2017-2018學年高中化學第二章化學反應與能量第1節(jié)化學能與熱能學案2新人教版必修2

1、化學能與熱能目標導航1.知道化學鍵的斷裂和形成是化學反應中能量變化的主要原因。2.了解化學反應中熱量變化的實質，理解化學反應吸熱或放熱的原因。3.了解化學能與熱能的相互轉化，理解中和熱的概念。4.了解人類能源利用的歷史和前景，提高節(jié)能意識?；A知識導學-一、化學鍵與化學反應中能量變化的關系1化學反應中能量變化的原因一一微觀角度(1)化學反應的實質原子的重新組合，即反應物中舊化學鍵的斷裂和生成物中新化學鍵的形成過 (2)化學反應中能量變化的原因1原因2實例斷裂1 mol HH鍵(HH2H)吸收436 kJ能量，形成1 mol HH鍵(2HHH)放出436 kJ能量；斷裂4 mol CH鍵(CHk

2、C+4H)吸收1 660 kJ能量，形成1 mol CH鍵(C+HCH)放出415 kJ能量。3結論化學反應中能量變化的主要原因是化學鍵的斷裂和形成。2化學反應中能量變化的決定因素一一宏觀角度化學反應詵出熱啟i閆應樹的船陡駅生應物的總能就化學仗應吸收熱員結論：化學反應中的能量變化決定于反應物的總能量與生成物的總能量的相對大小。點撥 物質具有的能量越低，斷開其中的化學鍵需要的能量越多，該物質越穩(wěn)定；物質具有的能量越高，斷開其中的化學鍵需要的能量越少，該物質越不穩(wěn)定。議一議判斷正誤，正確的打“V”，錯誤的打“X”(1)化學鍵斷裂需要吸收能量，化學鍵形成會放出能量()(2)化學反應必然伴隨能量變化(

3、)2相同條件下由原子形成1 mol HCl鍵所放出的能量與斷開1 mol HCl鍵吸收的能量相等()放出能量越多的反應通常生成物越不穩(wěn)定()答案V(2)V(3)V X二、化學能與熱能的相互轉化1兩個基本自然規(guī)律一一“質量守恒”和“能量守恒”(1)質量守恒定律：自然界中的物質發(fā)生轉化時總質量保持不變。(2)能量守恒定律：不同形式的能量發(fā)生轉換時總能量保持不變。2.吸熱反應和放熱反應(1)定義吸熱反應：吸收熱量的化學反應；放熱反應：放出熱量的化學反應。(2)實驗探究實驗現(xiàn)象有氣泡產(chǎn)生；用溫度計測量，水銀柱上升離子反應2AI+6H+=2Al3+3H4實驗結論活潑金屬與酸反應是放熱反應Ba(OH)28

4、HO和氯化銨反應實驗現(xiàn)象聞到刺激性氣味，燒杯壁發(fā)涼；玻璃片和燒杯黏結在一起，混合物呈糊狀化學反應Ba(OH)28H2O+2NHCI=BaCl2+2NHf+10O實驗結論該反應是吸熱反應鹽酸與氫氧化鈉反應實驗現(xiàn)象混合后溶液溫度比原兩種溶液的溫度高離子反應H+OH =HO實驗結論酸堿中和反應是放熱反應3.中和熱酸和堿發(fā)生中和反應生成1 mol水時所釋放的熱量。鋁和稀鹽酸的反應BnOH濬被 L-1)滴水吋璃3點撥 常見的吸熱反應有：大多數(shù)的分解反應，C和CO、C和HkO的反應，Ba(OH)28H2O與NHCI的反應等。常見的放熱反應有：大多數(shù)的化合反應，酸堿中和反應，金屬與酸或水4的反應，燃燒反應，

5、爆炸反應等。議一議1做實驗時，不管是吸熱反應還是放熱反應都可能用到酒精燈，怎樣根據(jù)加熱的方法判斷該反應是吸熱反應還是放熱反應？放熱反應加熱的目的是什么？答案 持續(xù)用酒精燈加熱，撤掉酒精燈反應就停止的反應是吸熱反應；開始用酒精燈加熱，反應開始后，撤去酒精燈仍能繼續(xù)進行的反應是放熱反應。放熱反應加熱的目的一般是引發(fā)反應進行或加快反應速率。2放熱反應一定容易發(fā)生，吸熱反應一定難發(fā)生嗎？答案不一定。反應放熱和吸熱與反應的條件無關，有些放熱反應必須加熱才能發(fā)生，如木炭的燃燒；而有些吸熱反應在常溫下就能發(fā)生，如Ba(0H)28H2O與NH4CI的反應。一、化學反應中的能量變化例1化學反應A2+B=2AB的

6、能量變化如圖所示，則下列說法正確的是()2 molA+2mod B蟲E=x kJA E=y kJA.j+1mol Etf2mn|lABA.該反應是吸熱反應B.斷裂1 mol AA鍵和1 mol BB鍵放出xkJ的能量C.斷裂2 mol AB鍵需要吸收ykJ的能量D.2 mol AB的總能量高于1 mol A2和1 mol B2的總能量解析從題圖可以看出，反應物的總能量高于生成物的總能量，該反應是放熱反應，項錯誤；斷鍵時需要吸收能量，B項錯誤，C項正確。答案C規(guī)律總結1.如果反應物所具有的總能量大于生成物所具有的總能量，反應物轉化為生成物時化學反 應放出能量，反之，化學反應吸收能量。如圖所示：重

7、點難點探究ANilA、D就出能童丘應過穆52.既可以利用所有化學鍵的鍵能計算具體反應中的能量變化，又可以根據(jù)化學反應中的能6量變化計算某一個具體的化學鍵的鍵能。計算公式：化學反應中的能量變化值=反應物的總鍵能一生成物的總鍵能。計算出的數(shù)值如果為正值，意味著吸熱反應；計算出的數(shù)值如果是 負值，意味著是放熱反應。變式訓練1根據(jù)下面的信息，判斷下列敘述正確的是()1 mol的共價鍵斷裂H2 Q吸收436 kJ能量*2H(g)ymol Oz的共價鍵斷裂22(Q吸收249 kJ能量O(g)形成1 mol H?O的共價鍵釋放930 kJ能量A.氫氣跟氧氣反應生成水的同時釋放能量B.氫氣跟氧氣反應生成水的同

8、時吸收能量1C. 1 mol H2跟2 mol O2反應生成1 mol H2O一定釋放能量245 kJD. 2 mol H2(g)跟1 mol O2(g)反應生成2 mol H20(g)吸收能量490 kJ答案A、1解析由題中信息可知，1 mol H2(g)的共價鍵斷裂吸收能量436 kJ,- mol O2(g)的共價鍵斷裂吸收能量249 kJ，兩項共吸收能量685 kJ;形成2 mol HO鍵時共釋放能量930 kJ。1在1 mol H2(g)跟mol O2(g)反應生成1 mol H20(g)的過程中，放出的能量比吸收的能量多245 kJ,C項中缺少物質的狀態(tài)，所以釋放的能量不一定是245

9、 kJ。二、放熱反應和吸熱反應理解例2下列說法正確的是()需要加熱才能發(fā)生的反應一定是吸熱反應放熱反應在常溫下一定很容易發(fā)生反應是放出能量還是吸收能量必須看反應物和生成物所具有的總能量的相對大小有的放熱反應加熱到一定溫度引發(fā)后，停止加熱反應也能繼續(xù)進行A.只有B.只有C.D.解析加熱才能發(fā)生的反應不一定是吸熱反應，如銅在氯氣中燃燒；放熱反應在常溫下不一 定容易發(fā)生，如N與H2合成NH;反應是放熱還是吸熱取決于反應物、生成物所具有的總能H2O(g)7量的相對大??；需要加熱才能發(fā)生的放熱反應， 如果反應放出的熱量達到反應所需要的熱量,停止加熱反應也能繼續(xù)進行，如Fe+S=FeS。答案A點撥 化學反

10、應是吸熱還是放熱，取決于反應物與生成物總能量的相對大小，與反應條件無關。規(guī)律總結1.易錯點提示(1)“三個不一定”。需加熱才能發(fā)生的反應不一定是吸熱反應，如碳和氧氣的反應； 放熱反應常溫下不一定容易發(fā)生，如鋁熱反應；吸熱反應也不一定需要加熱，女口Ba(OH)28H2O晶體和NHCI晶體的反應。(2)吸熱反應和放熱反應都是化學變化，如NaOH固體溶于水是放熱過程，但不是放熱反應；如升華、蒸發(fā)等過程是吸熱過程，但不是吸熱反應。2.常見的放熱反應和吸熱反應-潔渡金橢Jj就戰(zhàn)翁的反厘,婦2 N M+2H.0 SNaOH + lij酸感中和民屈，NaOH + HCl = NaCI + H,0一懶燒應用，

11、知?十O, = CQ. 多魏代合丘應CaO +H =3CO變式訓練2將盛有NHHCO粉末的小燒杯放入盛有少量醋酸的大燒杯中。然后向小燒杯中加入鹽酸，反應劇烈，醋酸逐漸凝固。由此可知()A. NHHCO和鹽酸的反應是放熱反應B.該反應中，熱能轉化為產(chǎn)物內(nèi)部的能量C.反應物的總能量高于生成物的總能量D. NHHCO的能量一定低于NHCI的能量答案B解析 醋酸逐漸凝固，說明NHHCO與鹽酸反應使醋酸的溫度降低，因此該反應為吸熱反應，A錯誤；吸熱反應中反應物吸收能量，吸收的能量轉化為產(chǎn)物內(nèi)部的能量儲存在產(chǎn)物中，B正確；由于NHHCO和鹽酸的反應是吸熱反應，故反應物的總能量低于生成物的總能量，C錯誤；N

12、HHCG粉末與鹽酸的反應是吸熱反應，是各反應物的總能量低于各生成物的總能量， 而NHHCO僅是兩種反應物之一、NHCI僅是三種生成物之一，故無法得出NHHCO的能量一定低于NHCI的能量的結論，D錯誤。施熱嵐應587 kJ，所以，該反 應的正反應是放出能量的反應，即該反應是放出能量的反應；根據(jù)反應式可知該反應是可逆反應，也是氧化還原反應。3.下列反應既屬于氧化還原反應，又是吸熱反應的是（）A.灼熱的碳與CQ的反應B. Ba（OH）28fO與NHCI的反應C.鋁片與稀鹽酸的反應D.甲烷在氧氣中的燃燒反應答案A解析 灼熱的碳與CQ的反應生成CQ屬于氧化還原反應，也是吸熱反應，A正確；Ba（OH）2

13、8H2Q與NHCI的反應生成BaCb、NH和HO,屬于非氧化還原反應，B錯誤；鋁片 與稀鹽酸的反應放熱，C錯誤；甲烷在氧氣中的燃燒反應放熱，D錯誤。4.飛機用鋁粉與高氯酸銨（NH4CIO4）的混合物作固體燃料，點燃時鋁粉氧化放熱引發(fā)高氯酸H H: 436 kJ,II:151 kJ,H-1:反應物生成物反應過程9銨反應，其方程式可表示為2NHCIO4=2=N2f+4H.O+ Cl2f+2C2fH=Q Q0）。下列對此反應的敘述中錯誤的是（）A.上述反應屬于分解反應B.上述反應瞬間產(chǎn)生大量高溫氣體推動航天飛機飛行C.從能量變化上說，此反應主要是化學能轉變?yōu)闊崮芎蛣幽蹹.在反應中高氯酸銨只起氧化劑作

14、用答案D解析由一種反應物發(fā)生化學反應后生成兩種或兩種以上的物質的反應為分解反應，反應物高氯酸銨為一種物質，產(chǎn)物為N2、H2O Cl2、Q四種物質，符合定義，A正確；該反應為放熱反應，反應瞬間產(chǎn)生大量高溫氣體推動航天飛機飛行，B正確；航天飛機用的鋁粉與高氯酸銨(NHUCI04)的混合物為固體燃料， 燃料反應為放熱反應， 反應從能量變化上說， 主要是化學能轉變?yōu)闊崮芎蛣幽埽珻正確；2NHCIO4=N2f+4H2O+ CI2T+2Qf,2 mol NH4CIO4參 加反應，2 mol的+7價Cl原子變成0價的1 mol Cl2轉移14 mol電子，NHCIO4中氮、氧 元素被氧化，氯元素被還原，高氯酸銨既是氧化劑，又是還原劑，D錯誤。5如圖所示，把試管放入盛有25C飽和石灰水的燒杯中，試管中開始放入幾小塊鎂片，再滴入5 mL稀鹽酸。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 _由實驗推知，MgC2溶液和H2的總能量_(填“大于”、“小于”或“等于”)鎂片和鹽酸的總能量。答案(1)鎂片上有大量氣泡產(chǎn)生，鎂片逐漸溶解，燒杯中溶液變混濁10(2)鎂與鹽酸反應放熱，Ca(OH)2的溶解度隨溫度