【素材】《化學能與熱能》（人教）導學案（2）

第一節(jié) 化學能與熱能第2課時u 學習目標1.了解化學能轉化為熱能的重大意義，能根據(jù)事實判斷吸熱反應、放熱反應。2.通過實驗探究化學能與熱能的相互轉化關系。u 自主學習二、化學能與熱能的相互轉化1.兩條基本的自然定律定律和 定律是兩條基本的自然定律?；瘜W能是能量的一種形式，它同樣可以轉化為其他形式的能量，如 、 等，在轉化時，遵守 守恒定律。2.吸熱反應、放熱反應化學反應中的能量變化，通常表現(xiàn)為 的變化吸熱和放熱。思考題：寫出下列反應的化學方程式，并指出是放熱反應還是吸熱反應。天然氣CH4燃燒： 。高溫煅燒石灰石(主要成分CaCO3)： 。鐵絲在氧氣中燃燒： 。鈉與水的反應： 。3.化學能與熱能相互轉化的應用化學反應伴隨著 的變化是化學反應的基本特征之一?；瘜W物質中的化學能通過反應轉化成 ，提供了人類生存和發(fā)展所需要的能量和動力；而熱能轉化為 又是人們進行化工生產(chǎn)、研制新物質不可或缺的條件和途徑。4.人類利用能源的三個階段(1)柴草時期該時期從火的發(fā)現(xiàn)至18世紀產(chǎn)業(yè)革命，以 為主要能源。(2)化石能源時期從18世紀中期到現(xiàn)代，以 、 、 為主要能源。(3)多能源結構時期以可再生能源和清潔能源( 能源)為主要能源，主要包括 、 、 、 、 等。u 自我檢測1.下列過程一定釋放出能量的是（ ）A.化合反應B.分解反應C.分子拆成原子D.原子組成分子2.下列不是化石能源的是( )A.氫氣B.煤C.石油D.天然氣3.下列反應中不一定屬于放熱反應的是( )A.Mg與鹽酸的反應B.燃燒反應C.中和反應D.復分解反應4.“可燃冰”又稱“天然氣水合物”，它是在海底的高壓、低溫條件下形成的，外觀像冰。1體積“可燃冰”可貯載100200體積的天然氣。下面關于“可燃冰”的敘述不正確的是( )A.“可燃冰”有可能成為人類未來的重要能源B.“可燃冰”是一種比較潔凈的能源C.“可燃冰”提供了水可能變成油的例證D.“可燃冰”的主要可燃成分是甲烷5.下列有關能量轉化的說法不正確的是( )A.煤燃燒是化學能轉化為熱能的過程B.化石燃料和植物燃料燃燒時放出的能量均來源于太陽能C.動物體內葡萄糖被氧化成CO2是熱能轉化成化學能的過程D.植物通過光合作用將CO2轉化為葡萄糖是太陽能轉化成化學能的過程u 課內探究二、化學能與熱能的相互轉化1.實驗探究化學能與熱能的相互轉化（1）探究實驗一：鋁片與鹽酸反應過程中的能量變化向一支試管中加入 23 mL 6 mol/L 的鹽酸，插入用砂紙打磨光亮的鋁條，觀察現(xiàn)象，并用溫度計測量溶液溫度的變化。思考：鋁與鹽酸反應的化學方程式： 。 在反應過程中你將能看到什么現(xiàn)象？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？記錄實驗現(xiàn)象，完成下面表格：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)在一支試管中加入23 mL 6 mol/L的鹽酸向含有鹽酸的試管中插入用砂紙打磨光亮的鋁條結論（2）探究實驗二：常溫下氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體反應過程中的能量變化閱讀實驗內容，然后思考、討論有關問題。將約 20 g BaOH28H2O 晶體研細后與10 g NH4Cl 晶體在燒杯中混合，并將燒杯放在滴有幾滴水的塑料片上，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。問題：為什么要將氫氧化鋇晶體磨成粉末？為什么混合后要立即用玻璃棒攪拌？反應后有什么氣體產(chǎn)生，應如何處理？在討論的基礎上，結合已學知識設計實驗方案和實驗步驟。根據(jù)實驗現(xiàn)象完成下面表格：實驗步驟實驗現(xiàn)象得出結論將晶體混合后立即用玻璃棒快速攪拌混合物用手觸摸燒杯下部用手拿起燒杯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反應完后移走燒杯上的多孔塑料片，觀察反應物用化學方程式表示上述反應： 。（3）探究實驗三：酸堿中和反應過程中的能量變化在200 mL燒杯中加入：50 mL 1 mol/L的硝酸，50 mL 1 mol/L的鹽酸，50 mL 1 mol/L的鹽酸，測其溫度。另用量筒量取50 mL 1 mol/L的NaOH溶液，50 mL 1 mol/L的NaOH溶液，50 mL 1 mol/L的KOH溶液，測其溫度，并緩緩地傾入燒杯中，邊加邊用玻璃棒攪拌。觀察反應中溶液溫度的變化過程，并做好記錄。要求：九個同學分成一組進行實驗，其中每三個同學做一個實驗并記錄現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。在實驗中要注意：（1）三組實驗所處條件要相同，如使用的儀器、外界環(huán)境中溫度和壓強要相同；（2）三組實驗酸和堿的用量要相同，以保證生成水的量相同；（3）控制相同的反應時間。匯總實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)并列表比較。反應物及用量酸HNO3 50 mL 1 mol/LHCl 50 mL 1mol/LHCl 50 mL 1 mol/L堿NaOH 50 mL 1 mol/LNaOH 50 mL 1mol/LKOH 50 mL 1 mol/L混合前溫度室溫室溫室溫混合后溫度結論對實驗進行歸納和概括思考：為什么強酸與強堿發(fā)生反應時都會放出熱量？中和熱：酸與堿發(fā)生中和反應生成 mol H2O時所釋放的熱量稱為中和熱。例1 將V1 mL 1.0 mol/L HCl溶液和V2 mL未知濃度的NaOH溶液混合均勻后測量并記錄溶液的溫度，實驗結果如圖2-1-17所示(實驗中始終保持V1V250 mL)。下列敘述中不正確的是( )圖2-1-17A.當V130 mL時，鹽酸和NaOH溶液恰好完全反應B.NaOH溶液的濃度約為1.5 mol/LC.做該實驗時環(huán)境溫度為22 D.該實驗表明化學能可以轉化為熱能2.常見的吸、放熱反應討論：常見的放熱反應、吸熱反應有哪些？放熱反應： ；吸熱反應： 。例2 下列變化中屬于吸熱反應的是( )液態(tài)水汽化 將膽礬加熱變?yōu)榘咨勰?濃硫酸稀釋 氯酸鉀分解制氧氣 生石灰跟水反應生成熟石灰A.B.C.D.例3 對下列化學反應的熱現(xiàn)象的說法不正確的是( )放熱反應發(fā)生時不必加熱 化學反應過程中一定有能量變化 吸熱反應需要加熱后才能發(fā)生，放熱反應不加熱就會發(fā)生 化學反應吸收或放出熱量的多少與參加反應的物質的多少有關A.B.C.D.3.化學能與熱能相互轉化的應用（1）利用熱能進行生活、生產(chǎn)和科研。（2）利用熱能使很多化學反應得以發(fā)生。如：4.人類利用能源的三個階段柴草時期、化石能源時期、多能源結構時期。常見的能源主要有以下九種：太陽能、化石能源、水能、風能、潮汐能、地熱能、生物質能、核能以及氫能。目前，最有希望的新能源是 、 與氫能等，這些新能源的特點是 。u 課內鞏固練習1.炎熱的夏季里，能喝上一口冰鎮(zhèn)飲料是非常愜意的事情。有一種人稱“搖搖冰”的即冷即用飲料，不需要事先冷藏。所謂“搖搖冰”，是指吸食前將飲料隔離層中的制冷物質和水混合搖動能使罐中飲料冷卻。若該制冷物質可以在下列物質中選擇，它應該是( )A.氯化鈉B.固體硝酸銨C.生石灰D.固體氫氧化鈉2.已知反應XYMN為放熱反應，對該反應的說法正確的是( )A.X的能量一定高于MB.Y的能量一定高于NC.X和Y的總能量一定高于M和N的總能量D.因為該反應為放熱反應，故不必加熱就可發(fā)生3.下列說法不正確的是( ) A.有能量變化的過程不一定是化學變化B.化學反應的特征是有新物質生成C.經(jīng)過加熱而發(fā)生的化學反應不一定都是吸熱反應D.只要有化學鍵的斷裂，一定發(fā)生化學反應4.下列關于能量轉化方式的敘述錯誤的是( )A.太陽能可轉化為化學能B.化學能可轉化為熱能C.化學能可轉化為電能D.化學能可直接轉化為機械能5.下列說法不正確的是( )A.在化學反應中，隨著物質的變化，既有化學鍵的斷裂，又有化學鍵的形成，還有化學能的改變B.化學反應過程中是放出熱量還是吸收熱量，取決于反應物的總能量與生成物的總能量的相對大小C.形成生成物化學鍵釋放的能量大于破壞反應物化學鍵所吸收的能量時，反應為吸熱反應D.物質具有的能量越低，其穩(wěn)定性越大，反應越難以發(fā)生；物質具有的能量越高，其穩(wěn)定性越小，反應越容易發(fā)生參考答案自主學習答案二、1.質量守恒 能量守恒 熱能 電能 能量2.熱量思考題：CH42O2CO22H2O，放熱反應CaCO3CaOCO2，吸熱反應3Fe2O2Fe3O4，放熱反應2Na2H2O2NaOHH2，放熱反應3.能量 熱能 化學能4.（1）樹枝、雜草 （2）煤 石油 天然氣 （3）綠色 太陽能 氫能 核能 生物質能 地殼地表能自我檢測答案與解析1.D 解析：化合反應不一定釋放能量，如CO2C2CO是吸熱反應；大多數(shù)分解反應是吸熱反應；分子拆成原子，化學鍵斷裂，吸收能量；原子組成分子，形成化學鍵，放出能量。2.A 解析：化石能源是煤、石油和天然氣。3.D 解析：A、B、C三項中的反應均為放熱反應；D項，有的復分解反應（如銨鹽與堿的反應）是吸熱反應。4.C 解析：1體積“可燃冰”可貯載100200體積的天然氣，天然氣的主要成分是甲烷。甲烷燃燒生成二氧化碳和水，無污染。油中含C、H等元素，而H2O中只含H、O兩種元素，水不可能變成油。5.C 解析：煤燃燒是將化學能轉化為熱能的過程；化石燃料和植物燃料中的能量均來自太陽能；動物體內葡萄糖被氧化生成CO2，是化學能轉化為熱能的過程；植物通過光合作用將CO2轉化為葡萄糖，是太陽能轉化為化學能的過程。課內鞏固練習答案與解析1.B 解析：氯化鈉溶于水時，溶液溫度沒有明顯的變化；生石灰與水反應、固體氫氧化鈉溶于水時放出大量的熱；硝酸銨溶于水時，吸收大量的熱而使溶液的溫度明顯降低。2.C 解析：該反應為放熱反應，所以X和Y的總能量一定高于M和N的總能量