新教材高中化第6章化反應(yīng)與能量第節(jié)基次時7化反應(yīng)與熱能案新人教版必修第二冊

PAGE8-化學(xué)反應(yīng)與熱能學(xué)習(xí)任務(wù)1．通過實(shí)驗(yàn)，了解化學(xué)反應(yīng)的能量變化和化學(xué)反應(yīng)分為放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)，培養(yǎng)“科學(xué)探究與宏觀辨識”的核心素養(yǎng)。2．從微觀與宏觀角度理解化學(xué)反應(yīng)過程中能量變化的原因，培養(yǎng)“微觀探析與模型認(rèn)知”的核心素養(yǎng)。3．了解人類對能源的利用和提高燃料燃燒效率、開發(fā)新能源的意義，培養(yǎng)“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”的核心素養(yǎng)。知識點(diǎn)一放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)1．實(shí)驗(yàn)探究(1)向Mg與稀鹽酸反應(yīng)的溶液中插入溫度計(jì)，溫度計(jì)顯示的溫度升高，說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。(2)將20gBa(OH)2·8H2O晶體研細(xì)后與10gNH4Cl晶體混合放入燒杯中，并將燒杯放在滴有幾滴水的木片上。用玻璃棒快速攪拌，聞到氣味后迅速用玻璃片蓋上燒杯，用手觸摸杯壁下部感覺冰涼，燒杯與木片間有結(jié)冰現(xiàn)象，說明該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。2．放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)(1)放熱反應(yīng)：釋放熱量的化學(xué)反應(yīng)，如活潑金屬與酸的反應(yīng)，燃燒反應(yīng)，中和反應(yīng)等。(2)吸熱反應(yīng)：吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)，如氫氧化鋇與氯化銨的反應(yīng)，鹽酸與碳酸氫鈉的反應(yīng)，灼熱的炭與二氧化碳的反應(yīng)等。判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。(1)化學(xué)反應(yīng)是放熱還是吸熱與反應(yīng)條件有關(guān)。 (×)(2)所有的燃燒反應(yīng)均為放熱反應(yīng)。 (√)(3)常溫下，鹽酸加入NaHCO3溶液中發(fā)生反應(yīng)生成CO2，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。 (×)知識點(diǎn)二化學(xué)反應(yīng)過程中能量變化的原因1．從化學(xué)鍵的斷裂與形成分析2．從物質(zhì)具有的能量分析物質(zhì)具有的能量與物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、狀態(tài)有關(guān)。(1)從物質(zhì)具有的能量理解兩反應(yīng)①放熱反應(yīng)可以看成是反應(yīng)物所具有的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能釋放出來。②吸熱反應(yīng)可以看成是熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能被生成物所“儲存”。(2)圖示理解結(jié)論：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化取決于反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的相對大小。判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。(1)化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是化學(xué)鍵的斷裂和形成。 (√)(2)物質(zhì)具有的能量與組成、結(jié)構(gòu)有關(guān)，與狀態(tài)無關(guān)。 (×)(3)反應(yīng)C(s)＋O2(g)=CO2(g)為放熱反應(yīng)說明1molO2(g)的總能量高于1molCO2(g)的總能量。 (×)知識點(diǎn)三人類對能源的利用早期以樹枝雜草為主要能源，現(xiàn)代以煤、石油和天然氣為主要能源。1．化石燃料利用過程中亟待解決的兩方面問題(1)一是其短期內(nèi)不可再生，儲量有限；(2)二是煤和石油產(chǎn)品燃燒排放的粉塵、SO2、NOx、CO等是大氣污染物的主要來源。2．在燃料利用過程中，節(jié)能的主要環(huán)節(jié)(1)燃料燃燒階段——可通過改進(jìn)鍋爐的爐型和燃料空氣比、清理積灰等方法提高燃料的燃燒效率；(2)能量利用階段——可通過使用節(jié)能燈，改進(jìn)電動機(jī)的材料和結(jié)構(gòu)，以及發(fā)電廠、鋼鐵廠余熱與城市供熱聯(lián)產(chǎn)等措施促進(jìn)能源循環(huán)利用，有效提高能源利用率。3．新能源(1)特點(diǎn)：資源豐富、可以再生、對環(huán)境無污染等。(2)人們比較關(guān)注的新能源：太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽芎蜌淠艿?。在人類對能源的利用方面，你有什么建議？提示：(1)減少人類對化石能源的使用；(2)凈化化石能源；(3)開發(fā)新能源等。放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)的理解下列反應(yīng)是放熱反應(yīng)的有________(填序號)。①CH4＋2O2eq\o(=,\s\up10(點(diǎn)燃))CO2＋2H2O②CaCO3eq\o(=,\s\up10(高溫))CaO＋CO2↑③2C＋SiO2eq\o(=,\s\up10(高溫))Si＋2CO↑④Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up10(△))2Fe＋3CO2⑤NaHCO3＋HCl=NaCl＋CO2↑＋H2O⑥C＋CO2eq\o(=,\s\up10(△))2CO⑦H2O(g)=H2O(l)⑧2Fe＋3Cl2eq\o(=,\s\up10(△))2FeCl3提示：①⑧1．關(guān)于吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的易錯點(diǎn)(1)“三個不一定”。①需加熱才能發(fā)生的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)，如碳和氧氣的反應(yīng)；②放熱反應(yīng)常溫下不一定容易發(fā)生，如鋁熱反應(yīng)；③吸熱反應(yīng)也不一定需要加熱，如Ba(OH)2·8H2O晶體和NH4Cl晶體的反應(yīng)。(2)吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)都是化學(xué)變化。NaOH固體溶于水是放熱過程，但不是放熱反應(yīng)；升華、蒸發(fā)等過程是吸熱過程，但不是吸熱反應(yīng)。2．常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)1．下列說法正確的是()①需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)②放熱反應(yīng)在常溫下一定很容易發(fā)生③反應(yīng)是放出能量還是吸收能量可以通過反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對大小來判斷④有的放熱反應(yīng)加熱到一定溫度引發(fā)后，停止加熱，反應(yīng)也能繼續(xù)進(jìn)行A．只有③④ B．只有①②C．只有①②③④ D．只有②③④A[需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)，如銅在氯氣中燃燒；放熱反應(yīng)在常溫下不一定容易發(fā)生，如N2與H2合成NH3；反應(yīng)是放熱還是吸熱取決于反應(yīng)物、生成物所具有的總能量的相對大??；需要加熱才能發(fā)生的放熱反應(yīng)，如果反應(yīng)放出的熱量達(dá)到反應(yīng)所需要的熱量，停止加熱后反應(yīng)也能繼續(xù)進(jìn)行，如Fe＋Seq\o(=,\s\up10(△))FeS。]2．下列說法正確的是()A．Fe與S在加熱條件下才能發(fā)生反應(yīng)，所以該反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)B．HNO3、H2SO4分別與NaOH溶液反應(yīng)都放出熱量C．分解反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)，化合反應(yīng)都是放熱反應(yīng)D．合成氨的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以N2與其他物質(zhì)的反應(yīng)也是放熱反應(yīng)B[Fe與S雖然需加熱才能發(fā)生反應(yīng)，但反應(yīng)開始一段時間后，停止加熱，反應(yīng)能繼續(xù)進(jìn)行，加熱只是為了引發(fā)反應(yīng)，所以該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，A錯誤；中和反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，B正確；分解反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)，如H2O2的分解反應(yīng)就是放熱反應(yīng)，化合反應(yīng)也不一定是放熱反應(yīng)，如CO2與C的反應(yīng)就是吸熱反應(yīng)，C錯誤；與N2反應(yīng)的物質(zhì)不同，能量變化也不同，不能根據(jù)合成氨反應(yīng)的能量變化來類推N2與其他物質(zhì)反應(yīng)的能量變化，如N2和O2在放電條件下生成NO就是吸熱反應(yīng)，D錯誤。]化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因利用化學(xué)鍵的能量變化可粗略計(jì)算化學(xué)反應(yīng)過程中的能量變化。以反應(yīng)H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)為例：1．?dāng)嗔?molH—H和1molCl—Cl形成2molH和2molCl，能量有什么變化？數(shù)值為多少？提示：吸收能量。數(shù)值為(436＋243)kJ＝679kJ。2．2molH與2molCl形成2molH—Cl，能量有什么變化？數(shù)值為多少？提示：放出能量。數(shù)值為2×431kJ＝862kJ。3．1molH2與1molCl2生成2molHCl氣體，能量有什么變化？數(shù)值為多少？提示：放出能量。數(shù)值為2×431kJ－(436kJ＋243kJ)＝183kJ。4．1molH2(g)與1molCl2(g)具有的總能量和2molHCl(g)具有的總能量誰高？提示：1molH2(g)與1molCl2(g)具有的總能量較高。1．根據(jù)化學(xué)鍵變化確定能量變化(1)化學(xué)鍵與能量變化的關(guān)系(2)計(jì)算公式用Q(吸)表示反應(yīng)物分子化學(xué)鍵斷裂時吸收的總能量，Q(放)表示生成物分子化學(xué)鍵形成時放出的總能量。ΔQ＝Q(吸)－Q(放)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(ΔQ<0，為放熱反應(yīng),ΔQ>0，為吸熱反應(yīng)))2．根據(jù)物質(zhì)的能量確定能量變化如果反應(yīng)物所具有的總能量大于生成物所具有的總能量，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為生成物時化學(xué)反應(yīng)放出能量，反之，化學(xué)反應(yīng)吸收能量。如圖所示：3．根據(jù)反應(yīng)物和生成物的相對穩(wěn)定性確定能量變化由不穩(wěn)定的物質(zhì)(能量高)生成穩(wěn)定的物質(zhì)(能量低)的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反之為吸熱反應(yīng)。如石墨變成金剛石吸收能量，說明石墨比金剛石穩(wěn)定。3．(2021·鄭州高一檢測)根據(jù)下面的信息，判斷下列敘述正確的是()A．氫氣跟氧氣反應(yīng)生成水的同時釋放能量B．1molH2(g)和eq\f(1,2)molO2(g)的能量低于1molH2O(g)的能量C．1molH2跟eq\f(1,2)molO2反應(yīng)生成1molH2O一定釋放能量241kJD．2molH2(g)跟1molO2(g)反應(yīng)生成2molH2O(g)吸收能量482kJA[由題中信息可知，1molH2(g)的共價鍵斷裂吸收能量436kJ，eq\f(1,2)molO2(g)的共價鍵斷裂吸收能量249kJ，兩項(xiàng)共吸收能量685kJ；形成2molH—O時共釋放能量926kJ。在1molH2(g)和eq\f(1,2)molO2(g)反應(yīng)生成1molH2O(g)的過程中，釋放的能量比吸收的能量多241kJ，C項(xiàng)中缺少物質(zhì)的狀態(tài)，所以釋放的能量不一定是241kJ。]4．反應(yīng)A＋B→C(放熱)分兩步進(jìn)行，①A＋B→X(吸熱)；②X→C(放熱)。下列示意圖中，能正確表示總反應(yīng)過程中能量變化的是()ABCDD[反應(yīng)A＋B→C釋放熱量，說明A＋B能量總和大于C能量，①A＋B→X為吸熱反應(yīng)，則A＋B能量總和小于X能量；②X→C為放熱反應(yīng)，則X能量大于C能量，符合條件的只有D項(xiàng)。]1．化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生必然伴有能量的轉(zhuǎn)化，其最根本原因是()A．化學(xué)反應(yīng)中一定有新物質(zhì)生成B．化學(xué)反應(yīng)中舊化學(xué)鍵的斷裂需要吸收能量，新化學(xué)鍵的形成需要放出能量C．化學(xué)反應(yīng)通常需要加熱等條件才能發(fā)生D．能量變化是化學(xué)反應(yīng)的基本特征之一[答案]B2．新能源的特點(diǎn)是資源豐富，在使用時對環(huán)境無污染或污染很小，且可以再生。下列能達(dá)到新能源標(biāo)準(zhǔn)的是()①地?zé)崮堍诿孩谔烊粴猗芴柲堍萆镔|(zhì)能⑥石油⑦風(fēng)能⑧氫能A．②⑤⑦⑧ B．①④⑤⑦⑧C．④⑤⑦⑧ D．②③⑥⑦⑧B[煤、石油、天然氣是化石能源，不可再生，不屬于新能源；新能源有：太陽能、地?zé)崮?、海洋能、風(fēng)能、氫能、生物質(zhì)能等，這些新能源對環(huán)境污染小，屬于環(huán)境友好型能源，即符合條件的是①④⑤⑦⑧，故選B。]3．由圖分析，下列敘述正確的是()A．A(g)=B(g)＋C(g)和B(g)＋C(g)=A(g)兩個反應(yīng)吸收或放出的能量不相等B．A(g)=B(g)＋C(g)是放熱反應(yīng)C．A(g)具有的能量高于B(g)和C(g)具有的總能量D．B(g)＋C(g)=A(g)是放熱反應(yīng)D[根據(jù)能量守恒定律可知A項(xiàng)錯誤；A(g)具有的能量低于B(g)和C(g)具有的總能量，故A(g)=B(g)＋C(g)為吸熱反應(yīng)，B(g)＋C(g)=A(g)為放熱反應(yīng)，B、C兩項(xiàng)錯誤，D項(xiàng)正確。]4．已知斷裂1mol共價鍵所需要吸收的能量分別為H—H：436kJ，I—I：151kJ，H—I：299kJ，下列對H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)的反應(yīng)類型判斷錯誤的是()A．放出能量的反應(yīng)B．吸收能量的反應(yīng)C．氧化還原反應(yīng)D．可逆反應(yīng)B[依題意，斷裂1molH—H和1molI—I吸收的能量為436kJ＋151kJ＝587kJ，形成2molH—I放出的能量為299kJ×2＝598kJ，因?yàn)?98kJ＞587kJ，所以該反應(yīng)是放出能量的反應(yīng)；根據(jù)反應(yīng)式可知該反應(yīng)是可逆反應(yīng)，也是氧化還原反應(yīng)。]5．(素養(yǎng)題)如圖所示，把試管小心地放入盛有(20℃)碳酸飲料的燒杯中，試管中開始放入幾小塊鋁片，再用膠頭滴管滴加5mL濃NaOH溶液于試管中。試回答下列問題：(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_______________________