2.1 化学能与热能导学案 新人教版必修2

重庆市永川区第五中学校高中化学 2.1 化学能与热能导学案 新人教版必修2
【学习目标】
1．知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因
2．通过生产、生活中的实例了解化学能与热能的相互转化
3．理解中和热的概念，学会定性和定量的研究化学反应中热量变化的科学方法
2．拓宽学生的科学视野，使学生建立正确的能量观，提高节能意识。
【学习重点】化学能与热能之间的内在联系以及化学能与热能的相互转化
[基础知识]
一、化学键与化学反应中能量变化的关系
[复习] 化学键：_____________________________________________
*键能：拆开1 mol某键所需的能量叫键能。单位：kJ/mol。
化学键的形成蕴涵着能量变化，在进行反应时化学键要断裂，吸收能量，反应后形成新化学键要放出能量，反应前反应物能量与反应后生成物能量不相等。
[分析]2H→H2中能量变化？
1mol H2中含有1molH－H，在2 ( http: / / www.21cnjy.com )50C 101kPa条件下，由H原子形成1molH－H要_______436kJ的能量，而断开1molH－H重新变为H原子要_______436kJ的能量。
[类比分析]CH4→4C+4H（吸收4mol×415kJ/mol=1660kJ）
[小结]：化学键的_____________是化学反应中能量变化的主要原因。
[小结]：化学反应的特点：
1．有新物质生成，新物质和反应物总能量不同。
2．反应中要遵循能量守恒。
3．反应物与生成物的能量差若以热能形式表现即为放热和吸热。如果二者能量比
较接近，则放热和吸热不明显。
[讨论]为什么有的化学反应会放出热量，而有的化学反应却需要吸收热量呢？
[结论] 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_________与生成物的_________的相对大小
∑E（反应物）_______∑E（生成物）——放出能量
∑E（反应物）________∑E（生成物）——吸收能量
二、化学能与热能的相互转化
放热反应：______热的化学反应
化学反应
吸热反应：______热的化学反应
[实验2-1]
[实验记录]
实验步骤* 眼睛看到的现象 用手触摸的感觉 用温度计测量的数据
在一支试管中加入2～3mL　6mol/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
[思考讨论]
1.铝与盐酸反应的化学方程式： ___________________ 。
2.在反应过程中你将能看到什么现象？
3.用眼睛不能直接观察到反应中的热量变化。采取哪些简单易行的办法？
4.要明显的感知或测量反应中的热量变化，在实验中应注意哪些问题？
[实验2-2]
[实验2-2]
[实验记录]
实验步骤 实验现象 得出结论
将晶体混合后立即用玻璃棒快速搅拌混合物 有刺激性气味的气体产生，该气体能使湿润的紫色石蕊试纸变蓝 有_______气生成
用手触摸烧杯下部 感觉烧杯变凉 反应_____热
用手拿起烧杯 烧杯下面的带有几滴水的玻璃片（或小木板）粘到了烧杯底部 反应吸收热量使体系温度降低，使水结成冰
将粘有玻璃片的烧杯放在盛有热水的烧杯上一会儿再拿起 玻璃片脱离上面烧杯底部 冰融化
反应完后移走烧杯上的多孔塑料片，观察反应物 混合物成糊状 有水生成
用化学方程式表示上述反应：
Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl==BaCl2+2NH3↑+10H2O
[实验2-3]
步骤一：三个学生各取一个大小相同的试管，分别做一个实验并记录实验现象和数
据。
步骤二：汇总实验现象和数据并列表比较。
步骤三：对实验进行原理性抽象──为什么强酸与强碱发生反应时都会放出热量？
[填写实验记录]
反应物
及用量 酸 HNO3 20 mL 2 mol/L HCl 20 mL 2 mol/L HCl 20 mL 2mol/L
碱 NaOH 20 mL 2 mol/L NaOH 20 mL 2 mol/L KOH 20 mL 2mol/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___热 HCl与NaOH发生中和反应时___热 HCl与KOH发生中和反应时___热
对实验进行
归纳和概括 强酸与强碱发生______反应时______热量
[讨论分析]三个反应的化学方程式和离子方程式为：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量称为中和热。
【过关检测】
A组
1． “摇摇冰”是一种即用即冷的饮料。吸食时将饮料罐隔离层中的化学物质和水混合后摇动即会制冷。该化学物质可能是( )
A．氯化钠 B．固体硝酸铵 C．生石灰 D．蔗糖
2．下列物质加入水中显著放热的是( )
A．生石灰 B．固体NaCl C．无水乙醇 D．固体NH4N03
3．对于放热反应，下列说法正确的是( )
A．产物H20所具有的总能量高于反应物H2和O2所具有的总能量
B．反应物H2和O2所具有的总能量高于产物H2O所具有的总能量
C．反应物H2和O2所具有的总能量等于产物H。O所具有的总能量
D．反应物H2和02具有的能量相等
4．关于吸热反应的说法正确的是( )
A．凡需加热的反应一定是吸热反应
B．只有分解反应才是吸热反应
C．使用催化剂的反应是吸热反应
D．C02与CaO化合是放热反应，则CaC03分解是吸热反应
5．已知金刚石在一定条件下转化成石墨是放热的。据此，以下判断或说法正确的是( )。
A．需要加热方能发生的反应一定是吸热反应
B．放热反应在常温下一定很容易发生
C．反应是放热还是吸热，必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小
D．吸热反应在一定条件下也能发生
6．有关下列能量转化的认识不正确的是( )
A．植物的光合作用使得太阳能转化为了化学能
B．人类使用照明设备是将电能转化为了光能
C．生物体内化学变化过程在能量转化上比在体外发生的一些能量转化更为合理、有效
D．燃料燃烧时只是将化学能转化为了热能
【过关检测】
B组
1．当两个原子形成化学键时，原子的能量将 ( )
A．升高 B．降低 C．保持不变 D．一个升高一个降低
2．已知反应：2H2 + ( http: / / www.21cnjy.com )O2 = 2H2O + 能量，请填写下列表格中空白处的总能量值，并注明吸收还是放出。有关键能：H—H：436 kJ/mol O—O：496 kJ/mol H—O：463 kJ/mol
拆开化学键 形成化学键 能量变化
2 mol H2中的化学键 4 mol H—O键
1 mol O2中的化学键
A．共消耗1368 kJ B.共释放1852 kJ C. 放热484 kJ
3．已知反应物的总能量高于产物的总能量，则反应是 （ ）
A．放热反应 B.吸热反应 C.有催化剂作用 D.无法判断
4．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
5．在相同的条件下，使相同物质的量的下列物质分解，需要消耗能量最多的是: ( )
A．HF B．HCl C．HBr D．HI
6．对于放热反应，下列说法中正确的是 （ ）
A．产物H2O所具有的总能量高于反应物H2和O2所具有的总能量
B．反应物H2和O2所具有的总能量高于产物H2O所具有的总能量
C．反应物H2和O2所具有的总能量等于产物H2O所具有的总能量
D．反应物H2和O2具有的能量相等
7．在氢气跟氧气的反应中，破坏1mol氢气中的化学键消耗的能量为A，破坏1mol氧气中的化学键消耗的能量为B，形成1mol水中的化学键释放的能量为C。则下列关系正确的是 ( )
A．A+B>C B．A+B 2C
8．反应是吸热反应，由此可知 （ ）
A．石墨比金刚石更稳定 B．金刚石和石墨可以相互转化
C．金刚石比石墨更稳定 D．金刚石和石墨不能相互转化
9．从手册上查得：H-H键、Cl-Cl键和H-Cl键的键能分别为436 kJ/mol、243 kJ/mol和431kJ/mol，请用此数据估计，由Cl2和H2反应生成2molHCl时的反应热是 （ ）
A．放热183kJ/mol B．放热91.5kJ/mol C．吸热183kJ/mol D．吸热91.5kJ/mol
10．(8分)1 mol氢气燃烧时约放热286 kJ，而1 kg汽油燃烧时约放热46000 kJ。回答：等质量的氢气和汽油相比，哪种可以放出的热量多？用计算和数据加以说明。
【过关检测】
C组
1．下列各图中，表示正反应是吸热反应的图是:
( http: / / www.21cnjy.com )
2．放热反应一定是（ ）
A.断开反应物的化学键吸收的总能量比形成生成物中的化学键放出的总能量少
B.贮存能量
C.反应物的总能量高于生成物的总能量
D.反应物的总能量低于生成物的总能量
3．已知 2SO2+O2 2SO3为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是:（ ）
A．O2的能量一定高于SO2的能量 B．SO2和O2的总能量一定高于SO3的总能量
C．SO2的能量一定高于SO3的能量　 D．因该反应为放热反应，故不必加热就可发生
4 ．一定量的氢气在一定条件下完全燃烧 ( http: / / www.21cnjy.com )生成液态水，放出热量值为Q1，等量的氢气在一定条件下完全燃烧生成气态水，放出热量值为Q2，则Q1与Q2的关系为: （ ）
A．Q1Q2 C．Q1＝Q2 D．无法确定
5．已知拆开1 mol H—H键、 ( http: / / www.21cnjy.com )1 mol N≡N、1 mol N—H键分别需要吸收的能量为436kJ、946k J、391k J。则由氢气和氮气反应生成1 mol NH3需要 （填“放出”或“吸收”） k J的热量。（N2 + 3H2 = 2NH3）
【疑点反馈】：（通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识，请记录下来）