人教版必修2第二章第一节化学能与热能

第二章 化学反应与能量第一节 化学能与热能 【学习目标】1了解化学反应中化学键的变化与能量变化的关系。2了解吸热反应和放热反应的概念及与反应物、生成物总能量的关系。3. 通过生产、生活中的实例了解化学能与热能的相互转化。 课 前 自 主 学 习 【自主预习】一、化学键和化学反应中能量变化的关系阅读教材P32页内容，解决如下问题。1断开化学键吸收能量1molH2中含有 HH键，常温常压下使1molH2变为2molH原子断开了 HH键，需要 436KJ的热量。2形成化学键放出能量由2molH原子生成1molH2，有 HH键生成，生成过程中向外界 436KJ的热量。小结：形成1molHH键释放的能量与断开1molHH键吸收的能量 。3化学变化中能量变化的主要原因微观方面化学键的 和 是化学反应中能量变化的主要原因。化学反应的实质是分子的 和原子的 ，用化学键理论可表述为旧化学键的 和新化学键的 。4反应能量变化的判定宏观方面 （教材P33页图）各种物质都储存有 能。反应物的总能量生成物的总能量，反应 能量。反应物的总能量生成物的总能量，反应 能量。5两条基本的自然定律质量守恒定律： 。能量守恒定律： 。6放热反应和吸热反应化学反应中的能量变化，通常主要表现为 的变化 或者 。放热反应： 的化学反应。吸热反应： 的化学反应。已知该反应为放热反应，则拆开化学键需要的总能量（E拆）、形成化学键的总能量（E成）与放出的能量（E）之间的关系： 。【资料收集】：常见的放热反应和吸热反应 放热反应：_ _ _ _ _吸热反应：_ _ _ _【科学视野1】生物体中的能量转化生物反应物变化过程生成物能量转化过程植物H2O+CO2糖类(淀粉等) 能 能动物食用糖类H2O+CO2 能 能【科学视野2】社会发展与能源利用不同社会发展水平时期的人均耗能量不同。【科学视野3】人类利用能源的三个阶段 能源时期 能源时期_时期【预习检测】1当两个原子形成化学键时，原子的能量将 ( )A升高 B降低 C保持不变 D一个升高一个降低2已知反应物的总能量高于产物的总能量，则反应是 （ ） A放热反应 B.吸热反应 C.有催化剂作用 D.无法判断3已知反应ABCD为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是( ) A A的能量一定高于C BB的能量一定高于D C A和B的总能量一定高于C和D的总能量 D 该反应为放热反应，故不必加热就一定能发生4下面是有关化学能和热能的叙述，其中正确的是 （ ） A化学反应中不一定伴随着能量的变化 B只要有能量变化的过程一定是化学反应 C只要是加热才能发生的反应就一定是吸热反应D燃烧反应都可以看成物质内部的化学能转变为热能的放热反应5有关下列能量转化的认识不正确的是( )。 A植物的光合作用使得太阳能转化为了化学能 B人类使用照明设备是将电能转化为了光能 C生物体内的化学变化过程在能量转化上比在体外发生的一些能量转化更为合理、有效D燃料燃烧时只是将化学能转化为了热能【问题存疑】课 堂 合 作 探 究 【合作探究】探究活动一、探究化学反应过程中的能量变化二、实验内容实验1铝和盐酸的反应 ：向一支试管中加入 23mL 6mol/L 的盐酸，插入用砂纸打磨光的铝条，观察现象，并用温度计测量溶液温度的变化。实验步骤实验现象手触摸温度计测加入盐酸插入铝片温度计的液柱 ，由 到 结论结论：1. 大多数置换反应是 反应； 2. 能转化为 释放出来。实验2Ba(OH)28H2O 晶体与NH4Cl反应：将约 20g Ba(OH)28H2O 晶体研细后与10g NH4Cl 晶体在烧杯中混合，并将烧杯放在滴有几滴水的玻璃片上，立即用玻璃棒快速搅拌混合物，闻气味，用手触摸杯壁下部，试着用手拿起烧杯，观察现象。实验步骤实验现象得出结论1.将晶体混合后立即用玻璃棒快速搅拌混合物2.用手触摸烧杯下部3.用手拿起烧杯4.将粘有玻璃片的烧杯放在盛有热水的烧杯上一会儿再拿起5.反应完后，观察反应物结 论 能转化为 能储存起来用化学方程式表示上述反应：_实验3：盐酸与NaOH溶液反应在 50mL烧杯中加入 20mL 2mol/L 的盐酸，测其温度，另用量筒量取 20mL 2mol/L 的NaOH溶液，测其温度。并缓缓倾入烧杯中，边加边用玻璃棒搅拌，观察反应中溶液温度的变化过程，并做好记录。盐酸温度NaOH溶液温度反应后溶液温度结论：溶液温度 _反应实质：_。中和反应是_ 反应； _能转化为 _ 能释放出来。讨论交流：【讨论交流1】物质发生化学反应的同时还伴随着能量的变化，而这些能量变化通常又表现为热能变化。为什么有的化学反应吸热，而有的化学反应放热？ 【讨论交流2】化学反应中的能量从哪里来？ 【讨论交流3】H2和Cl2反应生成HCl是放热反应，比较反应物H2和Cl2的总能量（E反）与生成物HCl的总能量（E生）大小关系： 【讨论交流4】为什么许多放热反应一开始要加热才能进行呢？ 学以致用:1.物质之间发生化学反应时，一定发生变化的是（ ）A.颜色 （若不正确，请举反例： ）B.状态 （若不正确，请举反例： ）C.化学键 （若不正确，请举反例： ）D.原子核 （若不正确，请举反例： ）2.下列说法不正确的（ ）A.需要加热才能进行的反应一定是吸热反应 B.化学反应开始时都需要吸收能量C.E（拆键） E（成键），则反应放热 D.可逆反应若正向放热，则逆向一定吸热3.资料：拆开1molH2吸热436kJ，拆开1molCl2吸热243kJ，形成1molHCl放热431kJ。请你算一算“氢气和氯气反应生成氯化氢”的反应是吸热过程还是放热过程。简单说说你的依据。归纳整理：1物质发生化学反应的同时还伴随着 的变化,而这种 变化又通常表现为 变化。2 是化学反应中能量变化的主要原因。3一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量，取决于 的总能量与 的总能量的相对大小。4化学反应中能量转化遵循 原则。5化学反应中能量的计算及其利用前景随 堂 达 标 训 练 1下列反应既属于氧化还原反应，又是吸热反应的是 ( )A.锌粒与稀硫酸的反应 B.灼热的木炭与CO2反应C.甲烷在氧气中的燃烧反应 D.Ba(OH)28H2O晶体与NH4Cl晶体的反应2据报道，某国一集团拟在太空建造巨大的集光装置，把太阳光变成激光用于分解海水制氢：2H2O2H2O2。下列说法正确的是()A水的分解反应是放热反应 B氢气是一次能源C使用氢气作燃料将会增加温室效应 D在这一反应中，光能转化为化学能 3下列物质加入水中显著放热的化学反应是( )A.固体氢氧化钠 B.生石灰 C.无水乙醇 D.固体硝酸铵4右图是两个反应反应前后反应物总能量和生成物总能量的比较图，对于A、B两个反应的说法正确的是( )A. A反应是放热反应，B反应也是放热反应B. A反应是放热反应，B反应是吸热反应C. A反应是吸热反应，B反应也是吸热反应D. A反应不需要加热，B反应必须加热5航天飞机用铝粉与高氯酸铵（NH4ClO4）的混合物为固体燃料，点燃时铝粉氧化放热引发氯酸铵反应，其化学方程式可表示为： 2NH4ClO4 = N2+ 4H2O+ Cl2+ 2O2+ Q（该反应为放热反应）下列对此反应的叙述中错误的是（ ）A上述反应属于分解反应B上述反应瞬间产生大量高温气体推动航天飞机飞行C反应从能量变化上说，主要是化学能转变为热能和动能D在反应中高氯酸铵只起氧化剂作用6有关能源的下列说法不正确的是（ ）A.煤、石油、天然气均为化石能源 B.化石能源是非再生能源C.氢能是再生能源 D.氢能、核能均是无污染的高效能源7下列有关光合作用的说法不正确的是（ ）A.将无机物转化为有机物 B.反应物的总能量高于生成物的总能量C.将太阳能转化为化学能 D.是自然界中碳元素循环的重要途径8下列选项能说明乙醇作为燃烧的优点的是（ ）燃烧时发生氧化还原反应 充分燃烧时的产物不污染环境 乙醇是一种再生能源 燃烧时放出大量的热A. B. C. D.9如右图所示，把试管放入盛有25 时饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管滴入5 mL盐酸于试管中。试完成下列问题：(1)实验中观察到的现象是_。(2)产生上述现象的原因是_。(3)写出有关反应的离子方程式：_。(4)由实验推知，MgCl2溶液和H2的总能量_ (填“大于”“小于”或“等于”)镁片和盐酸的总能量。10能源是人类生存和发展的重要支撑因素。常规能源（煤、石油、天然气等）日益减少，促进人们去研究能源的利用率和新能源（如太阳能、氢能、核能等）的开发。（1）我国目前最主要的能源品种是_，能源利用中存在的主要问题有_。（2）为减少污染，提高燃料利用率，下列措施可以达到目的的是_。将城市居民燃煤改为使用气体燃料 若将原来烧天然气的灶具改烧石油液化气，应增大空气进入量和减少液化气的进入量 研制燃料电池 在农村大力发展沼气（3）某些科学家对以下3个化学反应很感兴趣：3FeCl2+4H2OFe3O4+6HCl+H22Fe3O4+3Cl2+12HCl=6FeCl3+6H2O+O26FeCl36FeCl2+3Cl2科学家想利用上述反应来制取的一种很有意义的物质是_，该物质作为燃料的优点有_、_、_。 学习感悟化学能与热能知 能 拓 展 提 升 10 / 10【达标检测】1.下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是（ ）A.碳酸钙受热分解 B.乙醇燃烧C.铝粉与氧化铁粉末反应 D.氧化钙溶于水2.已知25 、101 kPa下，含1 mol碳原子的石墨完全燃烧生成CO2放出热量393.51 kJ；含1 mol碳原子的金刚石完全燃烧生成CO2放出395.41 kJ的热量。据此判断，下列说法正确的是（ ）A.由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低B.由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高C.由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低D.由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高3.从光合作用的反应原理6CO2 + 6H2OC6H12O6+6O2可知碳是农作物生长的必需元素之一。关于用二氧化碳生产肥料的评价正确的是A缓解地球温室效应，抑制农作物营养平衡B加剧地球温室效应，促进农作物营养平衡C缓解地球温室效应，促进农作物营养平衡D加剧地球温室效应，抑制农作物营养平衡4下列对化学反应的认识错误的是A会引起化学键的变化 B会产生新的物质C必然引起物质状态的变化 D必然伴随着能量的变化5氢气是一种高效而没有污染的二级能源，它可以由自然界中大量存在的水来制取：2H2O(l)2H2(g)O2(g)，该反应要吸收大量的热。关于用水制取二级能源氢气，以下研究方向正确的是()构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可研究在水不分解的情况下，使氢气成为二级能源； 设法将太阳光聚焦，产生高温，使水分解产生氢气； 寻找高效催化剂，使水分解产生氢气，同时释放能量； 寻找特殊催化剂，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气。 A B C D7 6.化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化，下列图示能表示Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反应过程中能量变化的是()87.下列变化过程，属于放热过程的是()液态水变成水蒸气酸碱中和反应浓H2SO4稀释固体氢氧化钠溶于水H2在Cl2中燃烧由氯酸钾制O2NH4Cl晶体与Ba(OH)28H2O混合搅拌A B C D8.绿色能源是指使用过程中不排放或排放极少污染物的能源，如一级能源中的水能、地热、天然气等；二级能源中电能、氢能等。下列能源属于绿色能源的是（ ） 太阳能 风能 石油 煤 潮汐能 木材A B C D化学能与热能答案【自主预习】答案1 1mol 1 mol 吸收2 1mol 放出 相等3 断裂 形成 破裂 重新组合 断裂 形成4 化学放出吸收5在化学反应中，参加反应前各物质的质量总和等于反应后生成各物质的质量总和。这个规律就叫做质量守恒定律。一种形式的能量可以转化为另一种形式的能量，转化的途径和能量形式可以不同，但是体系包含的总能量不变，亦即总能量也是守恒的，这就是能量守恒定律。6热量 吸热 放热 放出热量 吸收热量E= E成- E拆活泼金属置换水或酸中氢的反应酸碱中和反应含碳燃料燃烧的反应易爆物质的爆炸反应 多数的化合反应几个常见的吸热反应 2NH4Cl+Ba(OH)28H2O=BaCl2+2NH3+10H2O C+H2O(g)=CO+H2 多数的分解反应，如： CaCO3=CaO+CO2 CuSO45H2O=CuSO4+5H2O 一些物质的溶解，如硝酸铵溶解等。高温下碳还原金属氧化物其它如电离反应，盐类的水解【科学视野1】光合作用 光 化学化学反应 化学 热【科学视野3】柴草 化石能源 多能源结构【预习检测】1B 2A 3C 4D 5D【合作探究】实验1铝和盐酸的反应结论：1. 放热 2化学 热实验2Ba(OH)28H2O 晶体与NH4Cl反应：结论 热 化学2NH4Cl+Ba(OH)28H2O=BaCl2+2NH3+10H2O实验3：盐酸与NaOH溶液反应结论 升高H+OH-=H2O 放热化学 热讨论交流1 从宏观一个化学反应是吸热还是放热与反应物总能量和生成物总能量的相对大小有关。从微观一个化学反应是吸热还是放热与断键吸收能量大小与成键释放能量大小有关。当E（吸收） E（放出） 反应为吸热反应讨论交流2 原子之间断键吸收能量与形成新键时释放的能量差讨论交流3 小于讨论交流4放热反应在一开始加热是为了让反应有足够的活化分子，诱使反应能够持续进行下去。总之反应条件与热量变化没有必然的关系，既需要点燃或加热的反应不一定是吸热反应，而放热反应也可能需在高温条件下才能进行。学以致用A 中和反应B 中和反应C 正确D 中和反应2 A3 436KJ+243KJ-2431KJ=-183 KJ 小于0，所以是放热。归纳整理1能量 能量 热量2 化学键的断裂和形成3 反应物 生成物4 能量守恒定律随 堂 达 标 训 练 1B 2D 3B 4B 5D 6D 7B 8D9(1) 镁片上有大量气泡产生、镁片逐渐溶解、烧杯中析出晶体(2)镁与盐酸反应产生氢气，该反应为放热反应，Ca(OH)2在水中的溶解度随温度升高而减小，故析出Ca(OH)2晶体(3)Mg+2H+=Mg2+H2(4)小于10（1）煤 人均能源占有量小，能源利用率低，单位产值能耗高 （2） （3）H2 单位质量热值高 燃烧产物只有水，对环境无污染 来源（水）较为丰富知 能 拓 展 提 升 【达标检测】1A 2A 3C 4C 5D 6A 7A 8D友情提示：部分文档来自网络整理，供您参考！文档可复制、编制，期待您的好评与关注！