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化学能与热能
2017.4
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1.知道能量变化是化学反应的又一特征。
2.理解化学反应中能量变化的主要原因。
3.了解化学反应中能量变化的形式。
4.了解常见的放热、吸热反应。
生活中哪些事实说明了在化学反应中伴随着能量的变化?
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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
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。
H2+Cl2====2HCl
点燃
H—H
Cl—Cl
断开
断开
一个化学反应的过程,本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。
形成
H—Cl
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H—H
Cl —Cl
吸收能量
断开
断开
吸收能量
形成
放出能量
化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。
H—Cl
H2 + Cl2 ==== 2HCl
点燃
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断裂和形成化学键与吸收和释放能量有什么关系呢?
化学键变化与能量变化关系图
能量\KJ
1mol H2 (1mol H-H)
2mol H
436 kJ
436 kJ
断键吸收能量
成键放出能量
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化学键变化与能量变化关系图
断裂反应物中的化学键吸收能量, 形成生成物中的化学键释放能量
能量\KJ
1mol C +4mol H
断键吸收能量
4×415 kJ
成键放出能量
4×415 kJ
1mol CH4 (4mol C-H)
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,化学能也随之改变。那么,一个化学反应是吸收能量还是放出能量是由什么决定的呢?
2.化学反应中能量变化原因
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水由高处流向低处释放能量
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水由低处流向高处需提供能量
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化学反应
释放能量
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化学反应
吸收能量
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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
(1)宏观:化学反应中的能量变化主要取决于反应物的总能量和生成物的总能量的相对大小。
(2)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。
反应物所具有的总能量>生成物所具有的总能量,反应释放能量
反应物所具有的总能量<生成物所具有的总能量,反应吸收能量
化学反应中能量变化遵循能量守恒定律
铝与盐酸的反应
二、化学能与热能的相互转化
【实验1】铝与盐酸的反应
1.在反应过程中你将能看到什么现象?
有气体放出。
2.用眼睛不能直接观察到反应中的热量变化,你将采
取哪些简单易行的办法来了解反应中的热量变化?
用手触摸、用温度计测量等。
①铝条逐渐溶解并有气泡产生
②用手触摸试管,试管发热; ③温度计显示温度升高。
是放热反应
铝与盐酸反应
实验现象 实验结论
氯化铵与氢氧化钡晶体的反应
①有刺激性气味的气体产生;
②反应混合物逐渐成糊状;
③玻璃片上的水结成冰;
④玻璃片与烧杯粘在一起;
⑤用手触摸杯壁下部,有冰凉的感觉。
是吸热反应
Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl====BaCl2+2NH3↑+10H2O
【实验2】Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应
实验现象 实验结论
依据能量守恒定律,
实验1中
反应物的总能量 =生成物的总能量 + 热能
即为放热反应
实验2中
反应物的总能量 =生成物的总能量 - 热能
即为吸热反应
中和反应
【实验3】盐酸与氢氧化钠的反应
实验结论:
盐酸与NaOH溶液的反应是放热反应
反应后
温度升高
室温
室温
盐酸温度/℃ NaOH溶液温度/℃ 中和反