人教版高中化學必修二化學能與熱能教案

1、第二章化學反應與能量第一節(jié)化學能與熱能【學習目標】1. 了解化學反應中化學鍵的變化與能量變化的關(guān)系。2. 了解吸熱反應和放熱反應的概念及與反應物、生成物總能量的關(guān)系。3. 通過生產(chǎn)、生活中的實例了解化學能與熱能的相互轉(zhuǎn)化。課前自主學習【自主預習】一、化學鍵和化學反應中能量變化的關(guān)系閱讀教材P32頁內(nèi)容，解決如下問題。1 .斷開化學鍵吸收能量1molH2中含有H-H鍵，常溫常壓下使1molH2變?yōu)?molH原子斷開了H-H鍵，需要436KJ的熱量。2 .形成化學鍵放出能量由2molH原子生成1molH2,有HH鍵生成，生成過程中向外界436KJ的熱量。小結(jié)：形成1molHH鍵釋放的能量與斷開1m

2、olHH鍵吸收的能量。3 .化學變化中能量變化的主要原因一一微觀方面化學鍵的和是化學反應中能量變化的主要原因。化學反應的實質(zhì)是分子的和原子的,用化學鍵理論可表述為舊化學鍵的和新化學鍵的。4 .反應能量變化的判定一一宏觀方面（教材P33頁圖）各種物質(zhì)都儲存有能。反應物的總能量生成物的總能量，反應能量。反應物的總能量生成物的總能量，反應能量。5 .兩條基本的自然定律質(zhì)量守恒定律：。能量守恒定律：。6 .放熱反應和吸熱反應化學反應中的能量變化，通常主要表現(xiàn)為的變化一一或者。放熱反應：的化學反應。吸熱反應：的化學反應。已知該反應為放熱反應，則拆開化學鍵需要的總能量（E拆）、形成化學鍵的總能量（E成）與

3、放出的能量（E）之間的關(guān)系：?！举Y料收集：常見的放熱反應和吸熱反應放熱反應：吸熱反應：【科學視野1】生物體中的能量轉(zhuǎn)化生物反應物變化過程生成物能量轉(zhuǎn)化過程植物H2O+CO2糖類（淀粉等）能_能動物食用糖類H2O+CO2能_能【科學視野2】社會發(fā)展與能源利用不同社會發(fā)展水平時期的人均耗能量不同?！究茖W視野3】人類利用能源的三個階段能源時期一能源時期一時期【預習檢測】1 .當兩個原子形成化學鍵時，原子的能量將（）A.升高B,降低C.保持不變D.一個升高一個降低2 .已知反應物的總能量高于產(chǎn)物的總能量，則反應是（）A.放熱反應B.吸熱反應C.有催化劑作用D.無法判斷3 .已知反應A+B=C+D為放熱

4、反應，對該反應的下列說法中正確的是（）A.A的能量一定（Wj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4 .下面是有關(guān)化學能和熱能的敘述，其中正確的是（）A.化學反應中不一定伴隨著能量的變化B.只要有能量變化的過程一定是化學反應C.只要是加熱才能發(fā)生的反應就一定是吸熱反應D.燃燒反應都可以看成物質(zhì)內(nèi)部的化學能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿姆艧岱磻? .有關(guān)下列能量轉(zhuǎn)化的認識不正確的是（）。A.植物的光合作用使得太陽能轉(zhuǎn)化為了化學能B.人類使用照明設備是將電能轉(zhuǎn)化為了光能C.生物體內(nèi)的化學變化過程在能量轉(zhuǎn)化上比在體外發(fā)生的一些能量轉(zhuǎn)化更為合理、有

5、效D.燃料燃燒時只是將化學能轉(zhuǎn)化為了熱能【問題存疑】課堂合作探究【合作探究】探究活動一、探究化學反應過程中的能量變化二、實驗內(nèi)容實驗1鋁和鹽酸的反應：向一支試管中加入23mL6mol/L的鹽酸，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。實驗步驟實驗現(xiàn)象手觸摸溫度計測加入鹽酸插入鋁片溫度計的液柱由_c到_c結(jié)論結(jié)論：1.大多數(shù)置換反應是反應；2.能轉(zhuǎn)化為釋放出來。實驗2Ba(OH)2?8H2O晶體與NH4C1反應：將約20gBa(OH)2?8H2O晶體研細后與10gNH4C1晶體在燒杯中混合，并將燒杯放在滴有幾滴水的玻璃片上，立即用玻璃棒快速攪拌混合物，聞氣味，用手觸摸杯壁

6、下部，試著用手拿起燒杯，觀察現(xiàn)象。實驗步驟實驗現(xiàn)象得出結(jié)論1.將晶體混合后立即用玻璃奉快速攪拌混合物2.用手觸摸燒杯卜部3.用手拿起燒杯4.將粘有玻璃片的燒杯放在,有熱水的燒杯上一會兒再拿起5.反應完后，觀察反應物結(jié)論能轉(zhuǎn)化為能儲存起來用化學方程式表示上述反應：實驗3:鹽酸與NaOH溶液反應在50mL燒杯中加入20mL2mol/L的鹽酸，測其溫度，另用量筒量取20mL2mol/L的NaOH溶液,測其溫度。并緩緩傾入燒杯中，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。鹽酸溫度NaOH溶液溫度反應后溶液溫度結(jié)論：溶液溫度反應實質(zhì)：。中和反應是反應；能轉(zhuǎn)化為能釋放出來。討論交流：【

7、討論交流1】物質(zhì)發(fā)生化學反應的同時還伴隨著能量的變化，而這些能量變化通常又表現(xiàn)為熱能變化。為什么有的化學反應吸熱，而有的化學反應放熱？【討論交流2】化學反應中的能量從哪里來？【討論交流3】H2和C12反應生成HCl是放熱反應，比較反應物H2和C12的總能量（E反）與生成物HC1的總能量（E生）大小關(guān)系：【討論交流4】為什么許多放熱反應一開始要加熱才能進行呢？學以致用：1 .物質(zhì)之間發(fā)生化學反應時，一定發(fā)生變化的是（）A.顏色（若不正確，請舉反例：）B.狀態(tài)（若不正確，請舉反例：）C.化學鍵（若不正確，請舉反例：）D.原子核（若不正確，請舉反例：）2 .下列說法不正確的（）A.需要加熱才能進行的

8、反應一定是吸熱反應B.化學反應開始時都需要吸收能量C.E（拆鍵）E（成鍵），則反應放熱D.可逆反應若正向放熱，則逆向一定吸熱3 .資料：拆開1mo1H2吸熱436kJ,拆開1mo1C12吸熱243kJ,形成ImolHCl放熱431kJ。請你算一算“氫氣和氯氣反應生成氯化氫”的反應是吸熱過程還是放熱過程。簡單說說你的依據(jù)。歸納整理：1 .物質(zhì)發(fā)生化學反應的同時還伴隨著的變化，而這種變化又通常表現(xiàn)為變化。2 .是化學反應中能量變化的主要原因。3 .一個確定的化學反應在發(fā)生過程中是吸收能量還是放出能量，取決于的總能量與的總能量的相對大小。4 .化學反應中能量轉(zhuǎn)化遵循原則。5 .化學反應中能量的計算及

9、其利用前景隨堂達標訓練1,下列反應既屬于氧化還原反應，又是吸熱反應的是（）A.鋅粒與稀硫酸的反應B.灼熱的木炭與CO反應C.甲烷在氧氣中的燃燒反應D.Ba（OH）2-8屋。晶體與NHC1晶體的反應2 .據(jù)報道，某國一集團擬在太空建造巨大的集光裝置，把太陽光變成激光用于分解海水制氫：激光2H2O=2H2T+O2T。下列說法正確的是（）A.水的分解反應是放熱反應B.氫氣是一次能源C.使用氫氣作燃料將會增加溫室效應D.在這一反應中，光能轉(zhuǎn)化為化學能3 .下列物質(zhì)加入水中顯著放熱的化學反應是（）A.固體氫氧化鈉B.生石灰C.無水乙醇D.固體硝酸俊4 .右圖是兩個反應反應前后反應物總能量和生成物總能量的

10、比較圖，對于A、B兩個反應的說法正確的是（）企應物的亡侑讓高牛/動的.5"行反應物的葛礁京抵BA.A反應是放熱反應,B.A反應是放熱反應,C.A反應是吸熱反應,D.A反應不需要加熱,B反應也是放熱反應B反應是吸熱反應B反應也是吸熱反應B反應必須加熱充分燃燒時的產(chǎn)物不污染環(huán)境B.化石能源是非再生能源D.氫能、核能均是無污染的高效能源B.反應物的總能量高于生成物的總能量D.是自然界中碳元素循環(huán)的重要途徑）乙醇是一種再生能源燃燒時放出5 .航天飛機用鋁粉與高氯酸?。∟H4C1O4）的混合物為固體燃料，點燃時鋁粉氧化放熱引發(fā)氯酸錢反應,其化學方程式可表示為：2NH4c1O4=N2f+4H2O

11、T+CI2T+2O2T+Q（該反應為放熱反應）卜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.反應從能量變化上說，主要是化學能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎蛣幽蹹.在反應中高氯酸俊只起氧化劑作用6 .有關(guān)能源的下列說法不正確的是（A.煤、石油、天然氣均為化石能源C.氫能是再生能源7 .下列有關(guān)光合作用的說法不正確的是（A.將無機物轉(zhuǎn)化為有機物C.將太陽能轉(zhuǎn)化為化學能8 .下列選項能說明乙醇作為燃燒的優(yōu)點的是燃燒時發(fā)生氧化還原反應大量的熱A.B.C.D.9 .如右圖所示，把試管放入盛有25c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5m

12、L鹽酸于試管中。試完成下列問題：(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(guān)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"或等于")鎂片和鹽酸的總能量。10.能源是人類生存和發(fā)展的重要支撐因素。常規(guī)能源(煤、石油、天然氣等)日益減少，促進人們?nèi)パ芯磕茉吹睦寐屎托履茉?如太陽能、氫能、核能等)的開發(fā)。(1)我國目前最主要的能源品種是,能源利用中存在的主要問題有(2)為減少污染，提高燃料利用率，下列措施可以達到目的的是。將城市居民燃煤改為使用氣體燃料若將原來燒天然氣的灶具改燒石油液化氣，應增大空氣進入量和減少液化氣

13、的進入量研制燃料電池在農(nóng)村大力發(fā)展沼氣(3)某些科學家對以下3個化學反應很感興趣：500c3FeCl2+4H2OFe3O4+6HCl+H22Fe3O4+3Cl2+12HCl=6FeCl3+6H2O+O2300c6FeCl36FeCl2+3Cl2科學家想利用上述反應來制取的一種很有意義的物質(zhì)是,該物質(zhì)作為燃料的優(yōu)點有學習感悟化學能與熱能知能拓展提升【達標檢測】1 .下列反應中生成物總能量高于反應物總能量的是()A.碳酸鈣受熱分解B.乙醇燃燒C.鋁粉與氧化鐵粉末反應D.氧化鈣溶于水2 .已知25C、101kPa下，含1mol碳原子的石墨完全燃燒生成CO2放出熱量393.51kJ;含1mol碳原子的

14、金剛石完全燃燒生成CO2放出395.41kJ的熱量。據(jù)此判斷，下列說法正確的是()A.由石墨制備金剛石是吸熱反應；等質(zhì)量時，石墨的能量比金剛石的低B.由石墨制備金剛石是吸熱反應；等質(zhì)量時，石墨的能量比金剛石的高C.由石墨制備金剛石是放熱反應；等質(zhì)量時，石墨的能量比金剛石的低D.由石墨制備金剛石是放熱反應；等質(zhì)量時，石墨的能量比金剛石的高3 .從光合作用的反應原理6CO2+6H2O葉:素C6H12O6+6O2可知碳是農(nóng)作物生長的必需元素之一。關(guān)于用二氧化碳生產(chǎn)肥料的評價正確的是A.緩解地球溫室效應，抑制農(nóng)作物營養(yǎng)平衡B.加劇地球溫室效應，促進農(nóng)作物營養(yǎng)平衡C.緩解地球溫室效應，促進農(nóng)作物營養(yǎng)平衡

15、D.加劇地球溫室效應，抑制農(nóng)作物營養(yǎng)平衡4 .下列對化學反應的認識錯誤的是A.會引起化學鍵的變化B.會產(chǎn)生新的物質(zhì)C.必然引起物質(zhì)狀態(tài)的變化D.必然伴隨著能量的變化局溫5 .氫氣是一種高效而沒有污染的二級能源，它可以由自然界中大量存在的水來制?。?H2O（l）=2H2（g）+O2（g）,該反應要吸收大量的熱。關(guān)于用水制取二級能源氫氣，以下研究方向正確的是（）構(gòu)成水的氫和氧都是可以燃燒的物質(zhì)，因此可研究在水不分解的情況下，使氫氣成為二級能源；設法將太陽光聚焦，產(chǎn)生高溫，使水分解產(chǎn)生氫氣；尋找高效催化劑，使水分解產(chǎn)生氫氣，同時釋放能量；尋找特殊催化劑，用于開發(fā)廉價能源，以分解水制取氫氣。A.B.C

16、.D.7. 6.化學反應中的能量變化通常表現(xiàn)為熱量的變化，下列圖示能表示Ba（OH）28H2O與NH4C1的反應過程中)能量變化的是（）液態(tài)水變成水蒸氣酸堿中和反應8. 7.下列變化過程，屬于放熱過程的是（濃H2SO4稀釋固體氫氧化鈉溶于水H2在C12中燃燒由氯酸鉀制O2NH4C1晶體與Ba（OH）28H2O混合攪拌A.B.C.D.8.綠色能源是指使用過程中不排放或排放極少污染物的能源，如一級能源中的水能、地熱、天然氣等;級能源中電能、氫能等。下列能源屬于綠色能源的是太陽能風能石油煤潮汐能木材A.B.C.D.化學能與熱能答案【自主預習】答案1 1mol1mol吸收2 1mol放出相等3 斷裂形

17、成破裂重新組合斷裂形成4 化學放出吸收5在化學反應中，參加反應前各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應后生成各物質(zhì)的質(zhì)量總和。這個規(guī)律就叫做質(zhì)量守恒定律。一種形式的能量可以轉(zhuǎn)化為另一種形式的能量，轉(zhuǎn)化的途徑和能量形式可以不同，但是體系包含的總能量不變，亦即總能量也是守恒的，這就是能量守恒定律。6熱量吸熱放熱放出熱量吸收熱量E=E成-E拆活潑金屬置換水或酸中氫的反應酸堿中和反應含碳燃料燃燒的反應易爆物質(zhì)的爆炸反應多數(shù)的化合反應幾個常見的吸熱反應2NHCl+Ba(OH)2-8H2O=BaC2+2NH3T+10HzOC+H2O(g)=CO+H多數(shù)的分解反應，如：CaCO=CaO+CO2CuSO-5H2O=CuS4

18、+5H2O一些物質(zhì)的溶解，如硝酸錢溶解等。高溫下碳還原金屬氧化物其它如電離反應，鹽類的水解【科學視野1】光合作用光化學化學反應化學熱【科學視野3】柴草化石能源多能源結(jié)構(gòu)【預習檢測】1B2A3C4D5D【合作探究】實驗1鋁和鹽酸的反應結(jié)論：1.放熱2化學熱實驗2Ba(OH)2?8H2O晶體與NH4Cl反應：結(jié)論熱化學2NHCl+Ba(OH-8HO=BaC2+2NHf+10HO實驗3:鹽酸與NaOH溶液反應結(jié)論升高H+OH-=H2O放熱化學熱討論交流1從宏觀一個化學反應是吸熱還是放熱與反應物總能量和生成物總能量的相對大小有關(guān)。從微觀一個化學反應是吸熱還是放熱與斷鍵吸收能量大小與成鍵釋放能量大小有關(guān)。當E(吸收)<E(放出)反應為放熱反應當E(吸收)>E(放出)反應為吸熱反應討論交流2原子之間斷鍵吸收能量與形成新鍵時釋放的能量差討論交流3小于討論交流4放熱反應在一開始加熱是為了讓反應有足夠的活化分子，誘使反應能夠持續(xù)進行下去?？傊磻獥l件與熱量變化沒有必然的關(guān)系，既需要點燃或加熱的反應不一定是吸熱反應，而放熱反應也可能需在高溫條件下才能進行。學以致用A中和反應B中和反應C正確D中和反應2 A3 436KJ