化学：2.2《化学反应中的热量》学案（苏教版必修2）1

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专题二化学反应与能量转化
第二单元化学反应中的热量
第一课时
一、教学目标
课标内容：
1．知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量转化的主要原因
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．认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料的重要性
会考考纲：
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(A)
2．了解吸热反应和放热反应的涵义(B)
3．通过生产、生活中的实例了解化学能与热能的相互转化(B)
教学目标：
（一）知识与技能：
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：化学键的断裂要吸收能量，化学键的形成要放出能量，知道一个化学反应是吸收能量还是放出能量，取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对高低
2．初步学会热化学方程式的书写
（二）过程与方法：
从学生熟悉的燃料的燃烧释放能量入手，了解“旧的化学键的断裂和新的化学键的生成”是化学反应中能量变化的主要原因；通过实验探究体验科学研究的一般过程
（三）情感与价值观：
初步体会通过实验认识和研究化学反应原理的方法与价值；能发现并学习与生产、生活有关的化学问题，建立化学为生产、生活服务的观点
二、教学重、难点和突破方法
教学重点：放热反应和吸热反应；化学反应中能量变化与反应物、生成物总能量的关系；热化学方程式的书写及其简单计算
教学难点：化学反应能量变化与反应物、生成物总能量的关系；有关热化学方程式的计算
三、教学过程：
（一）设计思路
通过对生产、生活中的实例分析讨论，引入化学反应中的能量变化主要表现为热量的变化，借此引出“放热反应和吸热反应”概念，再通过对微观结构分析，得出：化学反应过程中的能量变化的主要原因是由于化学键断裂和形成。最后由“为了把化学反应放出或吸收的热量表示出来”，引入热化学方程式，并简单介绍热化学方程式的书写以及简单计算方法。
（二）教学媒体和教具
学案、练习题、图片 ……
（三）课堂教学流程
1．创设情境，引入新课
在化学反应中，反应物转化为生成物的同时，会伴随能量的转化。研究化学反应中的能量变化，能指导我们利用化学反应更好地为生产、生活服务。那么，化学反应过程中会伴随哪些能量变化呢？21世纪教育网
⑴化学反应的特征是 ，同时伴随着 的转化；
⑵化学反应过程中的能量转化形式主要有：
⑶判断下列变化过程中化学能的转化形式：
①植物的光合作用： 转化为化学能；②煤气燃烧：化学能转化为 ；
③干电池放电：化学能转化为 ；④“雷雨发庄稼” ： 转化为化学能。
设疑：化学反应过程中主要表现为何种能量的变化呢？
2．进行新课
一．化学反应中的热量变化
活动与探究：探究下列变化过程中的温度变化，并回答表格所提问题
【实验1】向一支试管中放入用砂纸打磨光亮的镁条，加入5mL2mol/L的盐酸，用手触摸试管外壁，有什么感觉？
【实验2】在100mL小烧杯中加入约20g经过研磨的氢氧化钡晶体，然后加入约10g氯化铵晶体，用玻璃棒搅拌，使之充分混合。用手触摸烧杯外壁，反应混合物的温度有什么变化？
反应前后温度变化 能量转化形式 反应吸热或放热 化学反应方程式
实验1
实验2
讲述：研究发现，化学反应伴随着能量的变化。许多化学反应的能量变化主要表现为热量的放出或吸收。21世纪教育网
1．吸热反应和放热反应
①放热反应：把有热量放出的化学反应叫做放热反应
②吸热反应：把吸收热量的化学反应叫做吸热反应
∑E（反应物）＞∑E（生成物） ∑E（反应物）＜∑E（生成物)
练习：关于吸热反应和放热反应，下列说法中错误的是 （ ）
A．需要加热才能进行的化学反应一定是吸热反应
B．化学反应中能量变化，除了热量外，还可以是光能、电能等
C．化学反应过程中的能量变化，服从能量守恒定律
D．反应物的总能量高于生成物的总能量时，发生放热反应
交流与讨论：根据你的生活经验和己有的知识，举出一些放热反应和吸热反应的例子，并判断下列反应是吸热反应还是放热反应
总结： 反应、 反应都是放热反应；在 条件下进行的反应是吸热反应。
⑴高温下煅烧石灰石 （ ） ⑵镁条的燃烧 （ ）
⑶氧化钙与水反应 （ ） ⑷盐酸和氢氧化钠溶液反应 （ ）
2.常见的放热、吸热反应
⑴放热反应：①所有燃烧反应；②酸碱中和反应；③金属与酸生成气体的反应；④大多数的化合反应。21世纪教育网
⑵吸热反应：
①C(s) +CO2(g) 2CO(g)
②Ba(OH)2·8H2O(s) + 2NH4Cl(s) = BaCl2(aq) +2NH3(g) + 10H2O(l)
③C(s) +H2O(g) CO(g) + H2(g)
④大多数的分解反应
设疑：化学反应过程中为什么会伴随能量的变化呢？
讲解：这是由于化学反应过程中存在化学键的断裂和形成。反应物中旧化学键的断裂，要克服原子间的相互作用而吸收能量，生成物中新化学键的形成，要释放能量。新化学键形成所释放的总能量与反应物中旧化学键断裂所吸收的总能量的差就是此反应的能量变化。
指导阅读：有关化学键键能知识，请同学们自己阅读教材P36页相关内容。
过渡：怎样来表示化学反应中放出或吸收的热量呢？我们可能用热化学方程式表示。
3．热化学方程式：
⑴定义：表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式，叫做热化学方程式。
例如： CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) △H=－889.6 kJ/mol
CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g) △H=＋178.5 kJ/mol
交流与讨论：
①分析上述热化学方程式，说出下列符号的涵义：△H表示 、“－ ”表示 、“＋”表示 ；
②单位一般采用 。
设疑：书写热化学方程式时应注意哪些事项？
⑵书写热化学方程式的注意事项：
①不需注明反应条件，但要注明反应物和生成物的状态。（g: 气态 l：液态 s：固态）；
②△H表示反应热，“ — ”表示放热，“ + ”表示吸热，单位一般采用kJ/mol；
③热化学方程式中的系数表示该物质的物质的量，可以取分数，数值与ΔH数值要对应；
④应注明反应时的温度和压强，如不注明则指25 ℃、101 kPa。
问题解决：
1．对热化学方程式H2(g) + I2(g) = 2HI(g)；△H = +52kJ·mol-1的叙述中，正确的是 （ ）
A．1mol氢气和1mol碘蒸气完全反应需要吸收26kJ热量
B．1个氢分子和1个碘分子完全反应需要吸收52kJ热量
C．1molH2(g)与1molI2(g)完全反应生成2mol HI气体需吸收52kJ热量
D．1molH2(g)与1molI2(g)完全反应放出26kJ热量
2．1gC与适量水蒸气反应生成一氧化碳和氢气，需吸收10.94kj的热量，相应的化学方程式正确的是 （ ）
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
A．C + H2O = CO + H2 △H = + 10.9 kJ·mol-1
B．C(s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g) △H = + 10.9 kJ·mol-1
C．C(s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g) △H = + 131.28 kJ·mol-1
D．1/2C(s) + 1/2H2O(g) = 1/2CO(g) + 1/2H2(g) △H = + 65.64 kJ·mol-1
3．小结
4．巩固练习
1．吸热反应一定是 （ ）
A．释放能量 B．需要加热才能发生
C．储存能量 D．反应物总能量高于生成物总能量
2．下列反应中一定释放热量的是 （ ）
A．中和反应 B．化合反应 C．分解反应 D．置换反应
3．下列说法正确的是 （ ）
A．在化学反应中发生物质变化的同时，不一定发生能量变化
B．ΔH >0表示放热反应，ΔH<0表示吸热反应
C．ΔH的大小与热化学方程式中化学计量数无关
D．生成物释放的总能量大于反应物吸收的总能量时，ΔH<0
4．4P(红磷s) ( http: / / www. / ) P4(白磷s)；△H＝ + 17kJ·mol－1，下列推论正确的 （ ）
A．正反应是一个放热反应 B．当4g红磷转变成白磷时吸收17kJ热量
C．白磷热稳定性比红磷大 D．当lmol白磷转变成红磷时放出17kJ热量
5．已知H2(g) ＋ C12(g) = 2HCl(g)；△H＝－184.6kJ·mol-1，则反应HCl(g)= 1/2H2(g) ＋1/2 Cl2(g)的△H为 （ ）
A．＋92.3 kJ·mol－1 B．－92.3 kJ·mol－1 C．－369.2 kJ·mol－1 D．＋184.6 kJ·mol－1
6．燃烧1g乙炔(C2H2)气体，生成液态水和二氧化碳，放出50kJ热量，则燃烧3mol乙炔所放出的热量为 （ ）
A．50kJ B．150kJ C．450kJ D．3 900kJ
7．写出下列反应的热化学方程式。
⑴4g硫粉完全燃烧生成二氧化硫气体，放出37kJ热量
________________________________________________________________
⑵9g铝与足量氯气化合生成固体氯化铝，放出热量274.2kJ
_______________________________________________________________
⑶10g CaCO3分解吸收热量17.56kJ
_______________________________________________________________
8．在一支试管中放入几小块镁片，把试管放入盛有25℃的饱和石灰水的烧杯中，用胶头滴管滴5ml盐酸于试管中。试回答下列问题：（提示：Ca(OH)2的溶解度受温度的影响。）
⑴试验中观察到的现象是
⑵产生上述现象的原因是
⑶写出有关反应的离子方程式
⑷在上述试验结束后，将试管取出。在烧杯中放入小烧杯，小烧杯中放入氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的混合物，用玻璃棒搅拌，则试验现象是 ，产生上述现象的原因是 。
9．人体内葡萄糖氧化作用可以用以下热化学方程式表示：
C6H12O6(s) ＋ 6O2(g)6CO2(g) ＋ 6H2O(l)；△H＝－2 804.6 kJ·mol－1。若每人每天需消耗热量12558kJ，则每人每天至少需要葡萄糖多少 g。
参考答案
1~6：C、A、D、D、A 、D
7．⑴S(s) + O2(g) = SO2(g) △H＝－296kJ·mol－1
⑵2Al(s) + 3Cl2(g) = 2AlCl3(s) △H＝－1645.2kJ·mol－1
⑶CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g) △H＝ + 175.6kJ·mol－1
8．⑴试管中产生大量的气泡；烧杯中的石灰水变化浑浊
⑵金属与酸反应是放热反应；Ca(OH)2的溶解度随温度升高而减小
⑶Mg＋2H＋=Mg2＋＋H2↑；Ca2＋＋2OH－=Ca(OH)2↓
⑷闻到刺激性的氨味，石灰水又变澄清；氢氧化钡和氯化铵反应生成氨气，是吸热反应
9．10．806g
5.板书设计
一、化学反应中的热量变化
1.放热反应和吸热反应
⑴放热反应：
⑵吸热反应：
2.常见的放热、吸热反应
⑴常见放热反应：
⑵常见吸热反应：
3.热化学方程式：
⑴定义：
⑵书写热化学方程式的注意事项：21世纪教育网
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6.布置作业
四、教学反思
第2课时
一、教学目标
课标内容：
1．知道化学键的断裂和形成是化学反应右能量转化的主要原因
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．认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料的重要性
会考考纲：
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(A)
2．通过生产、生活中的实例了解化学能与热能的相互转化(B)
3．认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料的重要性(BⅡ)
教学目标：21世纪教育网
（一）知识与技能：
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：化学键的断裂要吸收能量，化学键的形成要放出能量
2．了解提高燃料的燃烧效率的方法，认识到合理利用化石燃料，开发高效、清洁能源的重要性
（二）过程与方法：
通过生产生活中的实例，了解化学能与热能的相互转化，了解提高燃料的燃烧效率、合理利用化石燃料和开发高能清洁燃料的重要性
（三）情感与价值观：
认识合理利用化石燃料的重要性，以及当前使用化石燃料亟待解决的问题和解决问题的研究方向，培养学生的环境保护意识和社会责任感，加深对化学在解决能源问题中所起的重要作用的认识
二、教学重、难点和突破方法
教学重点：如何合理利用化石燃料，提高燃料的燃烧效率，开发高效、清洁能源的重要性
教学难点：从微观结构理解化学反应中能量的变化
三、教学过程：
（一）设计思路
联系生产、生活实际，介绍了有关燃料燃烧释放能量的问题，分析、讨论燃料燃烧释放热量的原因，从而让学生体会到，要合理利用化石燃料、提高化石燃料利用效率，充分体现了本单元的知识价值。
（二）教学媒体和教具
学案、练习题、图片 ……
（三）课堂教学流程
1.创设情境，引入新课
我们所使用的燃料主要是化石燃料。化石燃料是经过亿万年才形成的蕴藏量有限的非再生能源，而随着社会的发展，人类对能源的需求量越来越大。你知道：化石燃料指的是哪些燃料？
①三大化石燃料指的是： 、 、 ，其中，“ ”被称为工业粮食，“ ”被称为工业血液。
② 的主要成分是 ，它是最简单的有机物，俗称“ ”或“ ”。
过渡：人类自从懂得了用火，便以草、木为燃料。质量相同的不同燃料，完全燃烧后放出的热量不相等。这是为什么？
2.进行新课21世纪教育网
二．燃料燃烧释放的热量
讲述：化学能是贮存于化学物质的能量，物质不同，所具有的能量也不同，因此完全燃烧时所释放出的能量也就不尽相同。例如：
几种燃料的热值
物质 天然气 石油 煤炭 氢气 甲醇
热值/kJ·g-1 约56 约48 约33 143 23
问题讨论：
①上述几种燃料中，热值含量最高的是 ，最低的是 。
② “天然气、石油、煤炭”的热值含量为何都用“约XX”？
合作探究：
己知拆开化学键需要消耗能量，形成化学键能够释放能量。下表是有关“化学键的形成与断裂的相关数据”。请回答所提问题：
1mol化学键 吸热或放热 能量/KJ
拆开H一H 吸热 436
拆开O一O 吸热 496
形成H一O 放热 463
⑴完成右图数据标注；
⑵写出氢气在氧气中燃烧的热化学方程式。
交流与讨论：燃烧是一种剧烈的氧化反应，那么燃烧的条件是什么？怎样能使燃料充分燃烧释放更多的能量呢？如果不充分燃烧会有什么危害呢？怎样合理利用能源呢？
1．燃烧的条件是：① ；② ；③ 。
2．燃料充分燃烧的条件是什么
① ；②
3．燃料不充分燃烧会造成怎样的结果
① ；②
4．增大燃料与空气接触面积可采取哪些措施
① ；②
5．为使燃料充分燃烧，要通入足够多的空气，空气过多行吗
例题：把煤作为燃料可通过下列两个途径：
途径Ⅰ：C(s)+O2(g) CO2(g)（放热Q1J），
途径Ⅱ：
①先制水煤气：C(s)+H2O(g)= CO(g)+H2(g)（吸热Q2J）
②再燃烧水煤气：CO(g)+1/2O2 (g) CO2，H2(g)+1/2O2 (g) H2O(g) (共放热Q3J)
试回答下列问题：
⑴判断两种途径放热大小：途径Ⅰ放出的热量 (填“大于”、“等于”或“小于”)途径Ⅱ放出的热量。
⑵Q1、Q2、Q3的数学关系式是
⑶由于制取水煤气反应里，反应物所具有的总能量 生成物所具有的总能量，所以反应过程中，反应物应需要 能量才能转化为生成物，因此其反应条件为
⑷简述煤通过途径Ⅱ作为燃料的意义。
。
3.小结21世纪教育网
4.巩固练习
1．某化学反应，设反应物总能量为E1，生成物总能量为E2。
⑴若E1＞E2，则该反应为 热反应，该反应的过程可看成是
⑵若E1＜E2，则该反应为 热反应。在发生化学反应时，反应物需要 才能转化为生成物。该反应过程可看成是
2．下列关于燃料充分燃烧的说法，不正确的是 （ ）
A．空气量越多越好 B．固体燃料燃烧前要粉碎
C．应通入适量的空气 D．液体燃料燃烧时可以以雾状喷出
3. 天然气、石油、煤等在地球上的蕴藏量是有限的，因此：①可利用电解水的方法得到氢气作能源；②可用酒精作能源；③砍伐树木作能源；④应开发太阳能、核能等新的能源。上述说法正确的是 （ ）w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
A．只有① B．①和④ C．②和③ D．只有④
4．下列选项中说明乙醇作为燃料的优点的是 （ ）
①燃烧时发生氧化反应②充分燃烧的产物不污染环境③乙醇是一种再生能源④燃烧时放出大量热量
A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④
5．对于放热反应2H2+O2 2H2O，下列说法正确的是 （ ）
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
6．已知化学反应2C+O2 2CO，2CO+O2 2CO2都是放热反应，据此判断下列说法不正确的是 （ ）w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
A．12 g碳所具有的能量一定高于 28 g CO所具有的能量
B．56 g CO和32 g O2所具有的总能量大于88 g CO2所具有的总能量
C．12 g C 和32 g O2所具有的总能量大于44 g CO2所具有的总能量
D．将一定质量的C燃烧，生成CO2比生成CO时放出的热量多
7．氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中，破坏1 mol氢气中的化学键消耗的能量为Q 1 kJ?，破坏1 mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2 kJ，形成1 mol氯化氢气体中的化学键释放的能量为Q3 kJ下列关系中正确的是 （ ）
A．Q1+Q2>Q3 B．Q1+Q2>2Q3 C．Q1+Q28．管道煤气的主要成分是CO、H2和少量甲烷。相应的热化学方程式为：
2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)； △H＝－571.6 kJ·mol-1
2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)； △H＝－566 kJ·mol-1
CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)； △H＝－890.3kJ·mol-1
⑴当使用管道煤气的用户改烧天然气后，应如何调节进气阀门？
⑵当使用管道煤气的用户改烧天然气后，在相同条件下燃烧等体积的燃气，理论上所获得的热值，后者大约是前者的 （ ）
A．0.8倍 B．1.3倍 C．1.6倍 D．3.1倍
9．己知热化学方程式，不仅能表示反应和生成物，而且能反映化学反应过程中的的能量变化。试根据条件，回答下列问题：w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
⑴己知氢气在氧气在燃烧生成水的热化学方程式，完成下列热化学方程式：
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH1 =-571.6 kJ·mol-1；
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH2 =-241.8 kJ·mol-1
①H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH3 = kJ·mol-1
② H2(g)+ O2(g)= H2O(g) ΔH4=-483.6 kJ·mol-1
③2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) ΔH5 = kJ·mol-1
⑵ ΔH1与ΔH4存在差异的原因是：
⑶由⑵可知书写热化学方程式时一定要注意：
10．298K时，合成氨反应的反应热△H＝－92.4 kJ·mol-1。在该温度下，取1mol N2和3mol H2放在一个密闭的容器中，在催化剂存在下进行反应，测得反应放出的热量总是小于92.4kJ
⑴写出该反应的热化学方程式：
⑵在上述条件下反应放出的热量总是小于92.4kJ的原因是： 。
参考答案
1、⑴放、反应物转化为生成物，将化学能转化为热量等形式的能，是向外界释放能量的过程；⑵吸、高温、反应物转化为生成物，将热能转化为化学能，是聚集能量的过程
2~7：A、D、D、B、A 、B
8、⑴ 减小燃料进气量或增大空气进气量 ⑵D
9、⑴①-285.8；②2、1、2；③+571.6 ⑵生成水的状态不同，生成液态水比水蒸气要多放出热量；⑶注明反应物和生成物的状态
10、⑴N2＋3H2=2NH3 △H＝－92.4 kJ·mol-1
⑵该反应是可逆反应，1mol N2和3mol H2并没有完全转化为2mol的NH3，所以测得反应放出的热量总是小于92.4kJ21世纪教育网
5.板书设计
二．燃料燃烧释放的热量
1.燃烧的条件是：
2.燃料充分燃烧的条件是：
3.燃料不充分燃烧会造成的结果是：
4.增大燃料与空气接触面积可采取的措施有：
6.布置作业
四、教学反思
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反应过程
4H + 2O
2H2＋O2
吸收能量
KJ
放出能量
kJ
2H2O
放热 KJ
能量
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