作为能源的物质的叙述中错误的是( D ) • A.化石能源物质内部蕴藏着大量的能量 • B.绿色植物进行光合作用时,将太阳能转化为化学能贮藏起来 • C.物质的化学能可以在不同条件下转化为热能、电能为人类所利用 • D.吸热反应没有利用价值
决定于反应物的总能量与生成物 的总能量的相对大小。
小结： 一个化学反应是 释放能量还是
吸收能量取决于：
反应物总能量与生成物总能量的相对大小
若反应物的总能量>生成物的 总能量，化学反应放出 能量。
若反应物的总能量<生成物的
总能量，化学反应 吸收 能量。
人教版化学必修二化学能与热能教学 课件
思考
• 对于放热反应，放出的热量来源于哪里？ • 对于吸热反应，吸收的热量又去哪里了？ • 从分子结构角度分析，一个化学反应放热还是吸热取决于什么呢？
人教版化学必修二化学能与热能教学 课件
人教版化学必修二化学能与热能教学 课件
从化学键的观点来分析能量的变化
一个化学反应放热还是吸热取决于什么呢？
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
人教版化学必修二化学能与热能教学 课件
人教版化学必修二化学能与热能教学 课件
人教版化学必修二化学能与热能教学 课件
6、已知金刚石在一定条件下转化为石墨是放热的。据此，以下判断
或说法不正确的是（ A ）
A 石墨不如金刚石稳定 B 金刚石不如石墨稳定 C 金刚石和石墨互为同素异形体 D 这个反应属于化学变化
人教版化学必修二化学能与热能教学 课件
人教版化学必修二化学能与热能教学 课件
人教版化学必修二化学能与热能教学 课件
课堂练习
1.下列关于能源和作为能源的物质的叙述中错误的是( D ) • A.化石能源物质内部蕴藏着大量的能量 • B.绿色植物进行光合作用时,将太阳能转化为化学能贮藏起来 • C.物质的化学能可以在不同条件下转化为热能、电能为人类所利用 • D.吸热反应没有利用价值
决定于反应物的总能量与生成物 的总能量的相对大小。
小结： 一个化学反应是 释放能量还是
吸收能量取决于：
反应物总能量与生成物总能量的相对大小
若反应物的总能量>生成物的 总能量，化学反应放出 能量。
若反应物的总能量<生成物的
总能量，化学反应 吸收 能量。
人教版化学必修二化学能与热能教学 课件
思考
• 对于放热反应，放出的热量来源于哪里？ • 对于吸热反应，吸收的热量又去哪里了？ • 从分子结构角度分析，一个化学反应放热还是吸热取决于什么呢？
人教版化学必修二化学能与热能教学 课件
人教版化学必修二化学能与热能教学 课件
从化学键的观点来分析能量的变化
一个化学反应放热还是吸热取决于什么呢？
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
人教版化学必修二化学能与热能教学 课件
人教版化学必修二化学能与热能教学 课件
高中化学第2章化学反应与能量第1节化学能与热能第2课时化学能与热能的相互转化课件新人教版必修2
2．生物体中的能量转化及利用 能源物质在人体中氧化分解生成 CO2 和 H2O，产生的能量 一部分以热量的形式散失；另一部分作为可转移能量在人体内 利用(如合___柴__草_______ 时 期 、 2 __化__石__能__源____ 时 期 和 3 _多__能__源__结__构___时期。4 __可__再__生______能源和 5 ____清__洁______能源 是两类重要的新能源，主要有 6 __太__阳__能______、7 __氢__能________、 8 ___核__能_______、 9 __生__物__质__能____等。
1．定义 吸热反应： 1 ___吸__收_______热量的化学反应； 放热反应： 2 ___放__出_______热量的化学反应。
类型 比较
放热反应
吸热反应
定义
3 __放__出____热量的化学 4 _吸__收____热量的化学
反应
反应
成因
反应物具有的总能量 5 反应物具有的总能量 6 _大__于____生成物具有的 __小__于____生成物具有的
有 9 __气__泡______产生；用温度计测量，水 实验现象
银柱 10 上 ___升________
离子反应
2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑
实验结论 活泼金属与酸反应是 11 __放__热_____反应
(2)Ba(OH)2·8H2O 和 NH4Cl 反应 闻到 12 __刺__激__性______气味，烧杯壁 13
热反应，那么反应物总能量可能是( )
A．50 kJ
B．30 kJ
C．80 kJ
D．20 kJ
解析：选 C 该反应为放热反应，其反应物的总能量大于 生成物的总能量，即反应物总能量大于 60 kJ。
第2章 能源的转换和利用01
35
于是有
第 三 节 燃 料 电 池
即一个H2-O2电池的单电池开路电压为 1.22V，在100cm2的电极上可能得到10-20A 的电流。 这里可利用的Gibbs自由能为 235.3kJ/mol，看起来比H2直接燃烧得到的 反应热ΔH（在25℃时）=285.2kJ/mol要少， 但反应热ΔH在品位上属于低质能，要变为 电能，其转换效率最大为40%，而在燃料电 池中，这一能量则几乎全部直接转变为电能， 因此还是后者转换效率高。
22
一 、 发 生 炉 煤 气 的 物 质 和 能 量 的 转 变
由式2 11知，若 C全部转化为 CO ，得到的理想煤气成分 为 C 2 34.7%; N 3.762 65.3%; 2 3.762 2 3.762 1 22.4 12 即1kg纯碳的煤气产生率为： U 5.37 Nm 3 / kg 2 2 3.762 34.7 煤气发热量为： QD 12723 4415 KJ / Nm 3 100 气化效率（生成气体燃 料的热值与煤炭热值之 比） 4415 5.37 72.6% 32650
h
水泵绝热压缩耗功： Ws,1-2=h2-h1 锅炉中的定压吸热量：2 q1=h3-h2
3
4 1
s
10
二 、 空 气 燃 料 比 和 过 量 空 气 系 数
在燃料与空气直接燃烧释放出化 学能的过程中，一个十分重要的 技术参数是空气燃料比。 矿物质燃料在化学反应中，有三 种可燃元素(即碳、氢、硫)，分 别转化为二氧化碳(CO2)、水蒸 气(H2O)和二氧化硫(SO2)。
30
概念：燃料电池是将石油、天然
第 三 节 燃 料 电 池
气、煤等转换成氢气，以氢作为燃料
于是有
第 三 节 燃 料 电 池
即一个H2-O2电池的单电池开路电压为 1.22V，在100cm2的电极上可能得到10-20A 的电流。 这里可利用的Gibbs自由能为 235.3kJ/mol，看起来比H2直接燃烧得到的 反应热ΔH（在25℃时）=285.2kJ/mol要少， 但反应热ΔH在品位上属于低质能，要变为 电能，其转换效率最大为40%，而在燃料电 池中，这一能量则几乎全部直接转变为电能， 因此还是后者转换效率高。
22
一 、 发 生 炉 煤 气 的 物 质 和 能 量 的 转 变
由式2 11知，若 C全部转化为 CO ，得到的理想煤气成分 为 C 2 34.7%; N 3.762 65.3%; 2 3.762 2 3.762 1 22.4 12 即1kg纯碳的煤气产生率为： U 5.37 Nm 3 / kg 2 2 3.762 34.7 煤气发热量为： QD 12723 4415 KJ / Nm 3 100 气化效率（生成气体燃 料的热值与煤炭热值之 比） 4415 5.37 72.6% 32650
h
水泵绝热压缩耗功： Ws,1-2=h2-h1 锅炉中的定压吸热量：2 q1=h3-h2
3
4 1
s
10
二 、 空 气 燃 料 比 和 过 量 空 气 系 数
在燃料与空气直接燃烧释放出化 学能的过程中，一个十分重要的 技术参数是空气燃料比。 矿物质燃料在化学反应中，有三 种可燃元素(即碳、氢、硫)，分 别转化为二氧化碳(CO2)、水蒸 气(H2O)和二氧化硫(SO2)。
30
概念：燃料电池是将石油、天然
第 三 节 燃 料 电 池
气、煤等转换成氢气，以氢作为燃料
人教版化学必修二第二章第一节化学能与热能课件
人教版化学必修二第二章 第一节化学能与热能课件
你知道吗?
煤、石油、天然气的主要化学成分是烃 类等有机物（煤中含有大量的碳），它们燃 烧时放出热能。那么这种能量从何而来，它 与化学物质和化学反应有什么关系是我们这 节课所要解决的问题。
第二章 化学反应与能量 第一节 化学能与热能
学习目标
•知道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)化学键形成时需要释放能量。释放总能量为：431kJ＋431kJ＝ 862 kJ，
探索与总结
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(与O2的反应） 中和 反应
活泼金属与水或酸的反应
大部分化合反应（生石灰 和水）
C+CO2 H2+CuO C+H2O Ba(OH)2.8H2O+NH4Cl 大部分分解反应
化学键与化学反应中能量变化的关系
1、化学反应的本质是？
➢以氢气在氯气中燃烧为例，用化学 键的观点分析反应的本质过程。
H2
H—H
断 开
+ Cl2
Cl —Cl
断 开
点燃
= 2HCl
形 成
·· ··
H · ＋ ·C····l： → H C····l
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 程。
H2 + Cl2
点燃
= 2HCl
H—H Cl —Cl
断 开
吸 收 能
断 开
吸 收 能
量
量
·· ··
H· ＋
实验2－2
现象：1、玻璃片（小木板）会与小烧杯粘结在一起 2、有少许刺激性气味气体产生 3、有水生成
你知道吗?
煤、石油、天然气的主要化学成分是烃 类等有机物（煤中含有大量的碳），它们燃 烧时放出热能。那么这种能量从何而来，它 与化学物质和化学反应有什么关系是我们这 节课所要解决的问题。
第二章 化学反应与能量 第一节 化学能与热能
学习目标
•知道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)化学键形成时需要释放能量。释放总能量为：431kJ＋431kJ＝ 862 kJ，
探索与总结
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(与O2的反应） 中和 反应
活泼金属与水或酸的反应
大部分化合反应（生石灰 和水）
C+CO2 H2+CuO C+H2O Ba(OH)2.8H2O+NH4Cl 大部分分解反应
化学键与化学反应中能量变化的关系
1、化学反应的本质是？
➢以氢气在氯气中燃烧为例，用化学 键的观点分析反应的本质过程。
H2
H—H
断 开
+ Cl2
Cl —Cl
断 开
点燃
= 2HCl
形 成
·· ··
H · ＋ ·C····l： → H C····l
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 程。
H2 + Cl2
点燃
= 2HCl
H—H Cl —Cl
断 开
吸 收 能
断 开
吸 收 能
量
量
·· ··
H· ＋
实验2－2
现象：1、玻璃片（小木板）会与小烧杯粘结在一起 2、有少许刺激性气味气体产生 3、有水生成
人教版高中化学必修二第二章第1节《化学能与热能》课件(50张)(共50张PPT)
• (3)反应中放出的热量的计算： • 862kJ—683kJ=179kJ
小结：
• 一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量 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。
看图讨论：
水由高处 向低处流 要释放能 量（势能 转换为动 能）
分析化学反应：
反应物的总能量 > 生成物的总能量 化学反应放出能量
一、化学键与化学反应中能量变化的关系
•思考：不同的燃料其组成不同，燃烧后放出的 热量也不相等。为什么不同的燃料燃烧时放出的 热量会不同？燃料在燃烧反应中产生的热能来自 哪里？
1、化学反应中能量的变化
•9、要学生做的事，教职员躬亲共做；要学生学的知识，教职员躬亲共学；要学生守的规则，教职员躬亲共守。2021/8/252021/8/25Wednesday, August 25, 2021 •10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2021/8/252021/8/252021/8/258/25/2021 1:41:04 AM •11、只有让学生不把全部时间都用在学习上，而留下许多自由支配的时间，他才能顺利地学习……（这）是教育过程的逻辑。2021/8/252021/8/252021/8/25Aug-2125-Aug-21 •12、要记住，你不仅是教课的教师，也是学生的教育者，生活的导师和道德的引路人。2021/8/252021/8/252021/8/25Wednesday, August 25, 2021
学习目标
•知道化学键的断裂和形成是化学反应中 能量变化的主要原因。
•通过生产、生活中的实例了解化学能与 热能的相互转化。
•探究化学能转化为热能在生产、生活中 的应用。
能源是人类赖以生存和发
展的物质基础，我们每时每 刻、分分秒秒都离不开它。 迄今为止，人类所能利用的 能源主要是化学能、电能、 以及核能等等。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。
小结：
• 一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量 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。
看图讨论：
水由高处 向低处流 要释放能 量（势能 转换为动 能）
分析化学反应：
反应物的总能量 > 生成物的总能量 化学反应放出能量
一、化学键与化学反应中能量变化的关系
•思考：不同的燃料其组成不同，燃烧后放出的 热量也不相等。为什么不同的燃料燃烧时放出的 热量会不同？燃料在燃烧反应中产生的热能来自 哪里？
1、化学反应中能量的变化
•9、要学生做的事，教职员躬亲共做；要学生学的知识，教职员躬亲共学；要学生守的规则，教职员躬亲共守。2021/8/252021/8/25Wednesday, August 25, 2021 •10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2021/8/252021/8/252021/8/258/25/2021 1:41:04 AM •11、只有让学生不把全部时间都用在学习上，而留下许多自由支配的时间，他才能顺利地学习……（这）是教育过程的逻辑。2021/8/252021/8/252021/8/25Aug-2125-Aug-21 •12、要记住，你不仅是教课的教师，也是学生的教育者，生活的导师和道德的引路人。2021/8/252021/8/252021/8/25Wednesday, August 25, 2021
学习目标
•知道化学键的断裂和形成是化学反应中 能量变化的主要原因。
•通过生产、生活中的实例了解化学能与 热能的相互转化。
•探究化学能转化为热能在生产、生活中 的应用。
能源是人类赖以生存和发
展的物质基础，我们每时每 刻、分分秒秒都离不开它。 迄今为止，人类所能利用的 能源主要是化学能、电能、 以及核能等等。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。
高中化学必修2-第二章 化学反应与能量 第1节 第2课时 化学能与热能的相互转化公开课优质精品课件
思考与交流：P34 中和热的概念: 酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O 时所释放的热量称为中和热。
注：（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
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。然 后再在大、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。该实验也可在保温 杯中进行。
学习小结
（2）吸热反应 能
化学上把吸收热量的化学反应
量
叫做吸热反应
反应物
生成物
吸热反 应
反应过程
化学反应方程式：
Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl===BaCl2+2NH3↑+10H2O
玻璃棒的作用： 搅拌，使混合物充分接触
反应物成糊状的原因：
结冰粘结
结论：该反应是吸热反应
探索与总结 常见的放热反应和吸热反应
△ S=====FeS。
例2.［2019·河南洛阳一中高一月考］下列说法中正确的是 （ D ） A. 物质发生化学反应时都伴随着能量变化，伴随能量变化的物质变化一定是化学变化 B. 需要加热的化学反应一定是吸热反应，不需要加热就能进行的反应一定是放热反应 C. 吸热反应就是反应物的总能量比生成物的总能量高；也可以理解为化学键断裂时吸收 的能量比化学键形成时放出的能量多 D. 因为3O2 2O3是吸热反应，所以臭氧比氧气的化学性质更活泼
第1节 化学能与热能 第2课时 化学能与热能的相互转化
学习目标 1．通过生产、生活中的实例了解化学能与热能的相互转化。 2．了解能量转化在生产、生活中的应用。
高中物理 第2章 能的转化与守恒 第4节 能源与可持续发
能源开发与可持续发展
[要点归纳] 1.人类与能源的关系
(1)有利方面：能源的利用给人类的生活带来了极大的改善，人类社会每一次重大的 经济飞跃和生产革命，都与新的能源和动力机械的利用密切相关，能源消耗的多少 已经成为一个国家和地区经济发展水平的重要标志。 (2)不利方面：能源的大量使用会给环境带来极大的破坏，如大气污染、温室效应、 酸雨等，对人类造成很大的危害。 (3)可持续发展的三个发展方向 ①对常规能源合理有效地利用，保护环境与生态平衡。 ②开发新型清洁的能源和可再生能源。 ③积极研发节能的新技术，提高能源利用效率。
思维拓展 (1)热量能否从低温物体向高温物体传递？ (2)内能能否全部转化为机械能？ 答案 (1)热量可以从低温物体向高温物体传递，只不过不能自发进行。 (2)内能可以全部转化为机械能，只不过肯定要引起其他变化。
二、能源开发与可持续发展
阅读教材第41页“能源开发与可持续发展”部分，了解能源的种类及可持续发展。 1.在许多情况下，能源的利用过程是___不__可__逆____的。要珍惜现有的能源，提高能源的
2.热机 (1)热机的作用是将内能转换为____机__械__能___。有了热机，人们才得以利用自然界蕴藏 的丰富的____内__能_来做功。 (2)热机的效率不可能达到__1_0_0_%___。但经过历代科学家的努力，已经提高了许多。 截止目前热机的效率仍然大有潜力可挖。 (3)自然界实际进行的与热现象有关的一切宏观过程都是有_方__向__性___的不可逆过程。 机 械 能 可 以 ___完__全_____ 转 化 为 内 能 ； 反 过 来 ， 内 能 不 可 能 __自__动__地____ 并 不 引 起 __任__何__变__化_____地完全转化为机械能。
3.能源的开发与利用 (1)能源的分类 ①从人类使用能源的先后将能源分为常规能源和新能源。 常规能源：煤、石油、天然气等。 新能源：太阳能、沼气、地热能、核能等。 ②从能源的来源可分为不可再生能源和可再生能源。 不可再生能源：用完后在短期内不可能从自然界得到补充的能源，如煤、石油、天 然气等。 可再生能源：取之不尽、用之不竭的能源，如风能、太阳能、水能等。 ③从对环境的污染情况可分为清洁能源和非清洁能源。 清洁能源：不污染环境的能源，如太阳能、风能、水能等。 非清洁能源：对人类环境造成污染的能源，如石油、煤等。
人教版化学必修二第二章第一节-化学能与热能14张PPT下载
人教版化学必修二第二章第一节-化学 能与热 能14张 PPT下 载
人教版化学必修二第二章第一节-化学 能与热 能14张 PPT下 载
课堂练习 2、下列变化中属于吸热反应的是（ BD ） A.液态水汽化 B.高温锻烧石灰石 C. 浓H2SO4稀释 D.KClO3分解制O2 E. 生石灰与水反应生成熟石灰
人教版化学必修二第二章第一节-化学 能与热 能14张 PPT下 载
人教版化学必修二第二章第一节-化学 能与热 能14张 PPT下 载 人教版化学必修二第二章第一节-化学 能与热 能14张 PPT下 载
1. 写意画要借“象”表达不可视的“意”， 就需要 对“象”进行刻 画，只 是相对 于“象”来说， 它更重 视“意”的表达.
应，放出的热量是( C )
A.68.76 kJ
B.57.3 kJ
C.34.38 kJ
D.17.19 kJ
人教版化学必修二第二章第一节-化学 能与热 能14张 PPT下 载
人教版化学必修二第二章第一节-化学 能与热 能14张 PPT下 载
课堂练习 在一定条件下A与B反应可生成C和D，其能量变 化如下图：
8.家训和家风有着密切的联系，家庭 中的尊 长以身 作则， 同时又 教育其 他成员 循规守 矩，久 而久之 ，良好 的家风 便逐渐 形成并 延传下 来。
9.文中有多处文言的表达，这不但使 文章在 短小的 篇幅内 具有很 大的容 量，而 且使得 文章语 言典雅 ，充溢 着传统 文化的 魅力。
10.人类的发展，历史的进步，充分告 诉我们 个人 要自立 ，民族 要自立 ，人类 要自立 。只有 这样， 个人才 能成长 ，民族 才能自 强，人 类才会 发展。 美国艾 略特说 ：“天 上永远 不会掉 下玫瑰 来，如 果想要 更多的 玫瑰， 必须自 己种植 。
人教版化学必修二第二章第一节-化学 能与热 能14张 PPT下 载
课堂练习 2、下列变化中属于吸热反应的是（ BD ） A.液态水汽化 B.高温锻烧石灰石 C. 浓H2SO4稀释 D.KClO3分解制O2 E. 生石灰与水反应生成熟石灰
人教版化学必修二第二章第一节-化学 能与热 能14张 PPT下 载
人教版化学必修二第二章第一节-化学 能与热 能14张 PPT下 载 人教版化学必修二第二章第一节-化学 能与热 能14张 PPT下 载
1. 写意画要借“象”表达不可视的“意”， 就需要 对“象”进行刻 画，只 是相对 于“象”来说， 它更重 视“意”的表达.
应，放出的热量是( C )
A.68.76 kJ
B.57.3 kJ
C.34.38 kJ
D.17.19 kJ
人教版化学必修二第二章第一节-化学 能与热 能14张 PPT下 载
人教版化学必修二第二章第一节-化学 能与热 能14张 PPT下 载
课堂练习 在一定条件下A与B反应可生成C和D，其能量变 化如下图：
8.家训和家风有着密切的联系，家庭 中的尊 长以身 作则， 同时又 教育其 他成员 循规守 矩，久 而久之 ，良好 的家风 便逐渐 形成并 延传下 来。
9.文中有多处文言的表达，这不但使 文章在 短小的 篇幅内 具有很 大的容 量，而 且使得 文章语 言典雅 ，充溢 着传统 文化的 魅力。
10.人类的发展，历史的进步，充分告 诉我们 个人 要自立 ，民族 要自立 ，人类 要自立 。只有 这样， 个人才 能成长 ，民族 才能自 强，人 类才会 发展。 美国艾 略特说 ：“天 上永远 不会掉 下玫瑰 来，如 果想要 更多的 玫瑰， 必须自 己种植 。