人教版高中化学 必修二 第二章 第一节化学能与热能 上课课件（共41张ppt）
文档属性
| 名称 | 人教版高中化学 必修二 第二章 第一节化学能与热能 上课课件（共41张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2020-02-26 20:10:10 | ||
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文档简介
(共41张PPT)
化学燃烧是将化学能转化为热能
导入新课
微观的化学能是如何转化为热能的
第一节 化学能与热能
一、化学键与化学反应中能量变化的关系
二、化学能与热能的相互转化
教学目标
知识与能力
过程与方法
1.理解化学反应过程中能量是怎样变化的
2.了解能量守恒定律并懂得其相互转化关系
1.从化学反应过程中理解能量的变化
2.通过实验体会能量转化及其守恒定律
情感、态度与价值观
认识到在未来人类解决能源危机，提高能源利用率和开发新能源等方面化学科学与技术将做出新的特殊贡献，以激发学生学习化学的兴趣。
教学重难点
1.化学反应中能量变化的主要原因
2.化学能转化为热能的重大意义
重点：
难点：
从本质上理解化学反应中能量的变化。
教学重难点
1.1 化学反应本质是旧键断裂新键生成
一、化学键与化学反应中能量变化的关系
我们知道世界上所有物质都是由原子组成的，而物质中的原子是靠化学键相互结合的，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释放能量。
H ·
··
：
＋
→
H
H2 + Cl2 = 2HCl
H—H
Cl —Cl
H—Cl
吸收能量
断开
断开
吸收能量
形成
放出能量
点燃
例如
Cl
··
··
··
··
··
· Cl
· Cl
· Cl
在25℃和101KPa条件下：
断裂1mol H—H变为H原子需要吸收436kJ的能量
断裂1molCl—Cl变为Cl原子需要吸收243 kJ的能量
1molH原子和1molCl原子结合生成1mol氯化氢分子
需要释放431 kJ的能量
所以，1mol氢气与1mol氯气结合生成2mol氯化氢的反应总共放出183kJ的热量
在化学反应中，随着物质的变化，既有反应物中化学键的断裂，又有生成物中化学键的形成，化学能也随之而改变。那么，一个化学反应吸收能量还是放出能量是由什么决定的呢？
1.2 化学反应的能量
1.2.1 放热反应
液化气反应生成二氧化碳和水，反应过程中放出大量的热，可以供我们做饭等生活需要。
放热反应过程：反应物的总能量大于生成物的总能量，因此反应过程中要释放一部分能量，即一部分化学能转化为热能释放到环境中。
放热过程
反应物
生成物
放热反应
能量
1.2.2 吸热反应
吸热反应吸收了环境中的热量，使得周围空气中的水分凝结成小水珠吸附在烧杯壁上。
吸热反应过程：反应物的总能量小于生成物的总能量，因此反应过程中要吸收一部分能量，即一部分环境中的能量被原子吸收转化为化学能储存起来。
吸热过程
能量
吸热反应
反应物
生成物
1. 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
（1）放热反应
E反应物 > E生成物
（2）吸热反应
E反应物 < E生成物
总结
2.常见的放热反应和吸热反应
放热反应
所有燃烧
中和反应
溶液里的置换
一般的化合反应
特殊的分解
吸热反应
电离
强碱与铵盐
一般的分解
特殊的化合
二、化学能与热能的相互转化
回忆
自然界的物质可以发生转化，有一种形式转化为另一种形式，但其总质量保持不变！
同样，一种形式的能量可以转化为另一种形式的能量，转化的途径和能量的形式可以不同，但是体系包含的总能量不变，亦即总能量也是守恒的，这就是 “能量守恒定律”。
???
化学中的能量与热能的相互转化又是怎
样发生的呢
铝条与盐酸的反应
现象 结论
铝与盐酸反应，放出大量气泡，
温度升高
该反应是放热
反应
实验1
在一致试管中加入2—3ml 6mol/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。
Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
现象 结论
玻璃片（小木板）会与小烧杯粘结在一起
有少许刺激性气味气体产生；有水生成
该反应是放热
反应
实验2
将约20g Ba(OH)2·8H2O晶体研细后与约10g NH4Cl晶体一起放入烧杯中，并将烧杯放在滴有几滴水的玻璃片或小木板上，用玻璃棒快速搅拌，闻气味，用手触摸杯壁下部，试着用手拿起烧杯，观察现象。
盐酸温度 NaOH溶液温度 中和反应后温度
反应后温度升高
室温
室温
实验3
盐酸与氢氧化钠的中和反应
在50ml烧杯中加入20ml 2mol/L的盐酸，测其温度。另用量筒量取20ml 2mol/LNaOH溶液，测其温度，并缓缓地倾入烧杯中，边加边用玻璃棒搅拌。观察反应中溶液温度的变化过程，并做好记录。
知识拓展
定义：酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量称为中和热.
中和热的测定：中和热的测定装置
中和热
请同学们自己设计一个可以测量中和反应放出热量的试验
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。
科学视野
生物界中的能量转化
能量转化在生物界也是普遍存在的，地球上几乎所有生态系统的能量源头都是太阳能。植物通过光合作用，把太阳光能固定下来，这是生态系统繁荣的基础（植物光合作用固定的能量减去呼吸作用消耗的能量，才是能够为下一营养级消费的能量）。
生物的遗体残骸是分解者能量的来源。
能量沿着食物链流动时，每一营养级都有输入、传递、转化和散失的过程；
从能量的角度来看，植物的多少决定了生物种类和数量。在气候温暖、降雨充沛的地方，植物格外繁茂，各种生物就会非常繁荣，热带雨林就是这样的情况；在气候寒冷、降雨很少的地方，植物很难生长，各种生物的数量都很少，显得荒凉而冷寂.
结合自身的生活，谈谈你对生物能量转化的认识。
人类利用能源的发展过程
我们知道：
人类社会的发展离不开能源的利用
那么，人类又是如何一步一步地巧妙地利用化学变化过程中所伴随的能量变化，创造了五光十色的物质文明？
柴草时期：
从火的发现到18世纪产业革命期间，树枝杂草一直是人类使用的主要能源。柴草不仅能烧烤食物，驱寒取暖，还被用来烧制陶器和冶炼金属。人类冶炼技术是以铜为先，是因为铜的沸点比较低，考古学已证实在公元前3000年，亚、非、欧广大地区已普遍掌握了用木炭炼铜的技术。金属材料的出现加速了人类文明的进程。
化石能源时期：
煤炭的利用主要从18世纪中叶开始。第一次产业革命期间，冶金工业、化学工业等的发展，使煤炭的需求量与日俱增，而到第二次世界大战之后，中东、北非等地区相继发现了大油田，每吨原油产生的热量比每吨煤高一倍。特别是石油炼制得到的汽油、柴油等是汽车、飞机用的内燃机燃料。所以世界各国纷纷加大对石油天然气的利用。
多能源结构时期：
这是未来将见会出现的新能源利用的时期。可再生能源和情洁能源将被人类广泛利用，从而替代现在所使用的不可再生能源。太阳能、风能、生物质能、氢能也将成为能源家族中的重要成员。在多能源时期，，氢能、生物质能等的核心仍然是化学反应，核能、太阳能等的利用取决于新型材料的合成与开发。因此，能原的开发和利用是离不开化学。
1.一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。
2.化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的
主要原因。
3.一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。
4.能量守恒定律;化学反应中的能量变化，通常主
要表现为热量的变化;热量的变化：吸热和放热。
课堂小结
吸收能量
放出能量
2. 在相同条件下，下列物质分别与H2反应，
当消耗等物质的量的H2时，放出热量最多
的是（ ）
A. Cl2 B. Br2
C. I2 D. S
A
课堂练习
当物质发生化学反应时，断开反应物中 的化学键要 —————；而形成生成物中的化学键要—————。
3. 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
4. 在反应H2 + Cl2 ＝2HCl中，已知H－H键能为
436kJ，Cl－Cl键能为247kJ，H－Cl键能为
431kJ，判断该反应是（ ）
A. 吸热反应
B. 放热反应
C. 吸收179kJ热量
D.放出179kJ热量
BD
5. 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（ ）
A. 2Q1 + Q2 > 4Q3
B. 2Q1 + Q2 < 4Q3
C. Q1 + Q2 < Q3
D. Q1 + Q2 = Q3
B
6. 甲烷燃烧要放出热量，水的分解要吸收能量，
试从化学键变化的角度分析其原因？
解析:
形成4molH－O键和2molC＝O键释放的能量比断裂4molC－H键和2molO＝O键所吸收的能量高，因此放出热量。断裂4molH－O键所吸收的能量比形成2molH－H键和1molO＝O键放出的能量高，因此要吸收能量。
7. 下列关于能量转换的认识中不正确的是（ ）
A. 电解水生成氢气和氧气时，电能转化为化学能
B. 绿色植物进行光合作用时，太阳能转化为热能
C. 煤燃烧时，化学能主要转化为热能
D.白炽灯工作时，电能全部转化为光能
BD
8. 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.所有物质的内部都“储存”有能量，而且这些
能量都是相等的
C.在一个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
D.化学反应的过程实质是断开旧化学键形成新
化学键的过程
AD
9. 如下图所示，在盛有水的烧杯中，铁圈
和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝，
使之平衡。小心地从烧杯中央滴入
CuSO4溶液。
（1）片刻后可观察到的变化是（指悬吊
的金属圈）?
（2）产生上述现象的原因是?
（1）铁圈逐渐溶解，银圈上逐渐出现一层
红色物质，银圈向下倾斜。
（2）加CuSO4溶液后，构成Fe—Ag原电
池，Fe溶解，质量减小；Cu2＋在银圈上
得电子，Cu沉积在银圈上，银圈质量增加 。
解析：
10. 结合右图，判断下列说法的对错：
（1）化学平衡发生移动时，化学反应速率一
定变化。（ ）
（2）正反应进行的程度大，正反应速率一
定大。（ ）
√
×
化学燃烧是将化学能转化为热能
导入新课
微观的化学能是如何转化为热能的
第一节 化学能与热能
一、化学键与化学反应中能量变化的关系
二、化学能与热能的相互转化
教学目标
知识与能力
过程与方法
1.理解化学反应过程中能量是怎样变化的
2.了解能量守恒定律并懂得其相互转化关系
1.从化学反应过程中理解能量的变化
2.通过实验体会能量转化及其守恒定律
情感、态度与价值观
认识到在未来人类解决能源危机，提高能源利用率和开发新能源等方面化学科学与技术将做出新的特殊贡献，以激发学生学习化学的兴趣。
教学重难点
1.化学反应中能量变化的主要原因
2.化学能转化为热能的重大意义
重点：
难点：
从本质上理解化学反应中能量的变化。
教学重难点
1.1 化学反应本质是旧键断裂新键生成
一、化学键与化学反应中能量变化的关系
我们知道世界上所有物质都是由原子组成的，而物质中的原子是靠化学键相互结合的，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释放能量。
H ·
··
：
＋
→
H
H2 + Cl2 = 2HCl
H—H
Cl —Cl
H—Cl
吸收能量
断开
断开
吸收能量
形成
放出能量
点燃
例如
Cl
··
··
··
··
··
· Cl
· Cl
· Cl
在25℃和101KPa条件下：
断裂1mol H—H变为H原子需要吸收436kJ的能量
断裂1molCl—Cl变为Cl原子需要吸收243 kJ的能量
1molH原子和1molCl原子结合生成1mol氯化氢分子
需要释放431 kJ的能量
所以，1mol氢气与1mol氯气结合生成2mol氯化氢的反应总共放出183kJ的热量
在化学反应中，随着物质的变化，既有反应物中化学键的断裂，又有生成物中化学键的形成，化学能也随之而改变。那么，一个化学反应吸收能量还是放出能量是由什么决定的呢？
1.2 化学反应的能量
1.2.1 放热反应
液化气反应生成二氧化碳和水，反应过程中放出大量的热，可以供我们做饭等生活需要。
放热反应过程：反应物的总能量大于生成物的总能量，因此反应过程中要释放一部分能量，即一部分化学能转化为热能释放到环境中。
放热过程
反应物
生成物
放热反应
能量
1.2.2 吸热反应
吸热反应吸收了环境中的热量，使得周围空气中的水分凝结成小水珠吸附在烧杯壁上。
吸热反应过程：反应物的总能量小于生成物的总能量，因此反应过程中要吸收一部分能量，即一部分环境中的能量被原子吸收转化为化学能储存起来。
吸热过程
能量
吸热反应
反应物
生成物
1. 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
（1）放热反应
E反应物 > E生成物
（2）吸热反应
E反应物 < E生成物
总结
2.常见的放热反应和吸热反应
放热反应
所有燃烧
中和反应
溶液里的置换
一般的化合反应
特殊的分解
吸热反应
电离
强碱与铵盐
一般的分解
特殊的化合
二、化学能与热能的相互转化
回忆
自然界的物质可以发生转化，有一种形式转化为另一种形式，但其总质量保持不变！
同样，一种形式的能量可以转化为另一种形式的能量，转化的途径和能量的形式可以不同，但是体系包含的总能量不变，亦即总能量也是守恒的，这就是 “能量守恒定律”。
???
化学中的能量与热能的相互转化又是怎
样发生的呢
铝条与盐酸的反应
现象 结论
铝与盐酸反应，放出大量气泡，
温度升高
该反应是放热
反应
实验1
在一致试管中加入2—3ml 6mol/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。
Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应
现象 结论
玻璃片（小木板）会与小烧杯粘结在一起
有少许刺激性气味气体产生；有水生成
该反应是放热
反应
实验2
将约20g Ba(OH)2·8H2O晶体研细后与约10g NH4Cl晶体一起放入烧杯中，并将烧杯放在滴有几滴水的玻璃片或小木板上，用玻璃棒快速搅拌，闻气味，用手触摸杯壁下部，试着用手拿起烧杯，观察现象。
盐酸温度 NaOH溶液温度 中和反应后温度
反应后温度升高
室温
室温
实验3
盐酸与氢氧化钠的中和反应
在50ml烧杯中加入20ml 2mol/L的盐酸，测其温度。另用量筒量取20ml 2mol/LNaOH溶液，测其温度，并缓缓地倾入烧杯中，边加边用玻璃棒搅拌。观察反应中溶液温度的变化过程，并做好记录。
知识拓展
定义：酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量称为中和热.
中和热的测定：中和热的测定装置
中和热
请同学们自己设计一个可以测量中和反应放出热量的试验
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。
科学视野
生物界中的能量转化
能量转化在生物界也是普遍存在的，地球上几乎所有生态系统的能量源头都是太阳能。植物通过光合作用，把太阳光能固定下来，这是生态系统繁荣的基础（植物光合作用固定的能量减去呼吸作用消耗的能量，才是能够为下一营养级消费的能量）。
生物的遗体残骸是分解者能量的来源。
能量沿着食物链流动时，每一营养级都有输入、传递、转化和散失的过程；
从能量的角度来看，植物的多少决定了生物种类和数量。在气候温暖、降雨充沛的地方，植物格外繁茂，各种生物就会非常繁荣，热带雨林就是这样的情况；在气候寒冷、降雨很少的地方，植物很难生长，各种生物的数量都很少，显得荒凉而冷寂.
结合自身的生活，谈谈你对生物能量转化的认识。
人类利用能源的发展过程
我们知道：
人类社会的发展离不开能源的利用
那么，人类又是如何一步一步地巧妙地利用化学变化过程中所伴随的能量变化，创造了五光十色的物质文明？
柴草时期：
从火的发现到18世纪产业革命期间，树枝杂草一直是人类使用的主要能源。柴草不仅能烧烤食物，驱寒取暖，还被用来烧制陶器和冶炼金属。人类冶炼技术是以铜为先，是因为铜的沸点比较低，考古学已证实在公元前3000年，亚、非、欧广大地区已普遍掌握了用木炭炼铜的技术。金属材料的出现加速了人类文明的进程。
化石能源时期：
煤炭的利用主要从18世纪中叶开始。第一次产业革命期间，冶金工业、化学工业等的发展，使煤炭的需求量与日俱增，而到第二次世界大战之后，中东、北非等地区相继发现了大油田，每吨原油产生的热量比每吨煤高一倍。特别是石油炼制得到的汽油、柴油等是汽车、飞机用的内燃机燃料。所以世界各国纷纷加大对石油天然气的利用。
多能源结构时期：
这是未来将见会出现的新能源利用的时期。可再生能源和情洁能源将被人类广泛利用，从而替代现在所使用的不可再生能源。太阳能、风能、生物质能、氢能也将成为能源家族中的重要成员。在多能源时期，，氢能、生物质能等的核心仍然是化学反应，核能、太阳能等的利用取决于新型材料的合成与开发。因此，能原的开发和利用是离不开化学。
1.一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。
2.化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的
主要原因。
3.一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。
4.能量守恒定律;化学反应中的能量变化，通常主
要表现为热量的变化;热量的变化：吸热和放热。
课堂小结
吸收能量
放出能量
2. 在相同条件下，下列物质分别与H2反应，
当消耗等物质的量的H2时，放出热量最多
的是（ ）
A. Cl2 B. Br2
C. I2 D. S
A
课堂练习
当物质发生化学反应时，断开反应物中 的化学键要 —————；而形成生成物中的化学键要—————。
3. 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
4. 在反应H2 + Cl2 ＝2HCl中，已知H－H键能为
436kJ，Cl－Cl键能为247kJ，H－Cl键能为
431kJ，判断该反应是（ ）
A. 吸热反应
B. 放热反应
C. 吸收179kJ热量
D.放出179kJ热量
BD
5. 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（ ）
A. 2Q1 + Q2 > 4Q3
B. 2Q1 + Q2 < 4Q3
C. Q1 + Q2 < Q3
D. Q1 + Q2 = Q3
B
6. 甲烷燃烧要放出热量，水的分解要吸收能量，
试从化学键变化的角度分析其原因？
解析:
形成4molH－O键和2molC＝O键释放的能量比断裂4molC－H键和2molO＝O键所吸收的能量高，因此放出热量。断裂4molH－O键所吸收的能量比形成2molH－H键和1molO＝O键放出的能量高，因此要吸收能量。
7. 下列关于能量转换的认识中不正确的是（ ）
A. 电解水生成氢气和氧气时，电能转化为化学能
B. 绿色植物进行光合作用时，太阳能转化为热能
C. 煤燃烧时，化学能主要转化为热能
D.白炽灯工作时，电能全部转化为光能
BD
8. 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.所有物质的内部都“储存”有能量，而且这些
能量都是相等的
C.在一个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
D.化学反应的过程实质是断开旧化学键形成新
化学键的过程
AD
9. 如下图所示，在盛有水的烧杯中，铁圈
和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝，
使之平衡。小心地从烧杯中央滴入
CuSO4溶液。
（1）片刻后可观察到的变化是（指悬吊
的金属圈）?
（2）产生上述现象的原因是?
（1）铁圈逐渐溶解，银圈上逐渐出现一层
红色物质，银圈向下倾斜。
（2）加CuSO4溶液后，构成Fe—Ag原电
池，Fe溶解，质量减小；Cu2＋在银圈上
得电子，Cu沉积在银圈上，银圈质量增加 。
解析：
10. 结合右图，判断下列说法的对错：
（1）化学平衡发生移动时，化学反应速率一
定变化。（ ）
（2）正反应进行的程度大，正反应速率一
定大。（ ）
√
×