2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 第2章 化學(xué)反應(yīng)與能量 第1節(jié) 化學(xué)能與熱能學(xué)案 新人教版必修2.doc

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第一節(jié)化學(xué)能與熱能學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.知道化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因。(重點)2.根據(jù)反應(yīng)前后物質(zhì)總能量的相對大小判斷化學(xué)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)。(重難點)3.了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化。4.了解化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用及其對人類文明發(fā)展的貢獻(xiàn)。自 主 預(yù) 習(xí)探 新 知1化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因微觀角度(1)化學(xué)反應(yīng)的實質(zhì)：原子的重新組合，即反應(yīng)物中舊化學(xué)鍵的斷裂和生成物中新化學(xué)鍵的形成的過程。(2)化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因 (3)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(CH4C4H)吸收1 660 kJ能量，形成1 mol CH鍵(CHCH)放出415 kJ能量。(4)結(jié)論：化學(xué)鍵的斷裂和形成是物質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中發(fā)生能量變化的主要原因。2化學(xué)反應(yīng)中能量變化的決定因素宏觀角度 化學(xué)反應(yīng)放熱 化學(xué)反應(yīng)吸熱結(jié)論：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化決定于反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的相對大小。3化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化(1)兩個基本的自然規(guī)律“質(zhì)量守恒”和“能量守恒”質(zhì)量守恒定律：自然界中的物質(zhì)發(fā)生轉(zhuǎn)化時，總質(zhì)量不變；能量守恒定律：不同形式的能量發(fā)生轉(zhuǎn)換時，總能量不變。(2)吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)：吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)，實現(xiàn)了熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。放熱反應(yīng)：放出熱量的化學(xué)反應(yīng)，實現(xiàn)了化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能。(3)化學(xué)反應(yīng)中能量變化的應(yīng)用：利用化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能進行生活、生產(chǎn)和科研，提供人類生存和發(fā)展所需要的能量和動力；利用熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能進行化工生產(chǎn)、研制新物質(zhì)?！咀⒁狻啃枰訜岵拍苓M行的反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)，不需要加熱就能進行的反應(yīng)也不一定是放熱反應(yīng)。4能源利用的三階段【提醒】常見新能源有太陽能、氫能、生物質(zhì)能、地?zé)崮堋⒊毕?、海洋能、風(fēng)能、水能、核能。其中太陽能、氫能、生物質(zhì)能、風(fēng)能和水能屬于可再生能源?；A(chǔ)自測1判斷對錯(對的打“”，錯的打“”)。(1)化學(xué)鍵斷裂需要吸收能量，化學(xué)鍵形成會放出能量()(2)化學(xué)反應(yīng)必然伴隨能量變化()(3)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()(4)吸熱反應(yīng)的進行必須加熱，放熱反應(yīng)的進行不用加熱()(5)煤、石油和天然氣都是化石能源()(6)柴草燃燒時，化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為熱能()【答案】(1)(2)(3)(4)(5)(6)2下列反應(yīng)中，屬于放熱反應(yīng)的是_，屬于吸熱反應(yīng)的是_(填序號)。煅燒石灰石(主要成分是CaCO3)制生石灰(CaO)燃燒蜂窩煤取暖炸藥爆炸硫酸與氫氧化鉀溶液反應(yīng)生石灰與水作用制熟石灰食物腐敗碳與水蒸氣反應(yīng)制得水煤氣Ba(OH)28H2O與NH4Cl混合反應(yīng)【答案】合 作 探 究攻 重 難利用化學(xué)鍵進行能量的變化計算利用化學(xué)鍵的能量變化可粗略計算化學(xué)反應(yīng)過程中的能量變化。以反應(yīng)H2Cl2=2HCl為例：問題思考(1)斷裂1 mol HH和1 mol ClCl形成H和Cl，能量有什么變化？數(shù)值為多少？【提示】吸收能量。數(shù)值為(436243)kJ。(2)H與Cl形成2 mol HCl，能量有什么變化？數(shù)值為多少？【提示】放出能量。數(shù)值為2431 kJ。(3)1 mol H2與1 mol Cl2生成2 mol HCl氣體，能量有什么變化？數(shù)值為多少？【提示】放出能量。數(shù)值為2431 kJ436 kJ243 kJ183 kJ。(4)原子形成1 mol化學(xué)鍵所放出的能量與斷開1 mol該化學(xué)鍵所吸收的能量有什么關(guān)系？【提示】相等。(1)化學(xué)鍵與能量變化的關(guān)系：(2)計算公式：用Q(吸)表示反應(yīng)物分子化學(xué)鍵斷裂時吸收的總能量，Q(放)表示生成物分子化學(xué)鍵形成時放出的總能量。公式：QQ(吸)Q(放)利用化學(xué)鍵形成和斷裂時的能量變化計算化學(xué)反應(yīng)中的能量變化：QQ(吸)Q(放)對點訓(xùn)練1化學(xué)反應(yīng)A2B2=2AB的能量變化如圖所示，則下列說法正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號：43722077】A該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B斷裂1 mol AA鍵和1 mol BB鍵能放出x kJ能量C斷裂2 mol AB鍵需要吸收y kJ的能量D2 mol AB的總能量高于1 mol A2和1 mol B2的總能量C由圖示知反應(yīng)物總能量高于生成物總能量，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，A、D項錯誤；斷鍵時吸收能量，B項錯誤。2根據(jù)下面的信息，判斷下列敘述正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：43722078】A氫氣跟氧氣反應(yīng)生成水的同時釋放能量B氫氣跟氧氣反應(yīng)生成水的同時吸收能量C1 mol H2跟 mol O2反應(yīng)生成1 mol H2O一定釋放能量245 kJD2 mol H2(g)跟1 mol O2(g)反應(yīng)生成2 mol H2O(g)吸收能量490 kJA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；2 mol H(g)與1 mol O(g)形成1 mol H2O(g)共釋放能量930 kJ。在1 mol H2(g)跟 mol O2(g)反應(yīng)生成1 mol H2O(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(zhì)的狀態(tài)，所以釋放的能量不一定是245 kJ。常見吸熱反應(yīng)與放熱反應(yīng)的實驗探究問題思考(1)【提示】氣泡發(fā)熱上升放熱(2)【提示】刺激性發(fā)涼黏結(jié)在一起糊狀吸熱(3)【提示】高HOH=H2O放熱(1)放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)的比較類型比較放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)形成原因反應(yīng)物具有的總能量大于生成物具有的總能量反應(yīng)物具有的總能量小于生成物具有的總能量與化學(xué)鍵強弱的關(guān)系生成物分子成鍵時釋放出的總能量大于反應(yīng)物分子斷裂時吸收的總能量生成物分子成鍵時釋放的總能量小于反應(yīng)物分子斷鍵時吸收的總能量反應(yīng)過程示意圖【注意】有的放熱反應(yīng)需要加熱才能發(fā)生，例如煤的燃燒就是放熱反應(yīng)，但需要加熱或點燃引發(fā)反應(yīng)；有的放熱反應(yīng)不需要加熱，如磷的自燃。吸熱反應(yīng)大都需要加熱，也有不需加熱就能反應(yīng)的，例如Ba(OH)28H2O晶體與NH4Cl晶體的反應(yīng)。(2)常見放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)對點訓(xùn)練3下列說法正確的是()AFe與S在加熱條件下才能發(fā)生反應(yīng)，所以該反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)BHNO3、H2SO4分別與NaOH溶液反應(yīng)都放出熱量C分解反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)，化合反應(yīng)都是放熱反應(yīng)D合成氨的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以N2與其他物質(zhì)的反應(yīng)也是放熱反應(yīng)BFe與S雖然需加熱才能發(fā)生反應(yīng)，但反應(yīng)開始后，停止加熱，反應(yīng)能繼續(xù)進行，加熱只是為了引發(fā)反應(yīng)，所以該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，A錯誤；中和反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，B正確；分解反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)，如H2O2的分解反應(yīng)就是放熱反應(yīng)，化合反應(yīng)也不一定是放熱反應(yīng)，如CO2與C的反應(yīng)就是吸熱反應(yīng)，C錯誤；與N2反應(yīng)的物質(zhì)不同，能量變化也不同，不能根據(jù)合成氨反應(yīng)的能量變化來類推N2與其他物質(zhì)反應(yīng)的能量變化，如N2和O2在放電條件下生成NO就是吸熱反應(yīng)，D錯誤。4如圖表示吸收能量反應(yīng)的圖像是()【導(dǎo)學(xué)號：43722079】C反應(yīng)物的能量低于生成物的能量，反應(yīng)表現(xiàn)為吸熱。當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)固 雙 基1下列說法正確的是()A化學(xué)反應(yīng)未必伴隨能量變化B放熱反應(yīng)全部不需要加熱即可發(fā)生C需要加熱條件的化學(xué)反應(yīng)都是吸熱反應(yīng)D化學(xué)變化中的能量變化主要是由化學(xué)鍵變化引起的D化學(xué)反應(yīng)過程中必然伴隨有能量變化，A錯誤；放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)與反應(yīng)條件無關(guān)，B、C錯誤；化學(xué)反應(yīng)可以分為舊鍵斷裂和新鍵形成兩個過程，前者吸熱，后者放熱，化學(xué)反應(yīng)的吸放熱取決于兩個過程的熱量多少，D正確。2下列有關(guān)能量轉(zhuǎn)換的說法不正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：43722080】A煤燃燒是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的過程B化石燃料和植物燃料燃燒時放出的能量均來源于太陽能C動物體內(nèi)葡萄糖被氧化成CO2是熱能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的過程D植物通過光合作用將CO2轉(zhuǎn)化為葡萄糖是太陽能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的過程C煤燃燒是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的過程，A項正確；化石燃料和植物燃料中的能量均來自太陽能，B項正確；動物體內(nèi)葡萄糖被氧化生成CO2，是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的過程，C項錯誤；植物通過光合作用將CO2轉(zhuǎn)化為葡萄糖，是太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程，D項正確。3已知反應(yīng)XY=MN為吸熱反應(yīng)，下列說法正確的是()AX的能量一定低于M的，Y的能量一定低于N的B該反應(yīng)一定需要加熱，反應(yīng)才能進行C破壞反應(yīng)物中的化學(xué)鍵所吸收的能量小于形成生成物中的化學(xué)鍵所放出的能量DX和Y的總能量低于M和N的總能量D由該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)可知，反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量，即X和Y的總能量低于M和N的總能量。吸熱反應(yīng)不一定需要加熱反應(yīng)才能進行，如Ba(OH)28H2O晶體與NH4Cl晶體的反應(yīng)，常溫下就可以發(fā)生。破壞化學(xué)鍵所吸收的能量小于形成化學(xué)鍵所放出的能量時，為放熱反應(yīng)。故A、B、C錯誤，D正確。4新能源的開發(fā)利用是人類社會可持續(xù)發(fā)展的重要課題。下列屬于新能源的是()A氫氣B煤炭C天然氣D石油A煤炭、天然氣、石油為化石能源，不屬于新能源。5已知斷裂1 mol共價鍵所需要吸收的能量分別為HH：436 kJ，II：151 kJ，HI：299 kJ，下列對H2(g)I2(g)2HI(g)的反應(yīng)類型判斷錯誤的是()【導(dǎo)學(xué)號：43722081】A放出能量的反應(yīng)B吸收能量的反應(yīng)C氧化還原反應(yīng)D化合反應(yīng)B依題意，斷裂1 mol HH鍵和1 mol II鍵吸收的能量為436 kJ151 kJ587 kJ，生成2 mol HI鍵放出的能量為299 kJ2598 kJ，因為598 kJ587 kJ，所以，該反應(yīng)的正反應(yīng)是放出能量的反應(yīng)；根據(jù)反應(yīng)式可知該反應(yīng)是化合反應(yīng)，也是氧化還原反應(yīng)。