化学能与热能(二轮)
必修二一化学能与热能
• _，9_、_才__能若__转_E_化反__为>__生E_生若_成__物E是_反_。化_<_学_E_反生时应，中反能应量物变要化吸的收主能要量
原化因学。键的断裂和形成
• 10.下列物质加入水中显著放热的A是( ) • A．生石灰 B．固体NaCl • C．无水乙醇 D．固体NH4N03 • 11.对于放热反应，下列说法正确的B是( ) • A．产物H20所具有的总能量高于反应物H2和
思考：1mol CH4中含有4mol C-H键，在25℃ 和101kPa的条件下，断开1molC-H键要吸收 415kJ的能量，断开1mol CH4中所有C-H键要吸 收的能量是多少？
1、当物质发生化学反应时，断开反应物中的化学键要 吸收能量；而形成生成物中的化学键要放出能量。
例如：断开H－H键要吸收能量。 形成H－H键要放出能量。
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
实验探究２－３
盐酸与氢氧化钠溶液反应，观察反应中溶 液温度的变化。
实验2－3
室温
室温 反应后温度升高
实质：H+ + OH－ ＝ H2O
结论：中和反应是放热反应。
中和热：酸与碱发生中和反应生成1molH2O时 所释放的热量称为中和热
必修二一化学能与热能
教材导言
能源与材料、信息一起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。
科学实例
一飞冲天：“神舟”五、六号发射实况回 放
1964年1 O键消耗的能量为Q2kJ，
形成1molH－O键释放的能量为Q3kJ。
必修2-211化学能与热能
B. 反应物H2和O2所具有的总能量高于产物 H2O所具有的总能量
C. 反应物H2和O2所具有的总能量等于产物 H2O所具有的总能量
D. 反应物H2和O2所具有的能量相等
23
[科学视野 1] 生物体中的能量转化
人体内发生的氧化还原反应与体外 的燃烧本质相同，都是放热反应。 只是二者条件不同，且前者更加 合理有效。
C. 在一个确定的化学反应中，反应物的总 能量与生成物的总能量一定不同
D. 在一个在确定的化学反应关系中，反应 物的总能量总是高于生成物的总能量
22
【练习4】
B 4. 已知反应2H2+O2点燃 2H2O放出能量，
下列说法中正确的是(
)
A. 产物H2O所具有的总能量高于反应物H2 和O2所具有的总能量
的下列说法中正确的是(
)
A. X的能量一定高于M
B. Y的能量一定高于N
C. X和Y的总能量一定高于M和N的总能量
D. 因为该反应为放出能量，故反应不必加热
21
【练习3】
AC 3. 下 列 说 法 中 正 确 的 是 ( )
A. 物质发生化学反应都伴随着能量变化
B. 伴有能量变化的物质变化都是化学变化
（2）C+CO2=△==2CO
△ H2+CuO===Cu+H2O
C+ H2O（气）△===CO+H2
（3）铵盐与固体碱的反应
Ba(OH)2 ·8H2O+2NH4Cl==BaCl2+2NH3↑ + 10 H2O 等。
常见的吸热过程：（物理变化） （1）化学键的断裂（2）多数铵盐固体溶于水
19
【练习1】
化学反应的过程,可以看成是能 量的“贮存”或“释放”的过程
第一节 化学能与热能
4 4
路漫漫其修远兮，吾将上下而求索
单击此处编辑母版标题样式 一、化学键与化学反应中能量变化的关系
• • • • •
1、化学反应的本质 化学反应的本质：旧化学键断裂和新化学键形成的过程。 单击此处编辑母版文本样式
点燃 第二级 H2+Cl2====2HCl 如： 第三级 Cl—Cl H—H 吸 第四级 吸 断 断 收 收 开 开 能 第五级 能 量
强酸与强碱发生中和反应生成 1 mol H2O时所释放的热量，叫中和热。
注意： （1）强酸与强碱的稀溶液
（2）中和热为定值：57.3KJ/mol
2013-4-10 2013-4-10 19 19
路漫漫其修远兮，吾将上下而求索
单击此处编辑母版标题样式
• • • • • 单击此处编辑母版文本样式 如果要通过实验来测定盐酸与氢氧化钠溶液反应的中 第二级 和热，你认为在设计实验装置和操作时应该注意哪些问题？ 第三级 你准备如何设计并进行实验？请与同学讨论、交流。 第四级 要精确地测定反应中的能量变化， 第五级 一是要注重“量的问题”，
练习：导学案P21页例1
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12 12
路漫漫其修远兮，吾将上下而求索
单击此处编辑母版标题样式
• • • • • 单击此处编辑母版文本样式 （1）宏观：化学反应中能量变化主要取决于反应物的 第二级 总能量和生成物的总能量的相对大小。 第三级 （2）微观：化学键的断裂和形成是化学反应中能量变 第四级 化的主要原因。 第五级
二是要最大限度地减小实验误差。
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路漫漫其修远兮，吾将上下而求索
单击此处编辑母版标题样式 在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸
高中《化学必修2》第二章 第一节《化学能与热能》教材分析
教学设计Ⅰ
从理论思考教学切入
从复习化学键知识入手→启发学生思考化 学反应中“化学键的破与立”与化学反应 中能量变化的关系→进入理论思考教学→ 引发学生考虑化学能与热能相互转化的问 题→进入实验探究教学→提出人类如何利 用化学反应产生的热量问题→进入实际应 用教学。
高中《化学必修2》 第二章 第一节《化学能与热能》 教材分析
第四小组
第二章 化学反应与能量 整体教材结构分析
（一）从教材的内容安排看本章的地位与作用 热化学方程式 选修4 化学 初中 必修 化学键 定量计算 反应原理
盖斯定律
化学反应伴随着 能量变化
化学反应中能量 变化的原因
氧化还原反应
化学反应与 能量变化
（四）教学重难点
1．教学重点
化学反应中能量变化的主要原因以及化学能 转化成热能的重大意义。 2 ．教学难点 化学键的断裂和形成的理解，从微观结构角 度理解化学反应中的能量变化。
教学建议1
第一节 化学能与热能 2课时
第一课时 教学重点： 1．化学键与化学反应中能量变化的关系。 2．吸热反应和放热反应两个概念 教学难点： 从微观角度理解化学反应中能量的变化，掌握化学 键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。
化学反应与能量要求的深广度为：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，介绍了吸热反应和放热反应。
不宜拓展：①燃烧热、中和热等概念。②盖斯 定律。
（三）教学目标
1. 知识与技能：（1）知道化学反应中能量变化的主要原因； （2）知道一个化学反应是吸收能量还是放出能量的决定因素； （3）通过实例和实验，了解化学能与热能的相互转化，了解 化学能转化为热能的应用及其对人类文明发展的贡献。 2. 过程与方法（1）通过实验，让学生理解化学反应中能量 变化主要表现为热量的形式，形成吸热和放热的概念；（2） 通过科学探究和学生活动，让学生在实验探究中认识和感受 化学能和热能之间相互转化，体会定性和定量的研究化学反 应中热量变化的实验方法。 3. 情感、态度、价值观：（1）感知生物体内生命活动过程中 的能量转化，能源与人类的密切关系，深刻体会到化学知识 与生活的密切联系，建立正确的能量观；（2）通过实验培养 学生的探究意识，提高学生的观察、思考的能力，体现合作 学习，让学生自主地获取知识，感受到学习的乐趣。
化学能与热能 课件
基础知识学习
核心要点透析
随堂对点练习
化学能与热能的相互转化
[导 学 导 练] 1．两个基本自然规律——“质量守恒”和“能量守恒”
(1)质量守恒定律：自然界中的物质发生转化时 总质量 保 持不变。 (2)能量守恒定律：不同形式的能量发生转换时 总能量 保 持不变。
基础知识学习
核心要点透析
随堂对点练习
基础知识学习
核心要点透析
随堂对点练习
(1)“三个不一定”。①需加热才能发生的反应不一定是吸热 反应，如碳和氧气的反应；②放热反应常温下不一定容易发 生，如铝热反应；③吸热反应也不一定需要加热，如 Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体的反应。 (2)吸热反应和放热反应都是化学变化，如NaOH固体溶于水 是放热过程，但不是放热反应；如升华、蒸发等过程是吸热 过程，但不是吸热反应。
基础知识学习
核心要点透析
随堂对点练习
解析 化学反应的能量变化主要表现为放热和吸热。反应是 放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的 相对大小。放热反应和吸热反应在一定条件下都能发生。反 应开始时需要加热的反应可能是吸热反应，也可能是放热反 应。比如，木炭的燃烧需加热引燃，一旦反应开始便会放热。 答案 CD
基础知识学习
核心要点透析
随堂对点练习
下列反应中，属于放热反应的是________，属于吸 热反应的是________(填序号)。 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 解析 燃烧反应都是放热反应，部分以C、H2、CO为还原 剂的氧化还原反应为吸热反应。 答案 ②③④⑤⑥ ①⑦
化学能与热能的转化
化学能与热能的转化在自然界中，能量是一种基本的物理量，它能够使事物发生变化和实现工作。
能量可以以不同的形式存在，其中化学能和热能是最为常见和重要的两种形式。
本文将探讨化学能与热能之间的转化关系，以及在实际应用中的一些例子。
一、化学能是什么？化学能是指物质所具有的化学反应中能够释放出来的能量。
它主要来源于化学键的形成和断裂过程。
当化学反应发生时，原子之间的键能会发生变化，从而释放出或吸收能量。
二、热能是什么？热能是指物体因温度差异而具有的能量。
根据热力学第一定律，热能可以与其他形式的能量相互转换，且能量守恒。
三、化学能与热能的转化过程在化学反应中，化学能可以转化为热能，反之亦然。
这种转化过程可以通过热化学方程式来描述。
例如，燃烧反应是一种常见的化学反应，将化学能转化为热能。
以燃烧甲烷为例：CH4(g) + 2O2(g) -> CO2(g) + 2H2O(g) + 热能在这个反应中，甲烷和氧气发生氧化还原反应，生成了二氧化碳和水，同时释放出热能。
这个热能来源于甲烷分子中碳氢键的断裂和新键的形成过程。
四、化学能与热能的应用化学能和热能的转化在日常生活和工业生产中有着广泛的应用。
以下是一些例子：1. 燃料的燃烧：化石燃料（如煤、石油和天然气）中的化学能可以通过燃烧转化为热能，用于加热和发电。
2. 燃料电池：燃料电池利用化学能来产生电能。
它将氢气和氧气反应生成水，同时释放出电能。
3. 食物的消化：我们的身体将食物中的化学能转化为热能，提供机体所需的能量。
4. 火柴点燃：火柴中的摩擦会导致硫磺和磷等物质的反应，产生能够点燃木柴的化学能。
五、能量守恒定律化学能与热能的转化过程符合能量守恒定律。
能量守恒定律指出，能量在转化过程中不会凭空消失或产生，总能量保持不变。
因此，在化学反应中，化学能转化为热能时，总能量不会增加或减少。
六、总结化学能和热能是能量的两种常见形式。
化学能可以与热能相互转化，例如在燃烧反应中化学能转化为热能。
化学能与热能
I2 I-I 1mol
2HI H-I 2mol
断键所需能量 436 KJ + 151 成键所放出能量 2×289KJ
能量差
9 KJ
看图讨论
分析化学反应
absorb
练习
已知反应X + Y M +N 为吸收能量反 应，下列说法正确的是 （ D ） A. X的能量一定低于M；Y的能量一定低于N B. 因为反应需要吸收能量，所以一定要加热 才能进行 C. 破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于 形成生成物中化学键所放出的能量 D. X和Y的总能量一定低于M和N的总能量
2. 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 的相对大小。 量，决定于 反应物总能量 生成物总能量的相对大小。 和 3.当 3.当 反应物总能量大于生成物总能量，化学反应放出能量
反应物总能量小于生成 物总能量
4.当 4.当
，化学反应吸收能量
the three pillars of modern society Energy source Information Technology
Material
能源是人类赖以生存和 发展的物质基础，我们每时 发展的物质基础， 每刻、分分秒秒都离不开它。 每刻、分分秒秒都离不开它。 迄今为止，人类所能利用的 迄今为止， 能源主要是化学能、电能、 能源主要是化学能、电能、 以及核能等等。但是，由于 以及核能等等。但是， 人类大量开发和浪费资源， 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。
例2化学键与化学反应中能量变化的关系 化学键与化学反应中能量变化的关系
H2 化学键 H-H 1mol
H- 所需能量436KJ 破坏 1mol H-H所需能量436KJ I破坏 1mol I-I所需能量 H形成 1mol H-I所放出能量 151KJ 289kJ KJ = 587KJ =578KJ
热能与化学能的转换
热能与化学能的转换能量是人们生活中必不可少的存在，无论是从地球内部的热能，还是从化学反应中释放出来的化学能，都将被转化为我们所需要的形式。
热能和化学能是两种不同的能量形式，但是，它们之间可以相互转换，这为人们想要更有效地利用能源创造了更多的机会。
一、热能的转化热能是指物体内部分子或原子的热运动所具有的能量。
热能的传递是在高温物体和低温物体之间的热传导、热辐射和热对流中进行的。
人们利用热能形式的能源很多，如太阳能、地热能、水能等。
其中，太阳能是最常见的能量形式，由于我们的地球每天都会受到来自太阳的辐射，因此我们可以通过太阳能的收集和使用来满足一部分的能源需求。
热能可以转换为电能、机械能等，这在生活中也有很多应用，例如蒸汽机就是将热能转化为机械能的典型实例。
在热能向其他能量形式转换的过程中，往往会伴随着一些能量损失，这是由于热能的传递不能完全避免热量流失的原因造成的。
因此，在热能的收集和利用过程中，需要特别注意如何减小能量损失。
二、化学能的转化化学能是指物质中的化学键所具有的能量。
许多物质在化学反应中，由于化学键的形成或断裂，会释放出能量。
这种能量形式的来源也非常广泛，例如食物中所含的营养物质、燃料中所含的化学能等等。
化学能的转换也是十分常见的，例如化学电池（如干电池、锂电池等）就是通过化学反应转化为电能的具体实例。
除此之外，许多生物体也能将化学能转化为其他能量形式，例如植物利用光合作用将太阳能转化为化学能，动物将所摄入的食物中的化学能转化为机械能等。
化学能的利用过程中，需要注意如何避免产生有害的废物，并且在能量转化的过程中要尽可能地减小能量损失。
三、热能与化学能的转化除了各自单独应用的情况外，热能和化学能之间还可以相互转化。
热能可以通过化学反应转化为化学能，例如燃料燃烧时就是将热能转化为化学能的过程。
而化学能也可以被转化为热能，例如人体的代谢过程就是通过化学反应将食物中的化学能转化为热能，从而维持人体的正常温度。
化学能与热能
中和热的测定
盐酸溶液温度0C NaOH溶液温度0C 反应后溶液温度0C 25 25 38
0 假设：溶液密度均为1000g/L、 溶液比热容均为4.18J /（g·C）
计算中和热
课 后 习 题 P36-38
LOGO
化学能与热能的转化
H2 + 2 O2 = 2H2O + Q1
EH2 + E O2 = EH2O
+ Q1
Ba(OH)2•8H2O + 2NH4Cl = BaCl2+2NH3↑ + 10H2O+ Q2
EBa(OH)2•8H2O + ENH4Cl = EBaCl2+ENH3 + EH2O+ Q2
中和热的测定
稳定
不稳定
E1：反应物的总能量。
吸收热量
E2: 生成物的总能量。
释放热量
E1
＜ 2
E
E1
＞ 2
E
反应吸收的热量E= E2 -E1
反应释放的热量E= E1- E2
已知CO在燃烧时放热，下列说法正确的是： C A: E(CO)>E(CO2) B: E(CO)<E(CO2)
C: E(CO、O2)>E(CO2)
D: E(CO、O2)<E(CO2)
酸碱中和反应 放热反应 化 学 反 应 吸热反应 氢氧化钡晶体和氯化铵的反 应 燃烧反应 金属与酸（水）的反应 高温高压下的反应
化学能与热能的计算
25摄氏度，101KPa下键能数据
化学键
键能
H─H Cl─Cl
436 KJ/mol 243 KJ/mol
H─Cl
431 KJ/mol
化学能与热能
∴Q2＞Q1
例题：1、在同温、同压下，比较下列反 应放出热量Q1、Q2的大小 B: S(g)+O2(g)=SO2(g)+Q1 S(S)+O2(g)=SO2(g)+Q2 两式数量相同，S由固态吸收热量转化为 气态，在氧化燃烧生成SO2。其放出热量 的总和小于由气态S直接燃烧所放出的热 量
例题：1、在同温、同压下，比较下 列反应放出热量Q1、Q2的大小
化学反应的能量变化主要表现为热量变化 ------吸热/放热
E
吸能
放能
吸热反应
吸能 ＞ 放能
E反总＜ E生总
反应过程
E
吸能 放能
放热反应
吸能 ＜ 放能
E反总 ＞ E生总
反应过程
例1：教材37页 7
例2：在25℃和101kPa的条件下，
H-H
H + H
吸收436kJ/mol
F-F H+F H2 + F2
小 结
1、化学反应的过程,可以看成是能量 的“贮存”或“释放”的过程。
2、化学反应有新物质生成，伴有能 量变化，常表现为热量 变化(还有光能、 电能等)。
3、化学反应中能量守恒
例题：1、在同温、同压下，比较下列反 应放出热量Q1、Q2的大小 A：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)+Q1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)+Q2 分析：反应物的状态，数量和生成物的 数量都相同，但由于气态水转化为液态 要放出一定数量的热量
35-36页
【科学视野】
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
人均耗能与社会发展发展的关系
一、化学反应时物质变化必然伴随着能量变化 1、从微观分析（化学键）