2023-2024學(xué)年人教版新教材必修第二冊(cè) 第六章第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量變化（第1課時(shí)） 學(xué)案

第六章化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量變化第1課時(shí)化學(xué)反應(yīng)與熱能【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、知道化學(xué)反應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)化學(xué)能與熱能的轉(zhuǎn)化，2、認(rèn)識(shí)吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)及其相關(guān)概念。3、能用化學(xué)鍵解釋某些吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)。4、了解燃料的相關(guān)知識(shí)以及環(huán)境保護(hù)的知識(shí)?！A(yù)習(xí)案▲▲▲一、吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)1、吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)的比較吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)含義___________熱量的化學(xué)反應(yīng)___________熱量的化學(xué)反應(yīng)類型①所有的燃燒反應(yīng)如：C+O2(足量)eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))CO2②酸堿中和反應(yīng)如：NaOH+HCl=NaCl+H2O③大多數(shù)化合反應(yīng)如：CaO+H2O=Ca(OH)2④活潑金屬與水或酸的反應(yīng)如：2Na+2H2O2=NaOH+H2↑⑤物質(zhì)的緩慢氧化，如：食物的腐爛⑥鋁熱反應(yīng)，如：2Al+Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe+Al2O3①大多數(shù)分解反應(yīng)如：CaCO3eq\o(=,\s\up7(高溫))CaO+CO2↑②銨鹽與堿的反應(yīng)，如Ba(OH)2·8H2O晶體或Ca(OH)2與NH4Cl晶體反應(yīng)如：Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl=BaCl2＋2NH3↑＋10H2O③以C、H2、CO為還原劑的部分氧化還原反應(yīng)如：C+H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))CO+H2、C+CO2eq\o(=,\s\up7(高溫))2CO④NaHCO3與鹽酸的反應(yīng)如：NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O二、化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因1、微觀——基于化學(xué)鍵變化的角度（1）化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)：舊的化學(xué)鍵發(fā)生_________，新的化學(xué)鍵發(fā)生_________的過程。（2）原因：（3）計(jì)算公式：ΔQ=Q（吸）-Q（放）eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(ΔQ＜0，為_______反應(yīng),ΔQ＞0，為_______反應(yīng)))（4）實(shí)例：H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)的反應(yīng)過程根據(jù)上圖可知，1molH2和1molCl2斷鍵吸收的總能量為______kJ，形成2molHCl共釋放_(tái)______kJ能量，斷鍵吸收的總能量____成鍵釋放的總能量，因此該反應(yīng)為________反應(yīng)。2、宏觀——基于總能量的角度（1）原因：各種物質(zhì)都具有能量，物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)與狀態(tài)不同，所具有的能量也_________。因此，一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是釋放熱量還是吸收熱量，與__________________和__________________的相對(duì)大小有關(guān)。（2）圖示：放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)反應(yīng)物的總能量_______生成物的總能量反應(yīng)物的總能量_______生成物的總能量三、化學(xué)反應(yīng)中熱能的利用1、人類利用能源的三個(gè)階段第一階段：柴草時(shí)期第二階段：化石能源時(shí)期第三階段：多能源結(jié)構(gòu)時(shí)期柴火、樹枝雜草煤、石油、天然氣等化石燃料新能源2、化石燃料（1）現(xiàn)階段人類獲取熱能的主要途徑是____________________，使用最多的常規(guī)能源是___________________________________。（2）面臨的問題①儲(chǔ)量有限，短期內(nèi)不可再生。隨著能源消費(fèi)需求的不斷增加，能源消費(fèi)量與儲(chǔ)量之間的矛盾日益凸顯。②環(huán)境問題。煤、石油產(chǎn)品燃燒排放的________、________、________、________等是大氣污染物的主要來源。（3）解決措施①節(jié)約能源：燃料燃燒階段提高燃料的________________；能量利用階段提高能源的________________。②尋找新能源：這些能源比較豐富、可以再生、無污染，目前人們比較關(guān)注的新能源有_______________、____________、____________、____________和____________等?！骄堪浮?、實(shí)驗(yàn)1、【實(shí)驗(yàn)6-1】在一支試管中加入2mL2mol/L鹽酸，并用溫度計(jì)測(cè)量其溫度。再向試管中放入用砂紙打磨光亮的鎂條，觀察現(xiàn)象，并測(cè)量溶液溫度的變化。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：___________________________________________________。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：___________________________________________________。原理：_____________________________________________________________________________________。2、【實(shí)驗(yàn)6-2】將20gBa(OH)2·8H2O晶體研細(xì)后與10gNH4Cl晶體一起放入燒杯中，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，試著用手拿起燒杯。觀察現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：_______________________________________________________________。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：________________________________________________________________。原理：_____________________________________________________________________________________。二、吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)【例】試判斷下列反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)類型化學(xué)反應(yīng)類型白磷或碳燃燒高溫煅燒石灰石鎂條燃燒氯酸鉀受熱分解生石灰溶于水氫氣還原氧化銅鈉與水的反應(yīng)碳與水蒸氣反應(yīng)大理石與鹽酸碳與CO2反應(yīng)鋅片與硫酸混合炸藥爆炸鹽酸與NaOH中和Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反應(yīng)濃硫酸稀釋甲烷在氧氣中的燃燒液態(tài)水汽化膽礬加熱變成白色粉末【歸納總結(jié)】判斷吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的易錯(cuò)點(diǎn)1、放出或吸收熱量的變化不一定是放熱或吸熱反應(yīng)。濃H2SO4、NaOH固體等溶于水______熱，NH4NO3、KNO3、NH4Cl等固體溶于水______熱，以上變化過程均為______變化，不是放、吸熱反應(yīng)。2、吸熱反應(yīng)不一定需要加熱。如NH4Cl晶體與Ba(OH)2·8H2O晶體常溫下的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。3、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)，前期需要加熱引發(fā)，但為放熱反應(yīng)。4、放熱反應(yīng)常溫下不一定容易發(fā)生。三、化學(xué)反應(yīng)的能量變化放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)定義釋放熱量的化學(xué)反應(yīng)吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)能量變化反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量反應(yīng)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(yīng)物的總鍵能生成物的總鍵能小于反應(yīng)物的總鍵能能量變化圖示【歸納總結(jié)】判斷放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的方法1、根據(jù)反應(yīng)條件判斷。通常需要持續(xù)加熱的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。2、根據(jù)能量變化圖像判斷。反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，則該反應(yīng)為放熱反應(yīng)；反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量，則該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。3、根據(jù)斷鍵吸收能量和成鍵釋放能量的數(shù)據(jù)判斷。如果舊鍵斷裂吸收的能量大于新鍵形成釋放的能量，則為吸熱反應(yīng)；如果舊鍵斷裂吸收的能量小于新鍵形成釋放的能量，則為放熱反應(yīng)。4、根據(jù)常見的吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)的類型進(jìn)行判斷。四、生物質(zhì)能簡(jiǎn)介生物質(zhì)是指通過光合作用形成的各種有機(jī)物，包括所有的動(dòng)植物和微生物。而生物質(zhì)能是太陽(yáng)能以化學(xué)能的形式貯存在生物質(zhì)中的能量形式，即以生物質(zhì)為載體的能量。其直接來源于綠色植物的光合作用，可轉(zhuǎn)化為常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料，是一種可再生能源，同時(shí)也是唯一的可再生的碳源。生物質(zhì)能具有可再生性、低污染性、廣泛分布性、總量豐富、廣泛應(yīng)用性等特點(diǎn)。其主要利用的技術(shù)包括化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)（例如直接燃燒、液化、氣化和熱解等方法）、生物質(zhì)物理轉(zhuǎn)化技術(shù)（例如將生物質(zhì)制成型或形成較高密度的固體燃料等）和生物質(zhì)化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)（例如厭氧發(fā)酵制沼氣、微生物制取酒精等）等。自糾自查1、鎂條在空氣中燃燒是放熱反應(yīng)，反應(yīng)過程中所釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為熱能（）2、相同條件下形成1molH—Cl放出的能量與斷開1molH—Cl吸收的能量相等（）3、對(duì)于一個(gè)化學(xué)反應(yīng)來說，當(dāng)化學(xué)鍵斷裂時(shí)吸收的能量大于化學(xué)鍵形成時(shí)放出的能量，則反應(yīng)放熱（）4、已知Fe與稀鹽酸的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即Fe的能量大于H2的能量（）5、石墨轉(zhuǎn)化為金剛石需要吸收熱量，所以金剛石更穩(wěn)定（）6、綠色植物能通過光合作用，將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能（）7、化石能源屬于不可再生能源，只會(huì)越用越少（）8、生物質(zhì)能是一種可再生能源，有廣闊的應(yīng)用前景（）▲▲▲習(xí)題案▲▲▲1．下列說法正確的是（）A．化學(xué)反應(yīng)過程中一定伴隨著能量變化 B．人體運(yùn)動(dòng)消耗的能量與化學(xué)反應(yīng)無關(guān)C．化學(xué)反應(yīng)釋放的能量一定是熱能 D．有化學(xué)鍵斷裂的變化一定是化學(xué)變化2．下列說法中正確的是（）A．放熱反應(yīng)一定不用加熱，吸熱反應(yīng)一定需加熱B．化學(xué)反應(yīng)中，當(dāng)反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量時(shí)，反應(yīng)放熱，ΔH為“－”C．未來新能源的特點(diǎn)是資源豐富，在使用時(shí)對(duì)環(huán)境無污染或污染很小且可以再生，所以風(fēng)能、氫能、太陽(yáng)能和生物質(zhì)能都屬于未來新能源D．升高溫度或加入催化劑，都可以改變化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱3．下列說法正確的是（）A．化學(xué)鍵的變化必然會(huì)引起能量變化，所以，能量變化也一定會(huì)引起化學(xué)變化B．所有化學(xué)變化的能量都可以通過原電池轉(zhuǎn)化為電能C．所有化學(xué)變化一定遵循質(zhì)量守恒和能量守恒D．化學(xué)變化一定會(huì)引起物質(zhì)種類的變化，所以體系內(nèi)物質(zhì)種類變化一定發(fā)生了化學(xué)變化4．航天飛船可用肼（N2H4）作動(dòng)力源。已知1g液態(tài)肼和足量的液態(tài)過氧化氫反應(yīng)生成N2和水蒸氣時(shí)放出20.05kJ熱量,化學(xué)方程式為N2H4+2H2O2=N2↑+4H2O。下列說法中錯(cuò)誤的是（）A．肼（N2H4）分子中只存在極性共價(jià)鍵B．此情況下,液態(tài)肼燃燒生成1molN2時(shí)放出的熱量為641.6kJC．該反應(yīng)中肼作還原劑D．該反應(yīng)的反應(yīng)物總能量高于生成物的總能量5．某學(xué)生用如圖所示裝置進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)X+2Y=2Z能量變化情況的研究。當(dāng)往試管中滴加試劑Y時(shí)，看到U形管中液面甲處降、乙處升，關(guān)于該反應(yīng)的下列敘述中正確的是（）①該反應(yīng)為放熱反應(yīng)②該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)③生成物的總能量比反應(yīng)物的總能量更高④反應(yīng)物的總能量比生成物的總能量更高⑤該反應(yīng)過程可以看成是“貯存”于X、Y內(nèi)部的部分能量轉(zhuǎn)化為熱能而釋放出來A．①③ B．①④ C．②③⑤ D．①④⑤6．在下列能源中，屬于化石能源的是（）A．核能、生物質(zhì)能、水能 B．電能、汽油、柴油C．太陽(yáng)能、地?zé)崮堋L(fēng)能 D．煤、石油、天然氣7．下列關(guān)于能量轉(zhuǎn)換的認(rèn)識(shí)中不正確的是（）A．電解水生成氫氣和氧氣時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B．“生物質(zhì)能”主要指用樹木、莊稼、草類等植物直接或間接提供的能量，因此利用生物質(zhì)能就是間接利用太陽(yáng)能C．煤燃燒時(shí)，化學(xué)能主要轉(zhuǎn)化為熱能D．葡萄糖在人體組織中發(fā)生緩慢氧化時(shí)，熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能8．已知斷裂1molH2(g)中的H-H鍵需要吸收436kJ的能量，斷裂1molO2(g)中的共價(jià)鍵需要吸收498kJ的能量，生成H2O(g)中的1molH-O鍵能放出462.8kJ的能量。下列說法正確的是（）A．?dāng)嗔?molH2O(g)中的化學(xué)鍵需要吸收925.6kJ的能量B．2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)，1molO2參與應(yīng)放出能量481.2kJC．2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)，該反應(yīng)放出能量471.6kJD．H2(g)+O2(g)=H2O(l)，1molO2參與反應(yīng)放出能量240.6kJ9．（1）下列過程不一定屬于放熱過程的是______________（填標(biāo)號(hào)）。A．形成化學(xué)鍵B．燃料燃燒C．化合反應(yīng)D．葡萄糖的氧化分解E．酸堿中和F．炸藥爆炸（2）已知A和B是同種元素形成的兩種單質(zhì)，A轉(zhuǎn)化為B時(shí)需要吸收能量，則A和B中較穩(wěn)定的是______（填“A”或“B”）。（3）某化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物的總能量為E1，生成物的總能量為E2，且E1＜E2，則該反應(yīng)是______________（填“放熱”或“吸熱”）反應(yīng)。（4）等質(zhì)量的下列各物質(zhì)完全燃燒，放出熱量較多的是______________（填標(biāo)號(hào)，下同）。A．固體硫B．硫蒸氣（5）已知H2和O2反應(yīng)時(shí)放熱，且斷裂1molH-H鍵、1mol氧氧鍵、1molO-H鍵需要吸收的能量分別為Q1kJ、Q2kJ、Q3kJ。下列關(guān)系一定正確的是_________。A．Q1+Q2＞Q3B．Q1+Q2＞2Q3C．2Q1+Q2＞4Q3D．2Q1+Q2＞2Q310．某小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置并開展研究（部分夾持裝置已略去）。（1）當(dāng)將A慢慢滴入甲瓶后，觀察到甲瓶上的氣球慢慢鼓起，則A和B分別可能是下列組合中的_________（填標(biāo)號(hào)）。①稀硫酸和NaHCO3溶液②濃硫酸和NaOH溶液③NaCl溶液和KNO3溶液④蒸餾水和NH4NO3固體（2）打開彈簧夾將少量C慢慢推入乙瓶。①若觀察到乙瓶?jī)?nèi)的氣球慢慢鼓起，且C為蒸餾水，則氣體D可能為__________________（任填一種物質(zhì)的化學(xué)式）。②若C為O2，氣體D為NO，則能觀察到乙瓶中的現(xiàn)象___________________________________。

參考答案【預(yù)習(xí)案】一、1、吸收釋放二、1、