人教版必修2第二章第一節(jié)化學(xué)能與熱能

1、第二章 化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié) 化學(xué)能與熱能 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1了解化學(xué)反應(yīng)中化學(xué)鍵的變化與能量變化的關(guān)系。2了解吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的概念及與反應(yīng)物、生成物總能量的關(guān)系。3. 通過生產(chǎn)、生活中的實(shí)例了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化。 課 前 自 主 學(xué) 習(xí) 【自主預(yù)習(xí)】一、化學(xué)鍵和化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系閱讀教材P32頁內(nèi)容，解決如下問題。1斷開化學(xué)鍵吸收能量1molH2中含有 HH鍵，常溫常壓下使1molH2變?yōu)?molH原子斷開了 HH鍵，需要 436KJ的熱量。2形成化學(xué)鍵放出能量由2molH原子生成1molH2，有 HH鍵生成，生成過程中向外界 436KJ的熱量。小結(jié)：形成1molHH鍵釋放的能量

2、與斷開1molHH鍵吸收的能量 。3化學(xué)變化中能量變化的主要原因微觀方面化學(xué)鍵的 和 是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因?；瘜W(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是分子的 和原子的 ，用化學(xué)鍵理論可表述為舊化學(xué)鍵的 和新化學(xué)鍵的 。4反應(yīng)能量變化的判定宏觀方面 （教材P33頁圖）各種物質(zhì)都儲存有 能。反應(yīng)物的總能量>生成物的總能量，反應(yīng) 能量。反應(yīng)物的總能量<生成物的總能量，反應(yīng) 能量。5兩條基本的自然定律質(zhì)量守恒定律： 。能量守恒定律： 。6放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，通常主要表現(xiàn)為 的變化 或者 。放熱反應(yīng)： 的化學(xué)反應(yīng)。吸熱反應(yīng)： 的化學(xué)反應(yīng)。已知該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則拆開化學(xué)鍵需要的總能量（E

3、拆）、形成化學(xué)鍵的總能量（E成）與放出的能量（E）之間的關(guān)系： ?！举Y料收集】：常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng) 放熱反應(yīng)：_ _ _ _ _吸熱反應(yīng)：_ _ _ _【科學(xué)視野1】生物體中的能量轉(zhuǎn)化生物反應(yīng)物變化過程生成物能量轉(zhuǎn)化過程植物H2O+CO2糖類(淀粉等) 能 能動物食用糖類H2O+CO2 能 能【科學(xué)視野2】社會發(fā)展與能源利用不同社會發(fā)展水平時期的人均耗能量不同?！究茖W(xué)視野3】人類利用能源的三個階段 能源時期 能源時期_時期【預(yù)習(xí)檢測】1當(dāng)兩個原子形成化學(xué)鍵時，原子的能量將 ( )A升高 B降低 C保持不變 D一個升高一個降低2已知反應(yīng)物的總能量高于產(chǎn)物的總能量，則反應(yīng)是 （ ） A放熱反

4、應(yīng) B.吸熱反應(yīng) C.有催化劑作用 D.無法判斷3已知反應(yīng)ABCD為放熱反應(yīng)，對該反應(yīng)的下列說法中正確的是( ) A A的能量一定高于C BB的能量一定高于D C A和B的總能量一定高于C和D的總能量 D 該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故不必加熱就一定能發(fā)生4下面是有關(guān)化學(xué)能和熱能的敘述，其中正確的是 （ ） A化學(xué)反應(yīng)中不一定伴隨著能量的變化 B只要有能量變化的過程一定是化學(xué)反應(yīng) C只要是加熱才能發(fā)生的反應(yīng)就一定是吸熱反應(yīng)D燃燒反應(yīng)都可以看成物質(zhì)內(nèi)部的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿姆艧岱磻?yīng)5有關(guān)下列能量轉(zhuǎn)化的認(rèn)識不正確的是( )。 A植物的光合作用使得太陽能轉(zhuǎn)化為了化學(xué)能 B人類使用照明設(shè)備是將電能轉(zhuǎn)化為了光能 C

5、生物體內(nèi)的化學(xué)變化過程在能量轉(zhuǎn)化上比在體外發(fā)生的一些能量轉(zhuǎn)化更為合理、有效D燃料燃燒時只是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為了熱能【問題存疑】課 堂 合 作 探 究 【合作探究】探究活動一、探究化學(xué)反應(yīng)過程中的能量變化二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)1鋁和鹽酸的反應(yīng) ：向一支試管中加入 23mL 6mol/L 的鹽酸，插入用砂紙打磨光的鋁條，觀察現(xiàn)象，并用溫度計(jì)測量溶液溫度的變化。實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象手觸摸溫度計(jì)測加入鹽酸插入鋁片溫度計(jì)的液柱   ，由   到   結(jié)論結(jié)論：1. 大多數(shù)置換反應(yīng)是      反應(yīng)； 2.&#

6、160;      能轉(zhuǎn)化為      釋放出來。實(shí)驗(yàn)2Ba(OH)28H2O 晶體與NH4Cl反應(yīng)：將約 20g Ba(OH)28H2O 晶體研細(xì)后與10g NH4Cl 晶體在燒杯中混合，并將燒杯放在滴有幾滴水的玻璃片上，立即用玻璃棒快速攪拌混合物，聞氣味，用手觸摸杯壁下部，試著用手拿起燒杯，觀察現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論1.將晶體混合后立即用玻璃棒快速攪拌混合物2.用手觸摸燒杯下部3.用手拿起燒杯4.將粘有玻璃片的燒杯放在盛有熱水的燒杯上一會兒再拿起5.反應(yīng)完后，觀察反應(yīng)物結(jié) 論 能轉(zhuǎn)化為 能儲存起來用化學(xué)

7、方程式表示上述反應(yīng)：_實(shí)驗(yàn)3：鹽酸與NaOH溶液反應(yīng)在 50mL燒杯中加入 20mL 2mol/L 的鹽酸，測其溫度，另用量筒量取 20mL 2mol/L 的NaOH溶液，測其溫度。并緩緩傾入燒杯中，邊加邊用玻璃棒攪拌，觀察反應(yīng)中溶液溫度的變化過程，并做好記錄。鹽酸溫度NaOH溶液溫度反應(yīng)后溶液溫度結(jié)論：溶液溫度 _反應(yīng)實(shí)質(zhì)：_。中和反應(yīng)是_ 反應(yīng)； _能轉(zhuǎn)化為 _ 能釋放出來。討論交流：【討論交流1】物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的同時還伴隨著能量的變化，而這些能量變化通常又表現(xiàn)為熱能變化。為什么有的化學(xué)反應(yīng)吸熱，而有的化學(xué)反應(yīng)放熱？ 【討論交流2】化學(xué)反應(yīng)中的能量從哪里來？ 【討論交流3】H2和Cl2反

8、應(yīng)生成HCl是放熱反應(yīng)，比較反應(yīng)物H2和Cl2的總能量（E反）與生成物HCl的總能量（E生）大小關(guān)系： 【討論交流4】為什么許多放熱反應(yīng)一開始要加熱才能進(jìn)行呢？ 學(xué)以致用:1.物質(zhì)之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時，一定發(fā)生變化的是（ ）A.顏色 （若不正確，請舉反例： ）B.狀態(tài) （若不正確，請舉反例： ）C.化學(xué)鍵 （若不正確，請舉反例： ）D.原子核 （若不正確，請舉反例： ）2.下列說法不正確的（ ）A.需要加熱才能進(jìn)行的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng) B.化學(xué)反應(yīng)開始時都需要吸收能量C.E（拆鍵）< E（成鍵），則反應(yīng)放熱 D.可逆反應(yīng)若正向放熱，則逆向一定吸熱3.資料：拆開1molH2吸熱436kJ，拆

9、開1molCl2吸熱243kJ，形成1molHCl放熱431kJ。請你算一算“氫氣和氯氣反應(yīng)生成氯化氫”的反應(yīng)是吸熱過程還是放熱過程。簡單說說你的依據(jù)。歸納整理：1物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的同時還伴隨著 的變化,而這種 變化又通常表現(xiàn)為 變化。2 是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因。3一個確定的化學(xué)反應(yīng)在發(fā)生過程中是吸收能量還是放出能量，取決于 的總能量與 的總能量的相對大小。4化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化遵循 原則。5化學(xué)反應(yīng)中能量的計(jì)算及其利用前景隨 堂 達(dá) 標(biāo) 訓(xùn) 練 1下列反應(yīng)既屬于氧化還原反應(yīng)，又是吸熱反應(yīng)的是 ( )A.鋅粒與稀硫酸的反應(yīng) B.灼熱的木炭與CO2反應(yīng)C.甲烷在氧氣中的燃燒反應(yīng) D.Ba(

10、OH)2·8H2O晶體與NH4Cl晶體的反應(yīng)2據(jù)報道，某國一集團(tuán)擬在太空建造巨大的集光裝置，把太陽光變成激光用于分解海水制氫：2H2O2H2O2。下列說法正確的是()A水的分解反應(yīng)是放熱反應(yīng) B氫氣是一次能源C使用氫氣作燃料將會增加溫室效應(yīng) D在這一反應(yīng)中，光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 3下列物質(zhì)加入水中顯著放熱的化學(xué)反應(yīng)是( )A.固體氫氧化鈉 B.生石灰 C.無水乙醇 D.固體硝酸銨4右圖是兩個反應(yīng)反應(yīng)前后反應(yīng)物總能量和生成物總能量的比較圖，對于A、B兩個反應(yīng)的說法正確的是( )A. A反應(yīng)是放熱反應(yīng)，B反應(yīng)也是放熱反應(yīng)B. A反應(yīng)是放熱反應(yīng)，B反應(yīng)是吸熱反應(yīng)C. A反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，B反應(yīng)也

11、是吸熱反應(yīng)D. A反應(yīng)不需要加熱，B反應(yīng)必須加熱5航天飛機(jī)用鋁粉與高氯酸銨（NH4ClO4）的混合物為固體燃料，點(diǎn)燃時鋁粉氧化放熱引發(fā)氯酸銨反應(yīng)，其化學(xué)方程式可表示為： 2NH4ClO4 = N2+ 4H2O+ Cl2+ 2O2+ Q（該反應(yīng)為放熱反應(yīng)）下列對此反應(yīng)的敘述中錯誤的是（ ）A上述反應(yīng)屬于分解反應(yīng)B上述反應(yīng)瞬間產(chǎn)生大量高溫氣體推動航天飛機(jī)飛行C反應(yīng)從能量變化上說，主要是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎蛣幽蹹在反應(yīng)中高氯酸銨只起氧化劑作用6有關(guān)能源的下列說法不正確的是（ ）A.煤、石油、天然氣均為化石能源 B.化石能源是非再生能源C.氫能是再生能源 D.氫能、核能均是無污染的高效能源7下列有關(guān)光合

12、作用的說法不正確的是（ ）A.將無機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)物 B.反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量C.將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 D.是自然界中碳元素循環(huán)的重要途徑8下列選項(xiàng)能說明乙醇作為燃燒的優(yōu)點(diǎn)的是（ ）燃燒時發(fā)生氧化還原反應(yīng) 充分燃燒時的產(chǎn)物不污染環(huán)境 乙醇是一種再生能源 燃燒時放出大量的熱A. B. C. D.9如右圖所示，把試管放入盛有25 時飽和石灰水的燒杯中，試管中開始放入幾小塊鎂片，再用滴管滴入5 mL鹽酸于試管中。試完成下列問題：(1)實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象是_。(2)產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是_。(3)寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式：_。(4)由實(shí)驗(yàn)推知，MgCl2溶液和H2的總能量_ (填“大于”“小于

13、”或“等于”)鎂片和鹽酸的總能量。10能源是人類生存和發(fā)展的重要支撐因素。常規(guī)能源（煤、石油、天然氣等）日益減少，促進(jìn)人們?nèi)パ芯磕茉吹睦寐屎托履茉矗ㄈ缣柲?、氫能、核能等）的開發(fā)。（1）我國目前最主要的能源品種是_，能源利用中存在的主要問題有_。（2）為減少污染，提高燃料利用率，下列措施可以達(dá)到目的的是_。將城市居民燃煤改為使用氣體燃料 若將原來燒天然氣的灶具改燒石油液化氣，應(yīng)增大空氣進(jìn)入量和減少液化氣的進(jìn)入量 研制燃料電池 在農(nóng)村大力發(fā)展沼氣（3）某些科學(xué)家對以下3個化學(xué)反應(yīng)很感興趣：3FeCl2+4H2OFe3O4+6HCl+H22Fe3O4+3Cl2+12HCl=6FeCl3+6H2O

14、+O26FeCl36FeCl2+3Cl2科學(xué)家想利用上述反應(yīng)來制取的一種很有意義的物質(zhì)是_，該物質(zhì)作為燃料的優(yōu)點(diǎn)有_、_、_。 學(xué)習(xí)感悟化學(xué)能與熱能知 能 拓 展 提 升 11 / 11【達(dá)標(biāo)檢測】1.下列反應(yīng)中生成物總能量高于反應(yīng)物總能量的是（ ）A.碳酸鈣受熱分解 B.乙醇燃燒C.鋁粉與氧化鐵粉末反應(yīng) D.氧化鈣溶于水2.已知25 、101 kPa下，含1 mol碳原子的石墨完全燃燒生成CO2放出熱量393.51 kJ；含1 mol碳原子的金剛石完全燃燒生成CO2放出395.41 kJ的熱量。據(jù)此判斷，下列說法正確的是（ ）A.由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng)；等質(zhì)量時，石墨的能量比金剛石的低B

15、.由石墨制備金剛石是吸熱反應(yīng)；等質(zhì)量時，石墨的能量比金剛石的高C.由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng)；等質(zhì)量時，石墨的能量比金剛石的低D.由石墨制備金剛石是放熱反應(yīng)；等質(zhì)量時，石墨的能量比金剛石的高3.從光合作用的反應(yīng)原理6CO2 + 6H2OC6H12O6+6O2可知碳是農(nóng)作物生長的必需元素之一。關(guān)于用二氧化碳生產(chǎn)肥料的評價正確的是A緩解地球溫室效應(yīng)，抑制農(nóng)作物營養(yǎng)平衡B加劇地球溫室效應(yīng)，促進(jìn)農(nóng)作物營養(yǎng)平衡C緩解地球溫室效應(yīng)，促進(jìn)農(nóng)作物營養(yǎng)平衡D加劇地球溫室效應(yīng)，抑制農(nóng)作物營養(yǎng)平衡4下列對化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識錯誤的是A會引起化學(xué)鍵的變化 B會產(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5氫

16、氣是一種高效而沒有污染的二級能源，它可以由自然界中大量存在的水來制?。?H2O(l)2H2(g)O2(g)，該反應(yīng)要吸收大量的熱。關(guān)于用水制取二級能源氫氣，以下研究方向正確的是()構(gòu)成水的氫和氧都是可以燃燒的物質(zhì)，因此可研究在水不分解的情況下，使氫氣成為二級能源； 設(shè)法將太陽光聚焦，產(chǎn)生高溫，使水分解產(chǎn)生氫氣； 尋找高效催化劑，使水分解產(chǎn)生氫氣，同時釋放能量； 尋找特殊催化劑，用于開發(fā)廉價能源，以分解水制取氫氣。 A B C D7 6.化學(xué)反應(yīng)中的能量變化通常表現(xiàn)為熱量的變化，下列圖示能表示Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應(yīng)過程中能量變化的是()87.下列變化過程，屬于放熱過

17、程的是()液態(tài)水變成水蒸氣酸堿中和反應(yīng)濃H2SO4稀釋固體氫氧化鈉溶于水H2在Cl2中燃燒由氯酸鉀制O2NH4Cl晶體與Ba(OH)2·8H2O混合攪拌A B C D8.綠色能源是指使用過程中不排放或排放極少污染物的能源，如一級能源中的水能、地?zé)?、天然氣等；二級能源中電能、氫能等。下列能源屬于綠色能源的是（ ） 太陽能 風(fēng)能 石油 煤 潮汐能 木材A B C D化學(xué)能與熱能答案【自主預(yù)習(xí)】答案1 1mol 1 mol 吸收2 1mol 放出 相等3 斷裂 形成 破裂 重新組合 斷裂 形成4 化學(xué)放出吸收5在化學(xué)反應(yīng)中，參加反應(yīng)前各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成各物質(zhì)的質(zhì)量總和。這個規(guī)律

18、就叫做質(zhì)量守恒定律。一種形式的能量可以轉(zhuǎn)化為另一種形式的能量，轉(zhuǎn)化的途徑和能量形式可以不同，但是體系包含的總能量不變，亦即總能量也是守恒的，這就是能量守恒定律。6熱量 吸熱 放熱 放出熱量 吸收熱量E= E成- E拆活潑金屬置換水或酸中氫的反應(yīng)酸堿中和反應(yīng)含碳燃料燃燒的反應(yīng)易爆物質(zhì)的爆炸反應(yīng) 多數(shù)的化合反應(yīng)幾個常見的吸熱反應(yīng) 2NH4Cl+Ba(OH)2·8H2O=BaCl2+2NH3+10H2O C+H2O(g)=CO+H2 多數(shù)的分解反應(yīng)，如： CaCO3=CaO+CO2 CuSO4·5H2O=CuSO4+5H2O 一些物質(zhì)的溶解，如硝酸銨溶解等。高溫下碳還原金屬氧化物其它如電離反應(yīng)，鹽類的水解【科學(xué)視野1】光合作用 光 化學(xué)化學(xué)反應(yīng) 化學(xué) 熱【科學(xué)視野3】柴草 化石能源 多能源結(jié)構(gòu)【預(yù)習(xí)檢測】1B 2A 3C 4D 5D【合作探究】實(shí)驗(yàn)1鋁和鹽酸的反應(yīng)結(jié)論：1. 放熱 2化學(xué) 熱實(shí)驗(yàn)2Ba(OH)28H2O 晶體與NH4Cl反應(yīng)：結(jié)論 熱 化學(xué)2NH4Cl+Ba(OH)2·8H2O=BaCl2+2NH3+10H2O實(shí)驗(yàn)3：鹽酸與NaOH溶液反應(yīng)結(jié)論 升高H+OH-=H2O 放熱化學(xué) 熱討論交流1 從宏觀一個化學(xué)反應(yīng)是吸熱還是放熱與反應(yīng)物總能量和生成物總能量的相對大小有關(guān)。從微觀一個化學(xué)