化學(xué)能與熱能導(dǎo)學(xué)案

1、 第一節(jié) 化學(xué)能與熱能導(dǎo)學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、從本質(zhì)上理解化學(xué)反應(yīng)中能量的變化，從而建立起科學(xué)的能量變化觀。2、掌握中和反應(yīng)的能量測(cè)定 3、熟練掌握化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化【學(xué)習(xí)重難點(diǎn)】1、化學(xué)反應(yīng)中的能量變化 2、常見的吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng) 3、中和熱及其測(cè)定【教學(xué)內(nèi)容】:第一課時(shí) 化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系一、【基礎(chǔ)知識(shí)導(dǎo)學(xué)】1、【閱讀教材】32頁(yè)2、【思考與交流】化學(xué)反應(yīng)的基本特征是什么？3、【歸納與整理】一、化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系1化學(xué)鍵斷裂與形成角度：（1）、化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是 （2）、斷裂化學(xué)鍵 能量, 形成化學(xué)鍵 能量。_是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因。斷開化學(xué)鍵吸收的總

2、能量_形成化學(xué)鍵釋放出的總能量，反應(yīng)放出能量，為放熱反應(yīng)。即：若E1>E2，化學(xué)反應(yīng)表現(xiàn)為吸熱反應(yīng)。斷開化學(xué)鍵吸收的總能量_形成化學(xué)鍵釋放出的總能量，反應(yīng)吸收能量，為吸熱反應(yīng)。即：若E1<E2，化學(xué)反應(yīng)表現(xiàn)為放熱反應(yīng)。注意：各種物質(zhì)都儲(chǔ)存有化學(xué)能，不同的物質(zhì)因?yàn)榻M成、結(jié)構(gòu)的不同，儲(chǔ)存的化學(xué)能也不同。2物質(zhì)本身能量角度：(1)化學(xué)反應(yīng)是吸收能量還是放出能量取決于 。反應(yīng)物的總能量 生成物的總能量，反應(yīng)_能量，為_反應(yīng)。即：若E>E，化學(xué)反應(yīng)表現(xiàn)為放熱反應(yīng)。反應(yīng)物的總能量 生成物的總能量，反應(yīng)_能量，為_反應(yīng)。即：若E<E，化學(xué)反應(yīng)表現(xiàn)為吸熱反應(yīng)?！咀⒁狻浚何镔|(zhì)具有的能量與

3、其穩(wěn)定性之間的關(guān)系：(1)物質(zhì)具有的能量越低越穩(wěn)定，參加反應(yīng)時(shí)，化學(xué)鍵斷裂吸收的能量就越多，而如果是通過新鍵形成而生成該物質(zhì)，則放出的能量就越多。(2)物質(zhì)具有的能量高，則其不穩(wěn)定，參加反應(yīng)時(shí)斷鍵所需能量低，該物質(zhì)性質(zhì)活潑，而形成該物質(zhì)時(shí)，放出的能量較少。二、【典型例題透析】例1已知反應(yīng)A2B2=2AB，破壞1 mol A2中的化學(xué)鍵消耗的能量為Q1 kJ，破壞1 mol B2中的化學(xué)鍵消耗的能量為Q2 kJ，形成1 mol AB中的化學(xué)鍵釋放的能量為Q3 kJ，則下列說法正確的是()A若A2和B2的總能量之和大于生成的AB的總能量，則反應(yīng)放熱B若A2和B2的總能量之和小于生成的AB的總能量，

4、則反應(yīng)放熱C若該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則Q1Q2<Q3 D若該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，則Q1Q2>2Q3解析若反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，則反應(yīng)放熱，反之，反應(yīng)吸熱，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；若破壞反應(yīng)物化學(xué)鍵消耗的能量小于形成生成物的化學(xué)鍵釋放的能量，則反應(yīng)放熱，反之反應(yīng)吸熱，故D項(xiàng)正確。 答案AD總結(jié)：一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是吸收能量還是放出能量取決于E（生成物）-E（反應(yīng)物）。其中E（生成物）：表示生成物具有的總能量；E（反應(yīng)物）：表示反應(yīng)物具有的總能量。當(dāng)E（生成物）-E（反應(yīng)物）>0時(shí)，差值為吸收的能量；當(dāng)E（生成物）-E（反應(yīng)物）<0時(shí)，差值為放出的能量。例2 (09·上

5、?；瘜W(xué)，5)下列對(duì)化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識(shí)錯(cuò)誤的是()A會(huì)引起化學(xué)鍵的變化 B會(huì)產(chǎn)生新的物質(zhì)C必然引起物質(zhì)狀態(tài)的變化 D必然伴隨著能量的變化解析化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是舊鍵斷裂、新鍵形成，A正確；化學(xué)反應(yīng)過程中舊物質(zhì)消失，同時(shí)有新物質(zhì)生成，B正確；從能量角度看，要么吸熱，要么放熱，一定伴隨能量變化，D正確；化學(xué)反應(yīng)不一定有物質(zhì)狀態(tài)的變化，C錯(cuò)誤。 答案C三、【基礎(chǔ)過關(guān)訓(xùn)練】1、如下圖，表示正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)的是()2、研究物質(zhì)變化時(shí)，人們可以從不同的角度、不同的層面來認(rèn)識(shí)物質(zhì)變化時(shí)所引起的化學(xué)鍵及能量變化。據(jù)此判斷以下敘述中錯(cuò)誤的是()A金屬鈉與氯氣反應(yīng)生成氯化鈉后，其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性增強(qiáng)，體系的能量降低B物質(zhì)燃燒可

6、看作是儲(chǔ)存在物質(zhì)內(nèi)部的能量(化學(xué)能)轉(zhuǎn)化為熱能釋放出來C氮?dú)夥肿觾?nèi)部存在著很強(qiáng)的化學(xué)鍵，故通常情況下氮?dú)獾幕瘜W(xué)性質(zhì)很活潑D需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)不一定是吸收能量的反應(yīng)3、對(duì)放熱反應(yīng)：AB=CD，以下說法一定正確的是(EA、EB、EC、ED分別表示物質(zhì)A、B、C、D所具有的能量)()AEA>EB BEA>EBEC CEAEB>ECED DEAEB<ECED第二課時(shí) 化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化一、【基礎(chǔ)知識(shí)導(dǎo)學(xué)】1、【閱讀教材】33頁(yè)：關(guān)注實(shí)驗(yàn)2-1和2-2實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)：這個(gè)實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是在短時(shí)間內(nèi)反應(yīng)充分進(jìn)行，使體系溫度快速降低，將玻璃片上的水凝固。實(shí)驗(yàn)中要注意兩點(diǎn)：（1）將B

7、a(OH)2·8H2O晶體研磨成粉末，以便與NH4Cl晶體充分接觸；（2）由于該反應(yīng)屬于固相反應(yīng)，一定要在晶體混合后立即用玻璃棒快速攪拌混合物，以使它們很快起反應(yīng)；（3）反應(yīng)放出有刺激性氣味的氨氣，會(huì)造成學(xué)習(xí)環(huán)境的污染，所以要注意對(duì)氨氣的吸收。（列表整理實(shí)驗(yàn)事實(shí)和結(jié)論）實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論將晶體混合后立即用玻璃棒快速攪拌混合物有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，該氣體能使?jié)駶?rùn)的紫色石蕊試紙變藍(lán)有NH3氣生成用手觸摸燒杯下部感覺燒杯變涼反應(yīng)吸熱用手拿起燒杯燒杯下面的帶有幾滴水的玻璃片（或小木板）粘到了燒杯底部反應(yīng)吸收熱量使體系溫度降低，使水結(jié)成冰將粘有玻璃片的燒杯放在盛有熱水的燒杯上一會(huì)兒再拿

8、起玻璃片脫離上面燒杯底部冰融化反應(yīng)完后移走燒杯上的多孔塑料片，觀察反應(yīng)物混合物成糊狀有水生成2、【思考與交流】用眼睛不能直接觀察到反應(yīng)中的熱量變化，采取哪些簡(jiǎn)單易行的辦法來了解反應(yīng)中的熱量變化？3、【歸納與整理】二、化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化常見的吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)1吸熱反應(yīng)(1)大多數(shù)的分解反應(yīng)、分子分解成原子，如NH4ClHClNH3；(2)一些晶體的反應(yīng)，如Ba(OH)2·8H2O2NH4Cl=BaCl22NH3·H2O8H2O；(3)CCO22CO；(4)以C、H2、CO為還原劑的氧化還原反應(yīng)，如C2CuO2CuCO2， CH2OCOH2。2放熱反應(yīng)(1)一切燃燒反應(yīng)；

9、(2)活潑金屬與酸或水的反應(yīng)；(3)酸堿中和反應(yīng)；(4)大多數(shù)化合反應(yīng)(但有些化合反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，如N2O22NO等)、原子合成分子；(5)物質(zhì)的緩慢氧化?！咀⒁狻浚阂粋€(gè)化學(xué)反應(yīng)是吸熱還是放熱，只與反應(yīng)物總能量和生成物總能量的相對(duì)大小有關(guān)，而與反應(yīng)開始前是否需要加熱無關(guān)，放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)在一定的條件下都能發(fā)生。吸熱反應(yīng)也可能不需加熱，而放熱反應(yīng)也可能需在高溫條件下才能進(jìn)行，即反應(yīng)開始時(shí)需加熱的反應(yīng)可能是吸熱反應(yīng)，也可能是放熱反應(yīng)。二、【典型例題透析】例1下列變化中屬于吸熱反應(yīng)的是()液態(tài)水汽化將膽礬加熱變?yōu)榘咨勰饬蛩嵯♂屄人徕浄纸庵蒲鯕馍腋磻?yīng)生成熟石灰A B C D解析是放熱反應(yīng)

10、，是吸熱反應(yīng)，液態(tài)水汽化、濃硫酸稀釋都不是化學(xué)反應(yīng)。答案D例2對(duì)下列化學(xué)反應(yīng)的熱現(xiàn)象的說法不正確的是()放熱反應(yīng)發(fā)生時(shí)不必加熱化學(xué)反應(yīng)過程中一定有能量變化吸熱反應(yīng)需要加熱后才能發(fā)生，放熱反應(yīng)不加熱就會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)吸收或放出熱量的多少與參加反應(yīng)的物質(zhì)的多少有關(guān)A B C D解析本題主要考查對(duì)化學(xué)反應(yīng)中能量變化知識(shí)的理解。有很多放熱反應(yīng)也需要加熱，如燃燒反應(yīng)大多需要點(diǎn)燃，不能從是否需要加熱的角度來判斷吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)。不同的物質(zhì)所具有的能量不同，只要物質(zhì)發(fā)生變化，能量就會(huì)變化，能量變化的多少與參加反應(yīng)的物質(zhì)多少成正比例。答案C三、【基礎(chǔ)過關(guān)訓(xùn)練】1把下列物質(zhì)分別加入裝有水的錐形瓶里立即塞緊U形管

11、的塞子，已知U形管內(nèi)預(yù)先裝有少量水(為使水容易觀察，預(yù)先染成紅色)。如圖所示，結(jié)果U型管右邊液面升高，則加入的物質(zhì)可能是()NaOH固體濃H2SO4NH4NO3晶體Na2O2生石灰A B C D2、下列反應(yīng)既屬于氧化還原反應(yīng)，又屬于吸熱反應(yīng)的是()A鋅粒與稀硫酸的反應(yīng) B灼熱的木碳與CO2反應(yīng)C甲烷在氧氣中的燃燒反應(yīng) DBa(OH)2·H2O晶體與NH4Cl晶體的反應(yīng)3、炎熱的夏季里，能喝上一口冰鎮(zhèn)飲料是非常愜意的事情。目前，一種人稱“搖搖冰”的即冷即用飲料開始上市。所謂“搖搖冰”，是指吸食前將飲料隔離層中的制冷物質(zhì)和水混合搖動(dòng)能使罐中飲料冷卻。若該制冷物質(zhì)可以在下列物質(zhì)中選擇，它應(yīng)

12、該是()A氯化鈉 B固體硝酸銨 C生石灰 D固體氫氧化鈉第三課時(shí) 中和熱及其測(cè)定一、【基礎(chǔ)知識(shí)導(dǎo)學(xué)】1、【閱讀教材】34頁(yè)：實(shí)驗(yàn)2-32、【思考與交流】如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)定中和熱？應(yīng)該注意些什幺問題？3、【歸納與整理】三、中和熱及其測(cè)定1中和熱(1)概念：強(qiáng)酸與強(qiáng)堿稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol H2O時(shí)所釋放的熱量稱為中和熱。(2)中和熱的特點(diǎn)：中和熱只適用于中和反應(yīng)時(shí)熱效應(yīng)判別，且數(shù)值為生成1 mol 水時(shí)所釋放的熱量。注意以下特點(diǎn)：中和反應(yīng)都放出熱量。稀溶液中，強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的中和熱為定值：57.3 kJ/mol。弱酸與弱堿中和熱偏低，因?yàn)槿跛峄蛉鯄A電離過程會(huì)吸熱。2中和熱測(cè)定裝置圖：3、實(shí)驗(yàn)

13、設(shè)計(jì)及操作：(1)制簡(jiǎn)易的量熱計(jì)，如上圖：(2)往小燒杯中加注試劑用一個(gè)量筒量取50 mL 0.50 mol/L鹽酸，倒入小燒杯中，并用溫度計(jì)測(cè)量鹽酸的溫度，記入下表。然后把溫度計(jì)上的酸用水沖洗干凈。用另一個(gè)量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液，并用溫度計(jì)測(cè)量NaOH溶液的溫度，記入下表。把套有蓋板的溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒伸入小燒杯的鹽酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小燒杯(注意不要灑到外面)，蓋好蓋板。用環(huán)形玻璃攪拌棒輕輕攪動(dòng)溶液，并準(zhǔn)確讀取混合溶液的最高溫度，記為終止溫度，記入表中。(3)重復(fù)實(shí)驗(yàn)三次，取測(cè)量所得數(shù)據(jù)的平均值作為計(jì)算依據(jù)。溫度起始溫度t1/終止溫度t

14、2/溫度差(t2t1)/HClNaOH平均值123根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算中和熱。 提示:：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置和操作應(yīng)注意的問題：(1)所用裝置應(yīng)盡可能做到保溫、隔熱，避免熱量散發(fā)到反應(yīng)體系之外；具體做法是：使用保溫杯或用塑料泡沫或碎紙片填充在大小燒杯之間。(2)所用試劑的濃度配制要準(zhǔn)確，且濃度不宜過大，用經(jīng)過標(biāo)定的鹽酸和氫氧化鈉溶液；量液器最好使用移液管。(3)使用的酸或堿必須有一種試劑過量，以確保反應(yīng)完全。攪拌使反應(yīng)充分進(jìn)行；及時(shí)散熱，使混合液溫度均衡。(4)實(shí)驗(yàn)操作要迅速，以盡量減少熱量的損失。(5)做平行實(shí)驗(yàn)取平均值，反應(yīng)物的濃度和體積取定值，盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差。(6)溫度計(jì)要讀準(zhǔn)確， 溫度計(jì)的精確度

15、高。最好使用精度為0.1 或更高的溫度計(jì)；二、【典型例題透析】例題1 已知化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)用H表示，其值為負(fù)，表示該反應(yīng)為放熱反應(yīng)；其值為正，表示該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。如強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)的熱效應(yīng)：H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57. 3 kJ/mol，含義為：強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的稀溶液發(fā)生中和反應(yīng)，每生成1 mol H2O時(shí)放出57.3 kJ的熱量。分別向1 L 0.5 mol/L的NaOH溶液中加入：稀醋酸濃硫酸稀硝酸，恰好完全反應(yīng)時(shí)的熱效應(yīng)分別為H1、H2、H3，它們的關(guān)系正確的是()AH1>H2>H3 BH2>H3>H1 CH1H2H3 DH1>H

16、3>H2答案D解析醋酸與NaOH中和時(shí)，由于醋酸電離產(chǎn)生H會(huì)吸收熱量，使中和反應(yīng)放出熱量減少，故H1>H；濃H2SO4與NaOH中和，濃H2SO4稀釋會(huì)放熱，使體系放出的熱量更多，H2<H；稀硝酸與NaOH溶液反應(yīng)時(shí)，沒有其他熱效應(yīng)，H3H。三、【基礎(chǔ)過關(guān)訓(xùn)練】1、下列說法不正確的是 （ ） A 化學(xué)反應(yīng)除了生成新物質(zhì)外，還伴隨著能量的變化 B 物質(zhì)燃燒和中和反應(yīng)均放出熱量 C 分解反應(yīng)肯定是吸熱反應(yīng) D 化學(xué)反應(yīng)是吸熱還是放熱決定于生成物具有的總能量和反應(yīng)物具有的總能量 2、已知金剛石在一定條件下轉(zhuǎn)化為石墨是放熱的。據(jù)此，以下判斷或說法正確的是（ ） A 需要加熱方能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng) B 放熱反應(yīng)在常溫下一定很容易發(fā)生 C 反應(yīng)是放熱還是吸熱，必須看反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對(duì)大小 D吸熱反