2018秋高中化學(xué) 第二章 化學(xué)反應(yīng)與能量 2.1.2 化學(xué)能與熱能學(xué)案 新人教版必修2.doc

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第2課時(shí)化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過分組實(shí)驗(yàn),學(xué)會(huì)觀察、記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,以及從分析現(xiàn)象中得出結(jié)論。2.掌握化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。3.鞏固吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)的概念,了解中和熱的測定方法。自主學(xué)習(xí)1.請(qǐng)說出決定一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是放熱還是吸熱的因素是什么(要求從兩個(gè)方面進(jìn)行說明)。2.2Al+6HCl2AlCl3+3H2反應(yīng)熱;Ba(OH)28H2O+2NH4ClBaCl2+2NH3+10H2O反應(yīng)熱;H+OH-H2O反應(yīng)熱。3.寫出實(shí)驗(yàn)21所涉及的離子反應(yīng)方程式:。寫出實(shí)驗(yàn)22所涉及的化學(xué)反應(yīng)方程式:。寫出實(shí)驗(yàn)23所涉及的離子反應(yīng)方程式:。4.閱讀課本P32,完成思考與交流。5.常見的放熱反應(yīng)有:;吸熱反應(yīng):。課內(nèi)探究一、化學(xué)反應(yīng)中能量的轉(zhuǎn)化1.【課本實(shí)驗(yàn)21】鋁與鹽酸的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)步驟眼睛看到的現(xiàn)象用手觸摸的感覺用溫度計(jì)測量的數(shù)據(jù)在一支試管中加入23 mL 6 mol/L的鹽酸溶液向含有鹽酸溶液的試管中插入用砂紙打磨光的鋁條結(jié)論(1)鋁與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式:。(2)在反應(yīng)過程中你將能看到什么現(xiàn)象?(3)用眼睛不能直接觀察到反應(yīng)中的熱量變化,你將采取哪些簡單易行的辦法來了解反應(yīng)中的熱量變化?(4)要明顯地感知或測量反應(yīng)中的熱量變化,你在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意哪些問題?2.【課本實(shí)驗(yàn)22】Ba(OH)28H2O晶體與NH4Cl晶體的反應(yīng)【注意】由于這個(gè)實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是在短時(shí)間內(nèi)反應(yīng)充分進(jìn)行,使體系溫度快速降低,將玻璃片上的水凝固。實(shí)驗(yàn)中要注意三點(diǎn):(1)將Ba(OH)28H2O晶體研磨成粉末,以便與NH4Cl晶體充分接觸;(2)由于該反應(yīng)屬于固相反應(yīng),一定要在晶體混合后立即用玻璃棒快速攪拌混合物,以使它們很快起反應(yīng);(3)反應(yīng)放出有刺激性氣味的氨氣,會(huì)造成學(xué)習(xí)環(huán)境的污染,所以要注意對(duì)氨氣的吸收?！痉纸M實(shí)驗(yàn)】閱讀教材并根據(jù)已有知識(shí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟如下:【填寫實(shí)驗(yàn)記錄】實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論將晶體混合后立即用玻璃棒快速攪拌有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生,該氣體能使?jié)駶櫟淖仙镌嚰堊兯{(lán)有NH3生成用手觸摸燒杯下部感覺燒杯變涼反應(yīng)吸熱用手拿起燒杯燒杯下面的帶有幾滴水的玻璃片(或小木板)粘到了燒杯底部反應(yīng)吸收熱量使體系溫度降低,使水結(jié)成冰將粘有玻璃片的燒杯放在盛有熱水的燒杯上一會(huì)兒再拿起玻璃片脫離上面燒杯底部冰融化反應(yīng)完后移走燒杯上的多孔塑料片,觀察反應(yīng)物混合物成糊狀有水生成用化學(xué)方程式表示上述反應(yīng):。二、中和熱的測定1.中和熱的概念在稀溶液中,酸與堿反應(yīng)生成所釋放的熱量。2.中和熱的測定50 mL 0.50 mol/L鹽酸與50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液在如圖所示的裝置中進(jìn)行中和反應(yīng)。通過測定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計(jì)算中和熱。回答下列問題:(1)從實(shí)驗(yàn)裝置上看,圖中尚缺少的一種玻璃用品是。(2)燒杯間填滿碎紙條的作用是。(3)大燒杯上如不蓋硬紙板,求得的中和熱數(shù)值(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。(4)實(shí)驗(yàn)中改用60 mL 0.50 mol/L鹽酸跟50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng),與上述實(shí)驗(yàn)相比,所放出的熱量(填“相等”或“不相等”),所求中和熱(填“相等”或“不相等”),簡述理由。3.思考與總結(jié)要想提高中和熱測定的準(zhǔn)確性,實(shí)驗(yàn)應(yīng)注意什么?4.【學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)23】三個(gè)學(xué)生分成一組進(jìn)行實(shí)驗(yàn),其中每個(gè)學(xué)生做一個(gè)實(shí)驗(yàn)并記錄現(xiàn)象和數(shù)據(jù),供組內(nèi)交流、比較使用,然后討論得出結(jié)論。最后向全班匯報(bào),進(jìn)行組間交流?！咎顚憣?shí)驗(yàn)記錄】反應(yīng)物及用量酸HNO3 50 mL 0.5 mol/LHCl 50 mL 0.5 mol/LHCl 50 mL 0.5 mol/L堿NaOH 50 mL 0.55 mol/LNaOH 50 mL 0.55 mol/LKOH 50 mL 0.55 mol/L混合前溫度室溫t0室溫t0室溫t0混合后溫度t1t2t3結(jié)論HNO3與NaOH發(fā)生中和反應(yīng)時(shí)放熱HCl與NaOH發(fā)生中和反應(yīng)時(shí)放熱HCl與KOH發(fā)生中和反應(yīng)時(shí)放熱對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行歸納和概括強(qiáng)酸與強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)時(shí)放出熱量【討論分析】三個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式和離子方程式分別為:;。三、人類利用能源的三個(gè)階段1.時(shí)期。2.時(shí)期。3.時(shí)期?！纠?】近年來,科學(xué)家正在探索利用鋁粉作燃料的可能性,以期鋁能成為石油的一種取代物。假如鋁作為一種普遍使用的新型能源被開發(fā)利用,關(guān)于其有利因素的下列說法,你認(rèn)為哪項(xiàng)是錯(cuò)誤的()A.鋁質(zhì)輕,便于運(yùn)輸、貯存,且安全B.鋁燃燒時(shí)放出的熱量大,且燃燒后新產(chǎn)物對(duì)環(huán)境的污染容易得到有效控制C.在地球上,鋁礦資源豐富D.現(xiàn)代電冶鋁的工業(yè)技術(shù)已為鋁作為新能源奠定了重要基礎(chǔ)【例2】我國南海海底發(fā)現(xiàn)巨大的“可燃冰”帶,能源總量估計(jì)相當(dāng)于中國石油總量的一半;而我國東海“可燃冰”的蘊(yùn)藏量也很可觀“可燃冰”的主要成分是一水合甲烷晶體(CH4H2O)。請(qǐng)結(jié)合初中化學(xué)知識(shí)回答下列問題:(1)下列說法中正確的是()A.CH4H2O晶體中水是溶劑B.CH4H2O的組成元素有三種C.CH4H2O中CH4和H2O的質(zhì)量比為11D.可燃冰能燃燒,說明水具有可燃性(2)可燃冰的發(fā)現(xiàn)為我國在新世紀(jì)使用高效新能源開辟了廣闊的前景。你認(rèn)為能開發(fā)利用的新能源還有(至少填寫兩種)。隨堂檢測1.有關(guān)下列能量轉(zhuǎn)化的認(rèn)識(shí)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(xué)能B.人類使用照明設(shè)備是將電能轉(zhuǎn)化為了光能C.生物體內(nèi)的化學(xué)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、有效D.燃料燃燒時(shí)只是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為了熱能2.下列反應(yīng)既屬于氧化還原反應(yīng),又是吸熱反應(yīng)的是()A.鋅粒與稀硫酸的反應(yīng)B.灼熱的木炭與CO2反應(yīng)C.甲烷在氧氣中的燃燒反應(yīng)D.Ba(OH)28H2O晶體與NH4Cl晶體的反應(yīng)3.為減少汽車對(duì)城市大氣的污染,近年來中國成功地開發(fā)出了以新燃料作能源的“綠色汽車”。這種汽車可避免有毒的有機(jī)鉛、苯和苯的同系物以及多環(huán)芳烴的排放,保護(hù)環(huán)境。這種“綠色汽車”的燃料是()A.甲醇B.汽油C.柴油D.重油4.下列變化中屬于吸熱反應(yīng)的是()液態(tài)水汽化將膽礬加熱變?yōu)榘咨勰饬蛩嵯♂屄人徕浄纸庵蒲鯕馍腋磻?yīng)生成熟石灰A.B.C.D.5.關(guān)于吸熱反應(yīng)的說法正確的是()A.凡需加熱的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)B.只有分解反應(yīng)才是吸熱反應(yīng)C.使用催化劑的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)D.CO2與CaO化合是放熱反應(yīng),則CaCO3分解是吸熱反應(yīng)6.一種“即食即熱型快餐”適合外出旅行時(shí)使用。其內(nèi)層是用鋁箔包裹的、并已加工好的真空包裝食品,外層則是分別包裝的兩包化學(xué)物質(zhì),使用時(shí)拉動(dòng)預(yù)留在外的拉線,使這兩種化學(xué)物質(zhì)反應(yīng),此時(shí)便可對(duì)食物進(jìn)行加熱,這兩包化學(xué)物質(zhì)最合適的選擇是()A.濃硫酸與水B.生石灰與水C.熟石灰與水D.氯化鈉與水7.氫氣在氯氣中燃燒時(shí)產(chǎn)生蒼白色火焰。在反應(yīng)過程中,破壞1 mol氫氣中的化學(xué)鍵消耗的能量為Q1 kJ,破壞1 mol氯氣中的化學(xué)鍵消耗的能量為Q2 kJ,形成1 mol氯化氫中的化學(xué)鍵釋放的能量為Q3 kJ。下列關(guān)系式中,正確的是()A.Q1+Q2Q3B.Q1+Q22Q3C.Q1+Q2Q3D.Q1+Q22Q38.能源可劃分為一級(jí)能源和二級(jí)能源,自然界以現(xiàn)成方式提供的能源稱為一級(jí)能源;需依靠其他能源的能量間接制取的能源稱為二級(jí)能源。氫氣是一種高效而沒有污染的二級(jí)能源,它可以由在自然界中大量存在的水來制取:2H2O(l)2H2(g)+O2(g),該反應(yīng)需要吸收大量的熱。下列敘述正確的是()A.風(fēng)力是二級(jí)能源B.水力是二級(jí)能源C.天然氣是一級(jí)能源D.電能是一級(jí)能源參考答案自主學(xué)習(xí)1.(1)反應(yīng)物與生成物總能量的相對(duì)大小,若前者大,反應(yīng)放熱,反之,反應(yīng)吸熱。(2)舊鍵斷裂吸收的能量與新鍵形成釋放的能量的相對(duì)大小,若前者大,反應(yīng)吸熱,反之,放熱。2.放吸放3.2Al+6H+2Al3+3H2Ba(OH)28H2O+2NH4ClBaCl2+2NH3+10H2OH+OH-H2O4.化學(xué)反應(yīng)除伴隨著新物質(zhì)生成外還伴隨著能量的變化。5.所有的燃燒反應(yīng)、酸堿中和反應(yīng)、金屬與水或酸的反應(yīng)、自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)(如鋁熱反應(yīng))、大多數(shù)的化合反應(yīng)大多數(shù)的分解反應(yīng)、八水合氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體的反應(yīng)、碳與水(或二氧化碳)的反應(yīng)、鐵和水蒸氣的反應(yīng)、氫氣(或一氧化碳)還原氧化銅的反應(yīng)等課內(nèi)探究一、1.【實(shí)驗(yàn)21】鋁片表面產(chǎn)生氣泡并溶解發(fā)熱溫度升高該反應(yīng)為放熱反應(yīng)(1)2Al+6HCl2AlCl3+3H2(2)鋁片表面產(chǎn)生氣泡并溶解,溫度計(jì)溫度指數(shù)升高。(3)用手觸摸或用溫度計(jì)測量。(4)用手觸摸感知時(shí)不宜太早(放熱不夠)也不宜太晚(散熱太多),用溫度計(jì)測量時(shí)要記錄最高溫度。2.Ba(OH)28H2O+2NH4ClBaCl2+2NH3+10H2O二、1.1 mol水2.(1)環(huán)形玻璃攪拌棒(2)減少熱量的散失(3)偏小(4)不相等相等中和熱是指生成1 mol水時(shí)所釋放的熱量3.(1)攪拌或傾倒時(shí)不要有溶液損失。(2)準(zhǔn)確讀取混合液的最高溫度值。(3)溶液濃度不能太高或太低。4.HNO3+NaOHNaNO3+H2OH+OH-H2OHCl+NaOHNaCl+H2OH+OH-H2OHCl+KOHKCl+H2OH+OH-H2O三、1.柴草2.化石能源3.多能源結(jié)構(gòu)【例1】解析:鋁質(zhì)輕,燃燒時(shí)放熱多,在地殼中是含量最大的金屬元素,鋁礦資源豐富,這些都是用鋁作為新型燃料的有利條件,但是電冶鋁本身需要消耗大量的能量,從這一點(diǎn)考慮,如果沒有開發(fā)出新的冶煉金屬鋁的技術(shù),則用鋁作為新能源的做法是不合理的。所以D說法錯(cuò)誤。答案:D【例2】解析:(1)溶劑是能夠溶解其他物質(zhì)的物質(zhì),溶劑與溶質(zhì)間沒有固定的組成,而CH4H2O的組成固定,故A不正確。CH4中含C、H兩種元素,H2O中含H、O兩種元素,故CH4H2O由C、H、O三種元素組成,B正確。CH4H2O分子中CH4與H2O的物質(zhì)的量之比為11,則C不正確。CH4H2O可燃是由于分解產(chǎn)生CH4的原因,故D不正確。(2)新能源是指以新技術(shù)為基礎(chǔ),系統(tǒng)開發(fā)利用的能源包括太陽能、生物能、風(fēng)能、地?zé)崮?、氫能源等。答?(1)B(2)太陽能、潮汐能、水能、風(fēng)能、核能、地?zé)?、氫能源等隨堂檢測1.D2.B3.A4.D5.D6.B7.解析:燃燒反應(yīng)均屬于放熱反應(yīng),舊鍵斷裂吸收的能量一定小于新鍵形成釋放的能量。答案:D8.C