蘇教版必修2 專題二第二單元 化學反應中的熱量 學案.doc

第二單元化學反應中的熱量學習目標核心素養(yǎng)建構(gòu)1.了解化學能與熱能的相互轉(zhuǎn)化。了解吸熱反應、放熱反應等概念。2.知道化學鍵的斷裂和形成是化學反應中能量變化的主要原因，能說出常見的能量轉(zhuǎn)化形式。3.了解熱化學方程式的含義。4.了解能源是人類生存和社會發(fā)展的重要基礎。認識提高燃料的燃燒效率、開發(fā)高能清潔燃料的重要性。知 識 梳 理一、 放熱反應和吸熱反應1反應中化學能與其他能的轉(zhuǎn)化caco3的高溫分解：熱能化學能；植物的光合作用：光能化學能；電解水制h2：電能化學能；物質(zhì)的燃燒：化學能熱能、光能2吸熱反應、放熱反應(1)實驗探究實驗操作實驗現(xiàn)象有關化學方程式及結(jié)論產(chǎn)生大量氣泡，混合液的溫度升高離子方程式：2al6h=2al33h2結(jié)論：反應過程中釋放熱量有刺激性氣味氣體產(chǎn)生，燒杯溫度降低化學方程式：ba(oh)28h2o2nh4cl=bacl22nh310h2o結(jié)論：反應過程中吸收熱量結(jié)論每一個化學反應都伴隨著能量的變化，有的釋放能量，有的吸收能量(2)概念：有熱量放出的化學反應稱為放熱反應，吸收熱量的化學反應稱為吸熱反應。3常見的放熱反應和吸熱反應(1)常見的放熱反應：所有的燃燒反應，劇烈的發(fā)光、發(fā)熱的化學反應；酸堿中和反應；大多數(shù)的化合反應；鋁熱反應；活潑金屬與酸或h2o的反應。(2)常見的吸熱反應：氫氧化鋇與氯化銨晶體的反應；大多數(shù)的分解反應；碳與水蒸氣的反應；以c、h2、co為還原劑的氧化還原反應?！咀灾魉伎肌?根據(jù)下列圖像，分析圖、圖中能量的變化，并說明理由。提示圖中反應物內(nèi)部的總能量大于生成物內(nèi)部的總能量，反應釋放能量；圖中反應物內(nèi)部的總能量小于生成物內(nèi)部的總能量，反應吸收能量。2從化學鍵變化的角度分析在化學反應中為什么會有能量的變化？提示化學反應包含兩個過程：一是要斷開反應物中的化學鍵，這一過程需要吸收能量克服原子間的相互作用；二是要形成生成物中的化學鍵，這一過程會釋放能量，吸收與放出的能量不同，對外表現(xiàn)為能量的變化。化學反應中的能量變化可以用下圖形象地表示出來：若e1e2，反應吸收能量；若e1。(2)完全燃燒相等質(zhì)量的上述物質(zhì)，放出熱量的大小順序為。(3)燃料燃燒放出熱量的大小常用熱值來衡量。燃料的熱值是指在一定條件下單位質(zhì)量的物質(zhì)完全燃燒所放出的熱量，單位是kjg1。(4)我國實施的“西氣東輸”工程中的“氣”是指天然氣，主要成分是甲烷，與煤等燃料相比較其優(yōu)點是熱值高，使用起來更經(jīng)濟，對環(huán)境污染小。2以煤為例，探究提高燃料燃燒效率問題。(1)煤燃燒時，將煤塊粉碎成煤粉的依據(jù)是與空氣中o2的接觸面積增大，煤粉燃燒更充分，反應速率加快。(2)通入適當過量空氣的依據(jù)是空氣充足，煤粉燃燒充分，生成co2，放出熱量多；若空氣不足，煤燃燒不完全，生成co，產(chǎn)生熱量減少，且會造成污染。(3)選擇保溫隔熱且耐熱的爐(灶)膛材料的主要目的是防止熱量散失。(4)充分利用煤燃燒后的廢氣中的熱量可采取的措施是將燃燒后的廢氣通過交換裝置，供其他方面使用?！咀灾魉伎肌?已知：1 mol hh鍵斷裂時吸收熱量為436 kj,1 mol o=o鍵完全斷裂時吸收熱量496 kj,1 mol ho鍵形成時放出熱量463 kj。計算反應2h2(g)o2(g)=2h2o(g)中的能量變化為多少？說明燃料燃燒放出熱量的多少與形成生成物分子的化學鍵放出的總能量與燃燒時斷裂反應物分子的化學鍵吸收的總能量有什么關系？提示斷開2 mol hh鍵和1 mol o=o鍵需要吸收的能量為2436 kj496 kj1 368 kj，生成2 mol h2o(g)放出的量為4463 kj1 852 kj。所以反應2h2(g)o2(g)=2h2o(g)中，放出的能量為1 852 kj1 368 kj484 kj。燃料燃燒放出的熱量形成生成物分子的化學鍵放出的總能量斷裂反應物分子的化學鍵吸收的總能量。7在生產(chǎn)和生活中應根據(jù)什么標準來選擇燃料？ 提示燃料的熱值，燃料的價格，燃料對環(huán)境的影響，燃料的儲量，燃料的開采、運輸。效 果 自 測1判斷(1)化學變化過程中既有物質(zhì)變化又有能量變化。()(2)化學反應中都會伴有能量的變化。()(3)伴有能量變化的過程一定是化學變化。()(4)化學反應中的能量變化全部是以熱量的形式變化的。()(5)只要有化學鍵的斷裂，一定發(fā)生化學反應。()(6)斷裂化學鍵釋放出能量而生成新鍵則吸收能量。()(7)當反應物的總能量大于生成物的總能量時，化學反應吸收能量。()(8)化學反應的過程實際上是一個舊鍵斷裂的過程。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)2下列對熱化學方程式1/2h2(g)1/2i2(g)=hi(g)h26 kjmol1的敘述中，正確的是()a1 mol氫氣和1 mol碘蒸氣完全反應需要吸收26 kj的熱量b1個氫分子和1個碘分子完全反應需要吸收52 kj的熱量c1 mol h2(g)與1 mol i2(g)完全反應生成2 mol的hi氣體需吸收52 kj的熱量d1 mol h2(g)與1 mol i2(g)完全反應放出26 kj的熱量解析熱化學方程式的具體形式是表示一定物質(zhì)的量、一定聚集狀態(tài)的反應物完全反應生成一定聚集狀態(tài)的生成物時的放熱、吸熱情況。只要依據(jù)書寫熱化學方程式的注意事項，對于本題就不難作出判斷。在a、b、d三個選項中均未指明生成物的狀態(tài)；a、d則未將反應的化學計量數(shù)與h正確對應起來；b則無視熱化學方程式中各物質(zhì)前的化學計量數(shù)并不是表示分子個數(shù)的前提；d將反應錯認為是放熱反應。答案c探究一、化學反應中熱量的變化【合作交流】1需要加熱才能發(fā)生的反應一定是吸熱反應嗎？提示不一定。加熱、點燃、高溫等反應條件是反應發(fā)生的引發(fā)條件，一個反應是吸熱還是放熱最終取決于反應物的總能量和生成物的總能量的相對大小，因此，開始需要加熱的反應也可能是放熱反應，吸熱反應在常溫下也有可能發(fā)生。2已知反應：2h2o2=2h2o。已知斷開1 mol hh鍵吸收能量436 kj，斷開1 mol oo鍵吸收能量498 kj，斷開1 mol ho鍵吸收能量465 kj。1 mol h2完全燃燒放出的能量是多少？提示245 kj。【點撥提升】1反應熱(h) 2反應熱與化學鍵能的關系 (1)鍵能： 共價鍵的鍵能是指生成1 mol共價鍵所放出的能量或破壞1 mol共價鍵所消耗的能量。 (2)鍵能與物質(zhì)的穩(wěn)定性： 鍵能越大，共價鍵越牢固，形成的物質(zhì)越穩(wěn)定，則該物質(zhì)本身所具有的能量越低。 (3)利用鍵能計算反應熱：h反應物的鍵能之和生成物的鍵能之和。3放熱反應與吸熱反應的比較 放熱反應吸熱反應 能量變化反應物的總能量大于生成物的總能量反應物的總能量小于生成物的總能量 鍵能變化生成物的總鍵能大于反應物的總鍵能生成物的總鍵能小于反應物的總鍵能 圖示 實例 金屬和水或酸的反應；金屬氧化物和水或酸的反應；可燃物的燃燒反應及緩慢氧化；酸和堿的中和反應；鋁熱反應；大部分化合反應大部分分解反應；以碳、co、h2為還原劑的氧化還原反應；ba(oh)28h2o和nh4cl的反應【典題例證1】已知反應h2cl2=2hcl，破壞1 mol h2中的化學鍵消耗的能量為q1 kj，破壞1 mol cl2中的化學鍵消耗的能量為q2 kj，形成1 mol hcl中的化學鍵釋放的能量為q3 kj。則下列說法中正確的是()a該反應反應物的總能量高于生成物的總能量b該反應的能量關系為q1q20，則為吸熱反應，若h0，體系能量升高；放熱反應h0，b、d 錯。答案c1下列反應屬于放熱反應的是()a氫氧化鋇晶體和氯化銨晶體的反應b能量變化如圖所示的反應c化學鍵斷裂吸收的熱量比化學鍵形成放出的熱量多的反應d燃燒反應和酸堿中和反應解析氫氧化鋇晶體和氯化銨晶體的反應屬于吸熱反應；生成物的總能量比反應物的總能量大的反應為吸熱反應；化學鍵斷裂吸收的熱量比化學鍵形成放出的熱量多的反應為吸熱反應。答案d2下列關于反應能量的說法中正確的是()a化學反應中的能量變化，都表現(xiàn)為熱量的變化b化學鍵的斷裂和形成是化學反應中能量變化的主要原因c已知反應：zn(s)cuso4(aq)=znso4(aq)cu(s)為放熱反應，則反應物總能量e2，故d項錯誤。答案b31 g氫氣燃燒生成液態(tài)水時，放出142.9 kj的熱量，下列表示該反應的熱化學方程式中，正確的是()a2h2(g)o2(g)=2h2o(l)h142.9 kjmol1bh2(g)1/2o2(g)=h2o(l)h285.8 kjmol1c2h2o2=2h2oh571.6 kjmol1d2h2(g)o2(g)=2h2o(l)h571.6 kjmol1解析1 g氫氣燃燒生成液態(tài)水時，放出142.9 kj的熱量，h4q3b2q1q24q3cq1q2q3d2q1q24q3(4)已知1 g h2(g)完全燃燒生成水蒸氣時放出熱量121 kj，且o2(g)中1 mol o=o鍵完全斷裂時吸收熱量496 kj，h2o(g)中1 mol ho鍵形成時放出熱量463 kj，則h2(g)中1 mol hh鍵斷裂時吸收熱量為_ kj。解析(1)化學反應發(fā)生時，首先斷裂反應物中的化學鍵，再形成生成物中的化學鍵，h2(g)和o2(g)與2h(g)和o(g)之間的能量差是h22h(g)和o2(g)o(g)過程中斷開hh鍵和o=o鍵需吸收的能量。故a表示斷裂1 mol hh鍵和0.5 mol o=o鍵所吸收的總能量。同理，b表示形成2 mol ho鍵所放出的總能量，c表示1 m