創(chuàng)新設(shè)計(jì)學(xué)年高中化學(xué)21化學(xué)能與熱能課件新人教版必修

第二章化學(xué)反響與能量第一節(jié)化學(xué)能與熱能1.知道化學(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反響中能量變化的主要原因。2.了解化學(xué)反響中熱量變化的實(shí)質(zhì)，理解化學(xué)反響吸熱或放熱的原因。3.了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)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(shí)。目標(biāo)導(dǎo)航根底知識(shí)導(dǎo)學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)探究隨堂達(dá)標(biāo)檢測(cè)欄目索引分層訓(xùn)練一、化學(xué)鍵與化學(xué)反響中能量變化的關(guān)系根底知識(shí)導(dǎo)學(xué)答案1.化學(xué)反響中能量變化的原因——微觀角度(1)化學(xué)反響的實(shí)質(zhì)原子的重新組合，即反響物中舊化學(xué)鍵的 和生成物中新化學(xué)鍵的_____過程。(2)化學(xué)反響中能量變化的原因①原因斷裂形成吸收釋放答案②實(shí)例斷裂1molH—H鍵(H—H――→2H) 436kJ能量，形成1molH—H鍵(2H――→H—H) 436kJ能量；斷裂4molC—H鍵(CH4――→C＋4H) 1660kJ能量，形成1molC—H鍵(C＋H――→C—H) 415kJ能量。③結(jié)論化學(xué)反響中能量變化的主要原因是 。吸收放出吸收放出化學(xué)鍵的斷裂和形成答案2.化學(xué)反響中能量變化的決定因素——宏觀角度放出熱量吸收熱量結(jié)論：化學(xué)反響中的能量變化決定于 的相對(duì)大小。反響物的總能量與生成物的總能量點(diǎn)撥物質(zhì)具有的能量越低，斷開其中的化學(xué)鍵需要的能量越多，該物質(zhì)越穩(wěn)定；物質(zhì)具有的能量越高，斷開其中的化學(xué)鍵需要的能量越少，該物質(zhì)越不穩(wěn)定。議一議判斷正誤，正確的打“√〞，錯(cuò)誤的打“×〞(1)化學(xué)鍵斷裂需要吸收能量，化學(xué)鍵形成會(huì)放出能量()(2)化學(xué)反響必然伴隨能量變化()(3)相同條件下由原子形成1molH—Cl鍵所放出的能量與斷開1molH—Cl鍵吸收的能量相等()(4)放出能量越多的反響通常生成物越不穩(wěn)定()答案√√√×二、化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化答案1.兩個(gè)根本自然規(guī)律——“質(zhì)量守恒〞和“能量守恒〞(1)質(zhì)量守恒定律：自然界中的物質(zhì)發(fā)生轉(zhuǎn)化時(shí) 保持不變。(2)能量守恒定律：不同形式的能量發(fā)生轉(zhuǎn)換時(shí) 保持不變。2.吸熱反響和放熱反響(1)定義吸熱反響： 熱量的化學(xué)反響；放熱反響： 熱量的化學(xué)反響?？傎|(zhì)量總能量吸收放出(2)實(shí)驗(yàn)探究①鋁和稀鹽酸的反響答案實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有

產(chǎn)生；用溫度計(jì)測(cè)量，水銀柱____離子反應(yīng)__________________________實(shí)驗(yàn)結(jié)論活潑金屬與酸反應(yīng)是

反應(yīng)氣泡上升2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑放熱②Ba(OH)2·8H2O和氯化銨反響答案實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象聞到

氣味，燒杯壁

；玻璃片和燒杯

，混合物呈______化學(xué)反應(yīng)______________________________________________實(shí)驗(yàn)結(jié)論該反應(yīng)是

反應(yīng)刺激性發(fā)涼黏結(jié)在一起糊狀Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O吸熱相關(guān)視頻③鹽酸與氫氧化鈉反響答案實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象混合后溶液溫度比原兩種溶液的溫度高離子反應(yīng)____________________實(shí)驗(yàn)結(jié)論酸堿中和反應(yīng)是

反應(yīng)H＋＋OH－===H2O放熱3.中和熱酸和堿發(fā)生中和反響生成 水時(shí)所釋放的熱量。點(diǎn)撥常見的吸熱反響有：大多數(shù)的分解反響，C和CO2、C和H2O的反響，Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反響等。常見的放熱反響有：大多數(shù)的化合反響，酸堿中和反響，金屬與酸或水的反響，燃燒反響，爆炸反響等。答案1mol議一議1.做實(shí)驗(yàn)時(shí)，不管是吸熱反響還是放熱反響都可能用到酒精燈，怎樣根據(jù)加熱的方法判斷該反響是吸熱反響還是放熱反響？放熱反響加熱的目的是什么？答案持續(xù)用酒精燈加熱，撤掉酒精燈反響就停止的反響是吸熱反響；開始用酒精燈加熱，反響開始后，撤去酒精燈仍能繼續(xù)進(jìn)行的反響是放熱反響。放熱反響加熱的目的一般是引發(fā)反響進(jìn)行或加快反響速率。答案2.放熱反響一定容易發(fā)生，吸熱反響一定難發(fā)生嗎？答案不一定。反響放熱和吸熱與反響的條件無關(guān)，有些放熱反響必須加熱才能發(fā)生，如木炭的燃燒；而有些吸熱反響在常溫下就能發(fā)生，如Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反響。答案返回一、化學(xué)反響中的能量變化重點(diǎn)難點(diǎn)探究例1化學(xué)反響A2＋B2===2AB的能量變化如下圖，那么以下說法正確的選項(xiàng)是()解析答案A.該反響是吸熱反響B(tài).斷裂1molA—A鍵和1molB—B鍵放出xkJ的能量C.斷裂2molA—B鍵需要吸收ykJ的能量D.2molAB的總能量高于1molA2和1molB2的總能量解析從題圖可以看出，反響物的總能量高于生成物的總能量，該反響是放熱反響，A、D項(xiàng)錯(cuò)誤；斷鍵時(shí)需要吸收能量，B項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確。答案C1.如果反響物所具有的總能量大于生成物所具有的總能量，反響物轉(zhuǎn)化為生成物時(shí)化學(xué)反響放出能量，反之，化學(xué)反響吸收能量。如下圖：歸納總結(jié)2.既可以利用所有化學(xué)鍵的鍵能計(jì)算具體反響中的能量變化，又可以根據(jù)化學(xué)反響中的能量變化計(jì)算某一個(gè)具體的化學(xué)鍵的鍵能。計(jì)算公式：化學(xué)反響中的能量變化值＝反響物的總鍵能－生成物的總鍵能。計(jì)算出的數(shù)值如果為正值，意味著吸熱反響；計(jì)算出的數(shù)值如果是負(fù)值，意味著是放熱反響。變式訓(xùn)練1根據(jù)下面的信息，判斷以下表達(dá)正確的選項(xiàng)是()

解析答案

答案A二、放熱反響和吸熱反響理解例2以下說法正確的選項(xiàng)是()①需要加熱才能發(fā)生的反響一定是吸熱反響②放熱反響在常溫下一定很容易發(fā)生③反響是放出能量還是吸收能量必須看反響物和生成物所具有的總能量的相對(duì)大?、苡械姆艧岱错懠訜岬揭欢囟纫l(fā)后，停止加熱反響也能繼續(xù)進(jìn)行A.只有③④ B.只有①②C.①②③④ D.②③④解析答案答案A點(diǎn)撥化學(xué)反響是吸熱還是放熱，取決于反響物與生成物總能量的相對(duì)大小，與反響條件無關(guān)。1.易錯(cuò)點(diǎn)提示(1)“三個(gè)不一定〞。①需加熱才能發(fā)生的反響不一定是吸熱反響，如碳和氧氣的反響；②放熱反響常溫下不一定容易發(fā)生，如鋁熱反響；③吸熱反響也不一定需要加熱，如Ba(OH)2·8H2O晶體和NH4Cl晶體的反響。(2)吸熱反響和放熱反響都是化學(xué)變化，如NaOH固體溶于水是放熱過程，但不是放熱反響；如升華、蒸發(fā)等過程是吸熱過程，但不是吸熱反響。歸納總結(jié)2.常見的放熱反響和吸熱反響變式訓(xùn)練2將盛有NH4HCO3粉末的小燒杯放入盛有少量醋酸的大燒杯中。然后向小燒杯中參加鹽酸，反響劇烈，醋酸逐漸凝固。由此可知()A.NH4HCO3和鹽酸的反響是放熱反響B(tài).該反響中，熱能轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物內(nèi)部的能量C.反響物的總能量高于生成物的總能量D.NH4HCO3的能量一定低于NH4Cl的能量解析答案返回解析醋酸逐漸凝固，說明NH4HCO3與鹽酸反響使醋酸的溫度降低，因此該反響為吸熱反響，A錯(cuò)誤；吸熱反響中反響物吸收能量，吸收的能量轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物內(nèi)部的能量?jī)?chǔ)存在產(chǎn)物中，B正確；由于NH4HCO3和鹽酸的反響是吸熱反響，故反響物的總能量低于生成物的總能量，C錯(cuò)誤；NH4HCO3粉末與鹽酸的反響是吸熱反響，是各反響物的總能量低于各生成物的總能量，而NH4HCO3僅是兩種反響物之一、NH4Cl僅是三種生成物之一，故無法得出NH4HCO3的能量一定低于NH4Cl的能量的結(jié)論，D錯(cuò)誤。答案B返回1.以下各圖中，表示該化學(xué)反響是吸熱反響的是()隨堂達(dá)標(biāo)檢測(cè)解析答案12345解析吸熱反響中反響物的總能量小于生成物的總能量，A項(xiàng)正確。A2.斷裂1mol共價(jià)鍵所需要吸收的能量分別為H—H：436kJ，I—I：151kJ，H—I：299kJ，以下對(duì)H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)的反響類型判斷錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A.放出能量的反響 B.吸收能量的反響C.氧化復(fù)原反響 D.可逆反響解析依題意，斷裂1molH—H鍵和1molI—I鍵吸收的能量為436kJ＋151kJ＝587kJ，生成2molH—I鍵放出的能量為299kJ×2＝598kJ，因?yàn)?98kJ＞587kJ，所以，該反響的正反響是放出能量的反響，即該反響是放出能量的反響；根據(jù)反響式可知該反響是可逆反響，也是氧化復(fù)原反響。12345B解析答案3.以下反響既屬于氧化復(fù)原反響，又是吸熱反響的是()A.灼熱的碳與CO2的反響 B.Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反響C.鋁片與稀鹽酸的反響 D.甲烷在氧氣中的燃燒反響解析灼熱的碳與CO2的反響生成CO，屬于氧化復(fù)原反響，也是吸熱反響，A正確；Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl的反響生成BaCl2、NH3和H2O，屬于非氧化復(fù)原反響，B錯(cuò)誤；鋁片與稀鹽酸的反響放熱，C錯(cuò)誤；甲烷在氧氣中的燃燒反響放熱，D錯(cuò)誤。解析答案12345A4.飛機(jī)用鋁粉與高氯酸銨(NH4ClO4)的混合物作固體燃料，點(diǎn)燃時(shí)鋁粉氧化放熱引發(fā)高氯酸銨反響，其方程式可表示為2NH4ClO4N2↑＋4H2O＋Cl2↑＋2O2↑ΔH＝－Q(Q>0)。以下對(duì)此反響的表達(dá)中錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A.上述反響屬于分解反響B(tài).上述反響瞬間產(chǎn)生大量高溫氣體推動(dòng)航天飛機(jī)飛行C.從能量變化上說，此反響主要是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎蛣?dòng)能D.在反響中高氯酸銨只起氧化劑作用解析答案12345解析由一種反響物發(fā)生化學(xué)反響后生成兩種或兩種以上的物質(zhì)的反響為分解反響，反響物高氯酸銨為一種物質(zhì)，產(chǎn)物為N2、H2O、Cl2、O2四種物質(zhì)，符合定義，A正確；該反響為放熱反響，反響瞬間產(chǎn)生大量高溫氣體推動(dòng)航天飛機(jī)飛行，B正確；航天飛機(jī)用的鋁粉與高氯酸銨(NH4ClO4)的混合物為固體燃料，燃料反響為放熱反響，反響從能量變化上說，主要是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎蛣?dòng)能，C正確；2NH4ClO4N2↑＋4H2O＋Cl2↑＋2O2↑，2molNH4ClO4參加反響，2mol的＋7價(jià)Cl原子變成0價(jià)的1molCl2轉(zhuǎn)移14mol電子，NH4ClO4中氮、氧元素被氧化，氯元素被復(fù)原，高氯酸銨既是氧化劑，又是復(fù)原劑，D錯(cuò)誤。答案D123455.如下圖，把試管放入盛有25℃飽和石灰水的燒杯中，試管中開始放入幾小塊鎂片，再滴入5mL稀鹽酸。12345答復(fù)以下問題：(1)實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象是_________________________________________________________。解析鎂與鹽酸劇烈反響，可觀察到產(chǎn)生大量氣體，反響放出熱量使飽和溶液溫度升高，析出固體溶質(zhì)，觀察到溶液變渾濁。解析答案

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(2)產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是__________________________________________________________________。12345解析答案鎂與鹽酸反響放熱，Ca(OH)2的溶解度隨溫度升高而減小，故有固體析出(3)寫出有關(guān)反響的離子方程式_________________________________________________。解析鎂與鹽酸發(fā)生置換反響，生成氯化鎂和氫氣，反響的離子方程式為Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，析出固體的離子方程式為Ca2＋＋2OH－===Ca(OH)2↓。Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑、Ca2＋＋2OH－===Ca(OH)2↓(4)由實(shí)驗(yàn)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。12345解析答案解析當(dāng)反響物的總能量高于生成物的總能量時(shí)，反響是放熱反響，那么MgCl2溶液和H2的總能量小于鎂片和鹽酸的總能量。小于返回根底過關(guān)分層訓(xùn)練123456789101112解析答案題組1化學(xué)變化的判斷1.以下對(duì)化學(xué)反響的認(rèn)識(shí)錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()A.會(huì)引起化學(xué)鍵的變化 B.會(huì)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解析化學(xué)反響的本質(zhì)是化學(xué)鍵的斷裂和形成，表現(xiàn)為有新物質(zhì)生成，并伴隨著能量的變化，而化學(xué)變化中的反響物和生成物的狀態(tài)在反響前后可能相同，也可能不相同，C正確。C解析答案2.從宏觀來看化學(xué)變化的本質(zhì)是有新物質(zhì)生成。從微觀角度來看，以下變化不能說明發(fā)生了化學(xué)變化的是()A.變化時(shí)有電子的得失或共用電子對(duì)的形成B.變化過程中有化學(xué)鍵的斷裂和形成C.變化時(shí)釋放出能量D.變化前后原子的種類和數(shù)目沒有改變，分子種類增加了解析某些物理變化也能釋放能量，如濃H2SO4、NaOH等溶于水放出熱量，白熾燈工作時(shí)發(fā)光、發(fā)熱等。C123456789101112解析答案題組2放熱反響、吸熱反響的判斷3.以下變化中屬于吸熱反響的是()①液態(tài)水汽化②將膽礬加熱變成白色粉末③濃硫酸稀釋④氯酸鉀分解制氧氣⑤生石灰跟水反響生成熟石灰A.①④ B.②③ C.①④⑤ D.②④解析放熱反響和吸熱反響都是化學(xué)反響。放熱反響為⑤，吸熱反響為②④，液態(tài)水汽化是吸熱過程，濃H2SO4稀釋是放熱過程，二者均為物理變化。D1234567891011124.以下說法正確的選項(xiàng)是()A.任何化學(xué)反響都伴隨著能量的變化B.H2O(g)―→H2O(l)該過程放出大量的熱，所以該過程是化學(xué)變化C.化學(xué)反響中能量的變化都表現(xiàn)為熱量的變化D.對(duì)于如下圖的過程，是吸收能量的過程123456789101112解析答案解析任何化學(xué)反響都有能量的變化，但有能量變化的過程不一定是化學(xué)變化，如物質(zhì)的三態(tài)變化，雖然存在能量變化，但不存在舊化學(xué)鍵的斷裂與新化學(xué)鍵的形成，故不是化學(xué)變化，A正確，B錯(cuò)誤；化學(xué)反響中能量變化的形式有多種，除熱能外，還有光能、電能等，C錯(cuò)誤；由圖像知，該過程中反響物的總能量大于生成物的總能量，故該過程中放出了能量，D錯(cuò)誤。答案A123456789101112解析答案5.以下反響一定屬于放熱反響的是()A.氫氧化鋇晶體和氯化銨晶體的反響B(tài).能量變化如下圖的反響C.化學(xué)鍵斷裂吸收的能量比化學(xué)鍵形成放出的能量少的反響D.不需要加熱就能發(fā)生的反響123456789101112解析氫氧化鋇晶體和氯化銨晶體的反響屬于吸熱反響；生成物的總能量比反響物的總能量多的反響為吸熱反響；化學(xué)鍵斷裂吸收的能量比化學(xué)鍵形成放出的能量少的反響為放熱反響；不需要加熱就能發(fā)生的反響可能為吸熱反響，也可能為放熱反響。答案C123456789101112解析答案題組3化學(xué)鍵、能量變化、物質(zhì)的穩(wěn)定性6.石墨和金剛石都是碳的單質(zhì)，石墨在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為金剛石。12g石墨完全轉(zhuǎn)化為金剛石時(shí)，要吸收akJ的能量。以下說法中正確的選項(xiàng)是()①石墨不如金剛石穩(wěn)定②金剛石不如石墨穩(wěn)定③等質(zhì)量的石墨和金剛石完全燃燒，金剛石放出的能量多④等質(zhì)量的石墨和金剛石完全燃燒，石墨放出的能量多A.①② B.②③C.①④ D.③④123456789101112解析由石墨完全轉(zhuǎn)化為金剛石時(shí)吸熱，說明石墨的能量比金剛石低，石墨比金剛石更穩(wěn)定；同質(zhì)量的石墨和金剛石完全燃燒時(shí)，消耗氧氣的量相同，生成同樣多的二氧化碳，由于金剛石的能量高，所以金剛石燃燒后放出的能量要多。答案B123456789101112解析答案7.2mol氫氣完全燃燒生成水蒸氣時(shí)放出能量484kJ，且氧氣中1molO==O鍵完全斷裂時(shí)吸收能量496kJ，水蒸氣中1molH—O鍵形成時(shí)放出能量463kJ，那么氫氣中1molH—H鍵斷裂時(shí)吸收能量為()A.920kJ B.557kJC.436kJ D.188kJ123456789101112123456789101112答案C解析答案123456789101112A.12gC所具有的能量一定高于28gCO所具有的能量B.56gCO和32gO2所具有的總能量大于88gCO2所具有的總能量C.12gC和32gO2所具有的總能量大于44gCO2所具有的總能量D.將一定質(zhì)量的C燃燒，生成CO2比生成CO時(shí)放出的熱量多123456789101112答案A12gC并不代表反響物的全部，O2也是反響物，因此A項(xiàng)不正確。9.在25℃、101kPa的條件下，斷裂1molH—H鍵吸收436kJ能量，斷裂1molCl—Cl鍵吸收243kJ能量，形成1molH—Cl鍵放出431kJ能量。H2＋Cl2===2HCl的化學(xué)反響可用以下圖表示：123456789101112請(qǐng)答復(fù)以下有關(guān)問題：(1)反響物斷鍵吸收的總能量為________。解析答案123456789101112解析反響物斷鍵吸收的總能量應(yīng)該是斷裂1molH—H鍵與1molCl—Cl鍵吸收的能量之和，即436kJ＋243kJ＝679kJ。679kJ(2)生成物成鍵放出的總能量為________。解析生成物成鍵放出的總能量為2×431kJ＝862kJ。862kJ(3)判斷H2＋Cl2===2HCl反響是________(填“吸收〞或“放出〞)能量。(4)反響物的總能量_____(填“＞〞、“＝〞或“＜〞)生成物的總能量。解析答案123456789101112解析(3)、(4)由于吸收的總能量小于放出的總能量，所以反響放熱即反響物的總能量大于生成物的總能量。放出＞10.化學(xué)反響可視為舊鍵斷裂和新鍵形成的過程?；瘜W(xué)鍵的鍵能是形成(或拆開)1mol化學(xué)鍵時(shí)釋放(或吸收)的能量。白磷和P4O6分子結(jié)構(gòu)如下圖，現(xiàn)提供以下化學(xué)鍵的鍵能(kJ·mol－1)：P—P：198kJ·mol－1、P—O：360kJ·mol－1、O==O：498kJ·mol－1，那么P4(白磷)＋3O2===P4O6的反響是________(填“吸熱〞或“放熱〞)反響，生成1molP4O6________的熱量為__________。能力提升123456789101112解析答案解析斷開舊鍵吸收的能量為198×6kJ＋3×498kJ＝2682kJ，形成新鍵放出的能量為12×360kJ＝4320kJ，故該反響為放熱反響，生成1molP4O6放出的熱量為4320kJ－2682kJ＝1638kJ。答案放熱放出1638kJ123456789101112答案11.2021年發(fā)射的“神舟九號(hào)〞宇宙飛船有兩個(gè)重大使命，一是航天員在太空首次進(jìn)行手動(dòng)交會(huì)對(duì)接，二是實(shí)現(xiàn)航天員在“天宮一號(hào)〞內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作?！吧裰郇曄盗谢鸺闷纂?C2H8N2)作燃料，四氧化二氮作氧化劑，生成氮?dú)夂投趸細(xì)怏w。(1)寫出反響的化學(xué)方程式：________________________________________。(2)該反響是______(填“放熱〞或“吸熱〞)反響，反響物的總能量_______(填“大于〞、“小于〞或“等于〞)生成物的總能量，斷開化學(xué)鍵_____的總能量______鍵______的總能量。123456789101112放熱大于吸收小于放出1