化学能与热能的相互转换

化学物质中的化学能通过化学反应转化成热能，提供了 人
类生存和发展所需要的能量和动力
，如化石燃料的燃烧 、
炸药开山 、 发射火箭 等；而热能转化为化学能是 人们进
行化工生产、研制新物质不可或缺的条件和途径
，如 高温
冶炼金属 、分解化合物 等。
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(如合成代谢)。
3.人类利用能源的三个阶段： 柴草 时期、 化石能源 时期和 多能源结构 时期。可再生 能源和 清洁 能源是两类重要的 新能源，主要有 太阳能 、 氢能 、 核能 、 生物质能 等。
[归纳总结] 化学能是能量的一种形式，可以转化为其他形式的能量，如 热能 、 电能 、光能 等，在转化时遵守 能量守恒定律 。
6.某化学小组对生石灰与水反应是显著放热反应进行了实验
探究，除了用手触摸试管壁感觉发热外，还设计了下列几
个可行性方案。
甲方案：将温度计与盛放有生石灰的小试管用橡皮筋捆绑
本
课
在一起，放入有水的小烧杯中，用胶头滴管向小试管中缓
时
栏
缓滴入水，看到的现象是
，说明反应放热。
目 开
(下列装置中支撑及捆绑等仪器已略去)
栏 目
D.稀 NaOH 与 95%浓硫酸反应生成 1 mol 水
开
关 解析 A 放出热量应为 2 mol×57.3 kJ·mol－1；
B 放出热量(即中和热)应略小于 57.3 kJ，因弱酸、弱碱在水 中电离要吸收一部分热量，故多数强酸与弱碱，弱酸与强碱
的中和反应热值小于 57.3 kJ；
酸与碱的浓度不能太大，否则中和热数值会偏大，故 D 错。
2、放热反应和吸热反应
化学反应中的能量变化，通常表现为（ ）的
变化—吸热或放热。
化学上把有热量放出的化学反应叫做 吸收热量的化学反应叫做
反应。 反应。
典型实验：按照下列各实验的操作步骤，完成各实验并将观
察到的实验现象及其实验结论填入表中。
(1)铝与盐酸反应
实验操作
实验现象
实验结论
产生大量 气 铝与盐酸反应的离子方程式
答案 D
5.已知 H＋＋OH－===H2O 生成 1 mol H2O 放出热量 57.3 kJ，
下列反应中能放出 57.3 kJ 热量的是
(C )
A.1 mol 稀 H2SO4 与足量 NaOH 溶液反应
本
B.稀盐酸与氨水反应生成 1 mol H2O
课 时
C.稀盐酸与稀 Ba(OH)2 溶液反应生成 1 mol 水
的燃烧，当温度达到木炭的着火点之后，反应才能发生。质量
守恒定律和能量守恒定律是两条基本的自然定律，化学反应中
本 课
的能量变化也必须遵循能量守恒定律，其形式可以有多种，如
时 栏
木炭燃烧时，既有热量放出，又产生光能；
目
开 电池中的化学反应放出电能。如果反应物具有的总能量低于生
关
成物的总能量，则在发生反应的过程中，反应物就需要吸收能
解析 所有燃料的燃烧反应都是氧化反应，这并不是乙醇作
为燃料的优点；
乙醇充分燃烧的产物是 CO2、H2O，对环境几乎不产生污染， 且燃烧时能放出大量的热量，这是乙醇作为燃料的优点；
乙醇之所以是一种可再生能源，是由于许多植物(包括秸秆 等)发酵都可以制得乙醇，其燃烧产物 CO2、H2O 又可以通 过光合作用变成糖分，最终又可以转变成制取乙醇的原料。
①煅烧石灰石(主要成分是 CaCO3)制生石灰(CaO) ②燃烧 蜂窝煤取暖 ③炸药爆炸 ④硫酸与氢氧化钾溶液反应
⑤生石灰与水作用制熟石灰 ⑥食物腐败 ⑦碳与水蒸气
反应制得水煤气
2.下列说法不正确的是
(D )
A.有能量变化的过程不一定是化学变化
B.化学反应的特征是有新物质生成
C.经过加热而发生的化学反应不一定都是吸热反应
(1)化合反应一般为 放热反应 。 (2)需要加热的分解反应一般为 吸热反应 。 (3)中和反应为 放热反应 。 2.记住一些特殊反应 (1)Ba(OH)2·8H2O 晶体和 NH4Cl 晶体反应吸热。 (2)所有的燃烧反应都是放热反应 。 (3)活泼金属与水或酸的反应为 放热反应 。
常见的放热反应和吸热反应
4.氢气是未来的理想能源，理由是
(A )
①热值高 ②燃烧时不污染环境 ③用于制取 H2 的水资源 丰富 ④密度小，便于运输
A.①②③
B.②③④
C.①③④
D.①②③④
解析 解决氢能源的难题一个是制备困难，一个是运输困 难。
1.下列说法不正确的是
(D )
A.当今社会人们所需的能量绝大部分是由化学反应产生的
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+放出的能量
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+吸收的能量
二、化学能与热能的相互转化
1、两条基本的自然定律
①质量守衡定律：自然界的物质可以发生相互 转化，但是其总质量保持不变。 ②能量守衡定律：一种能量可以转变为另一种 能量，但是能量的总量保持不变。
• 生物质能源可以以沼气、压缩成型固体 燃料、气化生产燃气、气化发电、生产燃 料酒精、热裂解生产生物柴油等形式存在， 应用在国民经济的各个领域 。
D.只要有化学键的断裂，一定发生化学反应
解析 有能量变化的过程不一定是化学变化，A 项正确；
有新物质生成的反应为化学反应，B 项正确；
很多放热反应需要加热或点燃才能发生，C 项正确；
化学反应中有反应物中旧化学键断裂，也有生成物中新化学 键形成；D 项不正确。
探究点二 化学能与热能相互转化的应用
1.化学能与热能的相互转化在生活、生产中的应用
关
乙方案：将盛放有生石灰的小试管插入带支管的试管中，支管
接①或②，用胶头滴管向小试管中缓缓滴入水，看到的现象是
( 接 ①)
，(接
本 课
②)
，说明反应放热。
时
栏 目
解析 甲方案：向生石灰中缓缓滴入水，放出大量热量，绑在
开 关
试管上的温度计温度升高；
乙方案：由于生石灰与水反应放热，使带支管的试管中温度升 高，气体压强增大，①中导管口会有气泡冒出；②中 U 形管 内左端液面下降，右端液面上升。
B.目前，全球仍处于化石能源时代
C.人体生命活动所需要的能量，是由氧化还原反应提供的
D.凡是放出热量的化学反应均可用来造福人类
2.下列选项中说明乙醇作为燃料的优点的是
(D )
①燃烧时发生氧化反应 ②燃烧时放出大量的热量 ③充
分燃烧的产物不污染环境 ④乙醇是一种可再生能源
A.①②③ C.①③④
B.①②④ D.②③④
NH4Cl 晶体的反应不需加热，需加热的反应不一定是吸热反
本 应，如：C＋O2=点==燃==CO2；
课 时
B 中大多数的分解反应是吸热反应，但有些化合反应也是吸热
栏 目 开
反应，如：C＋CO2=高==温==2CO；
关 C 中吸热反应是由于反应物的总能量低于生成物的总能量，与
加热、催化剂、反应类型没有直接关系。
本 答案 甲方案：温度计温度升高
课 时
乙方案：导管口有气泡冒出
栏 目
U 形管内左端液面下降，右端液面上升
开
关
生物质、生物质能
• 生物质是指通过光合作用而形成的各种 有机体，包括所有的动植物和微生物。而 所谓生物质能（biomass energy ），就是太 阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量 形式，即以生物质为载体的能量。它直接 或间接地来源于绿色植物的光合作用，可 转化为常规的固态、液态和气态燃料，取 之不尽、用之不竭，是一种可再生能源。
泡 、温度计指 为
示温度 升高
，该反应为 放热 反应
(2)Ba(OH)2·8H2O 与 NH4Cl 晶体反应
实验操作
实验现象
实验结论
①有 刺激性气味 气体
化学方程式为
产生
Ba(OH)2·8H2O＋
②用手摸烧杯底部有
冰凉 感觉
2NH4Cl===BaCl2 ＋2NH3↑＋
③用手拿起烧杯，玻璃
10H2O，该反应为
3.关于吸热反应和放热反应，下列说法中错误的是 ( )
A.任何放热反应在常温条件下一定能发生
本
课 B.化学反应中的能量变化，除了表现为热量的变化外，还可
时
栏
以是电能、光能等
目 开
C.化学反应中的能量变化，也要服从能量守恒定律
关
D.反应物的总能量低于生成物的总能量时，发生的反应一定
是吸热反应
解析 有的放热反应的发生也必须要加热后才能进行，如木炭
量才能转化为生成物，这就是吸热反应。
答案 A
4.下列关于吸热反应的说法中，正确的是
()
本 课
A.凡需要加热的反应一定是吸热反应
时 栏
B.只有分解反应才是吸热反应
目 开
C.使用催化剂的反应是吸热反应
关 D.CO2 与 CaO 的化合是放热反应，而 CaCO3 的分解是吸热
反应
解析 A 中吸热反应不一定需要加热，如：Ba(OH)2·8H2O 与
片 粘结到烧杯的底部
吸热 反应
④烧杯内反应物成 糊状
(3)NaOH 与盐酸的反应
实验操作
实验现象
实验结论
混合溶液的温度 酸碱中和反应是 放热
比反应前盐酸和 反应，反应的离子方程
NaOH 溶液的温 式为 H＋＋OH－===H2O 度都 高