必修2第二章第一節(jié)第2課時

第一節(jié)化學能與熱能

第2課時01二月2023固始縣第一中學曾關寶復習:1.化學鍵與反應中的能量變化有何關系?2.反應吸放熱與反應中的能量變化有何關系?能量的轉(zhuǎn)化必須遵守：1.能量守恒定律:一種能量可以轉(zhuǎn)化為另一種能量,但總能量保持不變。2.質(zhì)量守恒定律:自然界的物質(zhì)可以發(fā)生轉(zhuǎn)化,但是總質(zhì)量保持不變。

(質(zhì)量與能量是相互聯(lián)系的E=mc2,故又稱質(zhì)能守恒定律)二.化學能與熱能的相互轉(zhuǎn)化

物質(zhì)在發(fā)生化學反應的同時還伴隨著能量的變化,這些能量變化通常又表現(xiàn)為熱量的變化—吸熱或放熱。

大家知道哪些利用化學反應產(chǎn)生熱能的例子嗎?

怎樣設計實驗來了解反應中的熱量變化情況?下面我們一起通過實驗來

認識和感受一下化學能與

熱能的相互轉(zhuǎn)化！[實驗2-1]

鋁片與鹽酸的反應

在一支試管中加入2-3mL6mol/L的鹽酸,再插入用砂紙打磨光的鋁條,觀察現(xiàn)象,并用溫度計測量溶液溫度的變化.現(xiàn)象結(jié)論

鋁與鹽酸反應,放出大量氣泡,溫度升高該反應是放熱反應1.鋁與鹽酸反應的化學方程式:

。2.在反應過程中你將能看到什么現(xiàn)象?3.用眼睛不能直接觀察到反應中的熱量變化,你將采取哪些簡單易行的辦法來了解反應中的熱量變化?4.要明顯感知或測量反應中的熱量變化,實驗中應注意哪些問題?思考與討論:(鋁條和鹽酸的反應)實驗步驟眼睛看到的現(xiàn)象用手觸摸的感覺用溫度計測量的數(shù)據(jù)試管中加入2-3mL6mol/L的鹽酸溶液

向含鹽酸試管中插入用砂紙打磨光的鋁條

結(jié)論

[實驗2-2]

Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反應

將約20gBa(OH)2·8H2O晶體研細后與約10gNH4Cl晶體一起放入燒杯中,并將燒杯放在滴有幾滴水的玻璃片或小木板上,用玻璃棒快速攪拌,聞氣味,用手觸摸燒杯壁下部,試著用手拿起燒杯,觀察現(xiàn)象.現(xiàn)

象結(jié)

論有刺激性氣味,燒杯底部很冷,燒杯下面的玻璃片被凍在一起。反應吸收熱量。

滴水在玻片上有什么作用?為什么要將晶體研細?要有明顯的現(xiàn)象,在實驗中應注意哪些問題?思考與討論:玻璃棒的作用:攪拌,使混合物充分接觸反應物成糊狀的原因:結(jié)冰粘結(jié)

結(jié)論:該反應是吸熱反應

該反應可能放出什么氣體,因此實驗中要注意什么?可以如何改進實驗?思考與討論:Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3+10H2O實驗步驟實驗現(xiàn)象得出結(jié)論晶體混合立即用玻璃棒快速攪拌觸摸燒杯下部用手拿起燒杯放在盛熱水燒杯上一會兒再拿起反應完后移走燒杯上的多孔塑料片觀察反應物有刺激性氣體使?jié)駶櫟氖镌嚰堊兯{有NH3氣生成感覺燒杯變涼反應吸熱(氫氧化鋇晶體和氯化銨晶體的反應)燒玻璃片粘到了燒杯底部反應吸熱溫度降低,使水結(jié)成冰玻璃片脫離上面燒杯底部冰融化混合物成糊狀有水生成思考:酸堿中和反應是吸熱反應還是放熱反應?[實驗2-3]鹽酸溫度(℃)NaOH溶液溫度

(℃)中和反應后溫度(℃)反應后溫度升高室溫室溫結(jié)論:中和反應是放熱反應。討論:其它中和反應也是放熱反應嗎?

相同情況下放出的熱量相等嗎?反應物

及用量酸

HNO350mL1mol/LHCl50mL1mol/LHCl50mL1mol/L堿

NaOH50mL1mol/LNaOH50mL1mol/LKOH50mL1mol/L

混合前溫度室溫室溫室溫混合后溫度t1t2t3

結(jié)

論HNO3與NaOH發(fā)生中和反應時放熱HCl與NaOH發(fā)生中和反應時放熱HCl與KOH發(fā)生中和反應時放熱對實驗進行

歸納和概括強酸與強堿發(fā)生中和反應放出熱量

思考:為什么強酸與強堿發(fā)生反應時都會放出熱量?并且生成水的量相等時放出的熱量也相等?

酸堿中和反應都是放熱反應。酸堿反應的本質(zhì)就是H++OH-=H2O

。當反應中H+和OH-離子的量相等,生成水的量相等,放出的熱量也相等

.分析:

中和熱:酸與堿發(fā)生中和反應生成1molH2O時所釋放的熱量稱為中和熱.

思考與交流(若要準確測定中和熱）你在設計實驗裝置和操作時應該注意哪些問題?(1)保溫隔熱的效果一定要好,盡量減少熱量散失;(2)酸堿的量要準確：n＝C×Va.濃度要越精確越好b.量體積的容器越精確越好，最好用移液管(3)溫度計越精確越好(4)注意控制反應時間,動作要快盡量減少熱量散失.(5)多做幾次,取平均值(6)液面上方的空間盡可能小(7)

…….思考：從能量的角度考慮,你對化學反應有新的認識嗎?1.化學反應的過程,可以看成是能量的“貯存”或“釋放”的過程2.化學反應實質(zhì):化學反應的特點是有新物質(zhì)生成?！靶隆笔侵肝镔|(zhì)組成、物質(zhì)結(jié)構(gòu)、物質(zhì)所具有的能量與原反應物不同。3.化學反應中能量守恒2.化學反應有新物質(zhì)生成,伴有能量變化,常表現(xiàn)為熱量變化(還有光能、電能等)。小結(jié)放熱反應:有熱量放出的化學反應吸熱反應:有熱量吸收的化學反應

1.化學反應的過程,可以看成是能量的“貯存”或“釋放”的過程

3.放熱反應是化學能轉(zhuǎn)化為熱能。吸熱反應是熱能轉(zhuǎn)化為化學能。探索與總結(jié):常見的放熱反應和吸熱反應放熱反應絕大多數(shù)化合反應所有燃燒反應中和反應金屬與酸與水物質(zhì)氧化吸熱反應分解反應一般吸熱反應C+CO2=2COH2+CuOC+H2OBa(OH)2.8H2O+NH4Cl三.化學能的應用1.利用熱量進行生活、生產(chǎn)和科研。2.利用熱能使很多化學反應得以發(fā)生。如：科學視野1.生物體中的能量變化2.人類利用能源的三個階段柴草時期?；剂系氖褂猛苿恿斯I(yè)革命的發(fā)展。多能源結(jié)構(gòu)化學仍是主要角色之一。

生物體中的能量轉(zhuǎn)化

人體內(nèi)發(fā)生的氧化還原反應與體外的燃燒本質(zhì)相同，都是放熱反應。只是二者條件不同（前者在體溫條件和酶的催化作用下發(fā)生的），且前者更加合理有效。科學視野

1.社會發(fā)展與能源利用科學視野

2.人類利用能源的三個階段(1)柴草時期中國古代制陶圖(2)化石能源時期(3)多能源結(jié)構(gòu)時期常見的能源主要有以下十種:太陽能

化石能源

水能

風能

潮汐能

地熱能生物質(zhì)能

核能以及氫能。作業(yè)：P36第345910做在書上3、C、H；CO2、H2O。4、放熱反應的是②③④⑤⑥，吸熱反應的是①。9、當物質(zhì)發(fā)生化學反應時，斷開反應物中的化學鍵要吸收熱量，而形成生成物中的化學鍵要放出熱量。若放出的熱量大于吸收的熱量時，該反應是放熱反應；若吸收的熱量大于放出的熱量時，該反應是吸熱反應，且吸收的熱量由外加熱源（如酒精燈）提供，以滿足斷開反應物化學鍵所需能量的不足。課本習題答案：10.乙同學的觀點正確?！凹訜帷笔欠磻獥l件,有些反應（如燃燒等放熱反應）在開始前也需要外界提供能量,使反應物分子的化學鍵斷裂,只有對其加熱使溫度升高到一定程度,反應才開始進行;隨著反應的進行,其本身放出的熱量能滿足自身需要且有剩余,反應后不再加熱。例: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5mL鹽酸于試管中.試回答下列問題：(1)實驗中觀察到的現(xiàn)象是:.(2)產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是:.(3)寫出有關反應的離子方程式:.(4)由實驗推知,MgCl2溶液和H2的總能量.

(填“大于”“小于”“等于”)鎂片和鹽酸的總能量.【練習】1.下列各圖中,表示正反應是吸熱反應的圖是()。

2.下列物質(zhì)加入水中顯著放熱的是：A.生石灰B.酒精C.固體NaClD.固體NaOH3.下列反應中既屬于氧化還原反應同時又是吸熱反應的是：A.Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應B.鎂與稀鹽酸C.灼熱的炭與CO2D.甲烷與O2反應4.下列反應屬于放熱反應的是:A.NaOH與HCl反應B.C和CO2共熱C.碳酸鈣的分解D.制備水煤氣的反應4.1molBa(OH)2

和1molH2SO4反應放出的熱量為Q,則Q為它們的中和熱錯其中和熱為1/2Q5.在同溫、同壓下，比較下列反應放出熱量Q1、Q2的大小A：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)+Q1

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)+Q2分析：反應物的狀態(tài)，數(shù)量和生成物的數(shù)量都相同，但由于氣態(tài)水轉(zhuǎn)化為液態(tài)要放出一定數(shù)量的熱量∴Q2＞Q1B:S(g)+O2(g)=SO2(g)+Q1S(S)+O2(g)=SO2(g)+Q25.在同溫、同壓下,比較下列反應放出熱量Q1、Q2的大小兩式數(shù)量相同,S由固態(tài)吸收熱量轉(zhuǎn)化為氣態(tài),在氧化燃燒生成SO2。其放出熱量的總和小于由氣態(tài)S直接燃燒所放出的熱量C:C(S)+1/2O2(g)=CO(g)+Q1C(S)+O2(g)=CO2(g)+Q25.在同溫、同壓下,比較下列反應放出熱量Q1、Q2的大小固態(tài)C氧化為CO，釋放出熱量Q1，CO是氣體燃料，和O2反應生成CO2，又釋放熱量Q3，兩次釋放熱量的總和Q1+Q3，等于固態(tài)C氧化為氣態(tài)CO2釋放的熱量Q2，∴Q2＞Q1D:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)+Q11/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g)+Q2狀態(tài)相同，但數(shù)量后式僅是前式的一半，釋放的熱量也應是前式的一半，Q2＜Q16.下列說法正確的是（）A.需要加熱方能發(fā)生的反應一定是吸熱反應B.放熱反應在常溫下一定能進行C.反應是放熱還是吸熱，必須看反應物和生成物所具有的總能量的相對大小D.化學反應釋放的能量一定是熱量C7.已知反應A＋B＝C＋D為放熱反應,對該反應的下列說法中正確的是（）

A.A的能量一定高于CB.B的能量一定高于DC.A和B的總能量一定高于C和D的總能量D.該反應為放熱反應，故不必加熱就一定能發(fā)生C8.下列說法正確的是（）A.需要加熱才能發(fā)生的反應一定是吸熱反應B.任何放熱反應在常溫條件下一定能發(fā)生C.反應物和生成物所具有的總能量決定了反應