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化学能与热能

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化学能与热能. 2014年9月4日星期四. 宁强县天津高级中学 许敏. 普罗米修斯偷取火种传予人类. 燧人氏钻木取火. 柴草时期 火的发现至18世纪产业革命 以树枝杂草为主要能源。通过火( 燃烧 ) 的光和热推动了人类文明的进步, 使人类告别 “ 茹毛饮血 ” 、采集野果的生活. 烧陶 炼丹. 化石能源时期 18 世纪中期至现代 以煤、石油、天然气为主要能源 ( 仍然是利用 燃烧反应 所释放的热能 ). 煤的燃烧 气缸中燃料燃烧. sos: 能源危机.

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化学能与热能

2014年9月4日星期四

宁强县天津高级中学 许敏

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柴草时期

火的发现至18世纪产业革命

以树枝杂草为主要能源。通过火(燃烧)

的光和热推动了人类文明的进步,

使人类告别“茹毛饮血”、采集野果的生活

烧陶炼丹

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化石能源时期

18世纪中期至现代

以煤、石油、天然气为主要能源

(仍然是利用燃烧反应所释放的热能)

煤的燃烧气缸中燃料燃烧

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sos:能源危机

科学探测表明:全世界的石油大概在2060年左右耗尽,天然气2060年用光,煤炭虽是最“丰富”的能源,但最多还能维持200年……新安晚报3月30日报道:截止2006年底,我国石油剩余经济可开采储量为20.43亿吨.天然气剩余经济可开采储量为24490亿立方米.目前,石油储量可采11年.

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多能源时期

这是将会出现

的能源利用的

新时期。

可再生能源和

清洁能源

(绿色能源)

将成为开发能源

的主力军。

地热能

风能

潮汐能

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找一找

寻找新的能源

http://www.kepu.com.cn/gb/index.html

中国科普博览http://www.newenergy.org.cn/

中国新能源

slide10

实验步骤

观察现象

手触摸

温度计测

加入盐酸

————

插入铝片

结论

实验2-1

向一支试管中加入 2~3mL 6mol/L 的盐酸,

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

管壁较凉

铝片表面

出现气泡

温度计的液柱,由℃到

管壁稍许发热

铝与盐酸反应放出热量,使环境温度升高

结论:1. 大多数置换反应是 ;

2.能转化为 释放出来。

slide11

实验2-2

将约 20g Ba(OH)2•8H2O 晶体研细后与10g NH4Cl 晶体

在烧杯中混合,并将烧杯放在滴有几滴水的塑料片上,

立即用玻璃棒快速搅拌混合物,闻气味,

用手触摸杯壁下部,试着用手拿起烧杯,观察现象

有刺激性气味气体逸出

可使湿润紫色石蕊试纸变蓝

有NH3放出

反应吸收热量,

使环境温度降低

杯壁冰凉

塑料片不掉落

水能变成冰

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实验2-3

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/L的NaOH溶液,测其温度。

并缓缓倾入烧杯中,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。

中和反应放出热量,使环境温度升高

slide13

一、化学键与化学反应中能量变化关系

H

H

Cl

Cl

H

H

点燃

H2 + Cl2 ==== 2HCl

1moL

Cl

Cl

吸收能量

吸收能量

放出能量

放出能量

H

H

Cl

Cl

2moL

1moL

化学反应能量变化来源于旧化学键断裂

和新化学键形成时的能量变化

slide14

点燃

H2 + Cl2 ==== 2HCl

吸收能量< 放出能量 反应放热

吸收能量> 放出能量 反应吸热

1moL H-H键断裂所需能量 436kJ

1moL Cl-Cl键断裂所需能量 243kJ

1mol H-Cl键形成放出能量 431kJ

反应物吸收总能量 436kJ + 243kJ = 679kJ

生成物释放总能量 431kJ × 2 = 862kJ

是放热反应

slide15

二、化学能与热能的相互转化

水由高至低,

放出能量

(势能——动能)

水由低至高,

外界提供能量

(机械能——势能)

slide16

反应物的总能量高

生成物的总能量低

生成物的总能量高

反应物的总能量低

放出热量

吸收热量

反应物总能量

高于生成物总能量

(化学能——热能)

放出热量

反应物总能量

低于生成物总能量

(热能——化学能)

吸收热量

slide17

放热反应

吸热反应

二、化学能与热能的相互转化

E(反应物)>E(生成物)

化学能释放

E(反应物)<E(生成物)

化学能储存

一个化学反应是释放能量还是吸收能量取决于反应物总能量与生成物总能量的相对高低

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三、常见放热反应和吸热反应

放热反应:

•燃料物质的燃烧:C + O2= CO2

•常见金属(Al、Fe、Zn等)

与酸(HCl、H2SO4等)的反应

•酸碱中和反应:

HCl + NaOH = NaCl + H2O

• 大多数化合反应

•缓慢氧化:食物的腐败

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吸热反应:

• 大多数分解反应:CaCO3 = CaO + CO2↑

•Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应:

Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl

=BaCl2+2NH3↑+10H2O

•碳与CO2气体的反应: C + CO2= 2CO

•氢气还原氧化铜 H2 + CuO = H2O + Cu

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巩固练习

1、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。一个化学反应

是释放能量还是吸收能量取决于

吸收能量

放出能量

反应物总能量与生成物总能量的相对大小

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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

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AC

4、下列说法中正确的是 ( )

A、物质发生化学反应都伴随着能量的变化

B、伴有能量变化的物质变化都是化学变化

C、在一个确定的化学反应关系中,

反应物的总能量与生成物的总能量一定不同

D、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

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5. 目前,一种人称“摇摇冰”的即冰用饮料开始上市,所谓“摇摇冰”是指将饮料罐隔离层中的制冷物质和水混合起来,吸食前摇动使罐中的饮料冷却。若该制冷物质可从下列固体物质中选择,则它可以是( )

A、氯化钠B、固体硝酸铵

C、生石灰 D、固体氢氧化钠

6. 一种“即食即热快餐”适合外出旅游时使用,其内层是用铝箔包裹的并已加工好的真空包装食品,外层则是分别包装的两包化学物质,使用时拉动预留在外的拉线,使这两包化学物质反应,此时便可对食物进行

加热,这两包化学物质最适合选择的是( )

A、浓H2SO4与水 B、生石灰与水

C、熟石灰与水D、氯化钠与水

B

B