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- 2021-08-23 发布
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第二章 化学能与热能
学科网
七百多年前,著名的意大利旅行家马可
·
波罗到过中国,看见中国人烧煤炼铁,这是他生平第一次看到煤做燃料。马可
·
波罗在他的游记里记载了这件新鲜事。书中写道,中国有一种黑石头,能够燃烧,着起火来象木柴一样,而且终夜不灭。
马可
·
波罗
马可
·
波罗游记
[
实验探究
2—1]
铝片与盐酸的反应
在一支试管中加入
2-3mL
6
mol/L
的盐酸,再插入用砂纸打磨光的铝条,观察现象,并用温度计测量溶液温度的变化。
实验
2
-
1
现象
结论
铝条逐渐减少最后消失,
放出大量气泡,温度升高
该反应是
放热
反应
实验
2-2
:
20g Ba(OH)
2
·
8H
2
O
(研细)
+ 10g NH
4
Cl
实验
现象
触摸到
拿起烧杯看到
闻到
将
Ba
(
OH
)
2
·
8H
2
O
和
NH
4
Cl
晶体混合
结论和化学方程式
烧杯壁
很凉
玻璃片与烧杯黏结在一起
闻到了刺激性气味
反应为
吸热反应
Ba(OH)
2
·
8H
2
O+2NH
4
Cl=BaCl
2
+2NH
3
↑
+10H
2
O
学科网
实验探究2-3
盐酸温度
NaOH
溶液温度
中和反应后温度
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
盐酸温度
/℃
NaOH
溶液温度
/ ℃
中和反应后温度
/ ℃
结论:中和反应是放热反应。
实质:
H
+
+ OH
-
=
H
2
O
反应后温度升高
室温
室温
中和热:
强酸与强碱
发生中和反应生成
1molH
2
O
时所释放的热量称为中和热
学科网
实验小结:
(
1
)放热反应:反应过程中有热量放出的化学反应叫放热反应。
(
2
)吸热反应:反应过程中吸收热量的化学反应叫吸热反应。
常见的放热反应:
(
1
)所有燃烧反应 (
2
)酸碱中和反应
(
3
)大多数化合反应 (
4
)物质的缓慢氧化
(
5
)活泼金属跟水或酸反应
(
6
)
生石灰溶于水
常见的放热过程:
浓
H
2
SO
4
溶于水
固体
NaOH
溶于水
常见的吸热反应:
大多数分解反应
Ba(OH)
2
·
8H
2
O+2NH
4
Cl=BaCl
2
+2NH
3
↑+10 H
2
O
常见的吸热过程:
多数铵盐溶于水
C+CO
2
H
2
+CuO
C+H
2
O
1、下列反应中,属于放热反应的是( )属于吸热反应的是( )
A
.实验室制
H
2
的反应
B
.硫的燃烧
C
.水的分解反应
D
.石灰石分解的反应
E.
碳与水蒸气的反应
F.
碳与二氧化碳的反应
G.
盐酸与氢氧化钠的反应
课堂小练
A BG
C DEF
2.
下列说法正确的是
A.
需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B.
放热反应一定不需要加热
C.
有的吸热反应在不加热的情况下也能发生
D.
任何放热反应在常温条件下一定能发生反应
“
十一
”
长假期间,小明和爸爸妈妈一起到野外旅游。临到中午时,他们一家围在一起准备就餐,只见小明爸爸拿出一个包装盒,轻轻一拉露在外面的绳头,几分钟后打开盒盖,热气腾腾的饭菜便呈现在眼前。周围的人惊叹不已:他们没有生火为什么吃的饭是热的呢?原来,盒底部有夹层,内旋转有水袋和氧化钙加热袋,当拉起开关时,水袋中的水和氧化钙接触,反应放出的热量使饭菜变热。
该反应为什么能够放热?所有反应都能够放热吗?
反应物的总能量高
生成物的总能量低
放出能量
生成物的总能量高
反应物的总能量低
决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。
吸收能量
一个化学反应吸收
能量还是放出能量
放热
吸热
从宏观的角度分析
反应物的能量
生成物的能量
能量的释放
反应物的能量
生成物的能量
吸收能量
反应物的总能量
=
生成物的总能量
+
放出的热量
生成物的总能量
=
反应物的总能量
+
吸收的热量
能量
反应过程
反应过程
反应物
生成物
能量
放热反应
吸热反应
反应物
生成物
规律
1
、已知反应
A
+
B
=
C
+
D
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
C
B. B
的能量一定高于
D
C. 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:
思考
对于放热反应,放出的热量来源于哪里?
对于吸热反应,生成的热量又去哪里了?
从分子结构角度分析,一个化学反应是否 为放热还是吸热取决于什么呢?
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。
1mol H
2
分子中的化学键断裂时需吸收能量
1mol Cl
2
分子中的化学键断裂时需吸收能量
HCl
分子中的化学键形成时要释放能量
!!!通常,键能愈大,键愈牢固,由该键构成的分子也愈稳定
,
该分子本身所具有的能量就愈低
(
能量越低越稳定)。
E
(
kJ/mol
)
反应历程
H
2
+ Cl
2
2H
+ 2Cl
2HCl
△
E = 183 kJ/mol
-
436 kJ/mol (H
2
)
-
243 kJ/mol (Cl
2
)
2
×
431 kJ/mol
= 862 kJ/mol
以
H
2
+ Cl
2
==
2HCl
反应为例:
从化学键的观点来分析能量的变化
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。
吸收能量
放出能量
所以:一个化学反应是否为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
形成化学键 断开化学键
放出的能量 吸收的能量
>
放出能量
形成化学键 断开化学键
放出的能量 吸收的能量
<
吸收能量
归纳总结
引起化学反应中的能量变化:
(
1
)微观:化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因;
反应 ↑↓ 引起
(
2
)宏观:在化学反应中,反应物的总能量与生成物的总能量间的能量差。
2
、人类利用能源的三个阶段
柴草时期
中国古代制陶图
化石能源时期
多能源结构时期