(教师参考)高中化学 2.1.2 化学能与热能的相互转化1 新人教版必修2详解.ppt

* 第二章 化学反应与能量 第一节 化学能与热能 第2课时 化学能与热能的相互转化 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。 ③质能守恒定律：质量与能量是相互联系的。（E=mc2） 化学上把有热量放出的化学反应叫做放热反应。 吸收热量的化学反应叫做吸热反应。 化学反应中的能量变化，通常表现为热量的变化—吸热或放热。 2、放热反应和吸热反应 实验1、铝条和盐酸的反应 实验步骤 眼睛看到的现象 用手触摸的感觉 在一支试管中加入2～3mL6mol/L的盐酸溶液 向含有盐酸溶液的试管中插入用砂纸打磨光的铝条 结　　论 实验步骤 实验现象 得出结论 将20gBa(OH)2?8H2O晶体研细后与10gNH4C l在烧杯中混合，并将烧杯放在滴有几滴水的玻璃片上，立即用玻璃棒快速搅拌混合物 用手触摸烧杯下部 用手拿起烧杯 实验2、氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应 整个实验中有哪些创新之处？ 反应物及用量 酸 HNO3 50 mL 1 mol/L HCl 50 mL 1 mol/L HCl 50 mL 1mol/L 碱? NaOH 50 mL 1 mol/L NaOH 50 mL 1 mol/L KOH 50 mL 1mol/L?? 混合前温度 室温 室温 室温 混合后温度 t1 t2 t3? 结? 论 HNO3与NaOH发生中和反应时放热 HCl与NaOH发生中和反应时放热 HCl与KOH发生中和反应时放热 对实验进行归纳和概括 强酸与强碱发生中和反应时放出热量? 实验2－3 为什么强酸与强碱发生反应时都会放出热量？ 思考与交流1： 三个反应的化学方程式和离子方程式分别为： HNO3+NaOH=NaNO3+H2O，H+ + OH- = H2O HCl+NaOH=NaCl+H2O，H+ + OH- = H2O HCl+KOH=KCl+H2O，H+ + OH- = H2O 由此可见，三个反应的化学方程式虽然不同，但是它们的反应本质相同，都是H+与OH-离子反应生成水的反应，属于中和反应，其离子方程式都是：H+ + OH- = H2O。所以，可提出推测，即中和反应都放热。由于三个反应中H+和OH-离子的量都相等，则生成水的量也相等，故放出的热量也相等（在上述三个实验中，温度上升的幅度接近）。酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量称为中和热。 思考与交流2： 酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量称为中和热。如果要通过实验来测定盐酸与氢氧化钠反应的中和热，你认为在设计实验装置和操作时应该注意哪些问题？你准备如何设计并进行实验？ 原理：酸碱中和反应是放热反应，中和后放出的热量等于溶液和容器吸收的热量。可以通过测定一定量酸与碱中和时溶液温度的变化，求算中和热。 1摩/升盐酸和1.1摩/升氢氧化钠溶液的密度可以近似作为1克/毫升。所以50毫升1摩/升盐酸的质量m1=50克，50毫升1.1摩/升氢氧化钠溶液的质量m2=50克，中和后生成的溶液质量为m1+m2=100克，它的比热为c，量热器（测定热量的仪器，有保温隔热的作用）的热容为C0（焦/开）。若溶液温度的变化是t2-t1，在中和时放出的热量为： Q=[（m1+m2）c+mC0]（t2-t1） （1）用隔热装置，尽量减少热量散失； （2）酸碱的量要准确： a、浓度要越精确越好 b、量体积的容器越精确越好，最好用移液管 （3）温度计越精确越好 （4）注意控制反应时间 （5）多做几次，取平均值 常见的放热反应和吸热反应 放热反应 物质与氧气的反应 燃料的燃烧 中和反应 金属与酸 活泼金属与水的反应 生石灰和水反应 大部分化合反应 吸热反应 C+CO2 C+H2O H2+CuO Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl Fe+H2O（g） Na2CO3·10H2O+NH4NO3 大部分分解反应 科学视野：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。 人体内发生的氧化还原反应与体外的燃烧有何相同点和不同点？ 阅读教材： 1、社会发展与能源利用 2、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 煤、石油和天然气等是世界上最重要的三种化石燃料。 煤，也叫煤炭，是世界上最古老的化石燃料之一，被称为“工业的粮食”。 石油被人们誉为“工业的血液”。石油不仅是重要的化石燃料，还是宝贵的工业原料。 天然气一般是指在底下形成的可燃性气体。天然气主要成分是甲烷。 核能