1、高中化学 21化学能与热能教学案第2课时 新人教版必修22019-2020年高中化学 2.1化学能与热能教学案（第2课时） 新人教版必修2【教学目标】1、通过实验知道化学反应中能量变化的主要表现形式，能根据事实判断吸热反应、放热反应，能说出中和热的涵义。2、通过实验探究体验科学研究的一般过程，了解科学研究基本方法。3、通过实验发展学习化学的兴趣，进一步形成交流、合作、反思、评价的学习习惯。【重点难点】吸热反应、放热反应、中和热等基本概念。【教学方法】讨论、实验、比较【教学过程】创设问题情景 在我们接触的化学反应中，物质在发生化学反应的同时还伴随着能量的变化实验2-1思考：1、 实验的目的是？2
2、、铝条为什么要打磨？3、在感知盐酸和铝反应是否有热量的变化时，用的是温度计，还可以用什么来感知？各有什么优缺点？实验2-2思考1、 实验的目的是？2、猜测反应放出的气体是什么？3、氯化铵晶体和Ba(OH)28H2O晶体要研细？实验2-3思考和交流1、实验的目的是？2、酸和碱发生中和反应生成1 mol H2O时所释放的热量称为中和热。如果要你来测量，在反应的装置上，你认为要注意什么？试画出测量的装置图。3、为了保证20ml 2mol/L NaOH完全反应，通常加适当过量的盐酸，如25ml 2mol/L HCl ，问若加15ml 2mol/L HCl，所测得的中和热是 （填偏大、偏小、不变）。4、
3、用HNO3和KOH来做这个实验，所测得的中和热结果和盐酸、氢氧化钠这组比较数值 （填偏大、偏小、不变）。归纳小结物质在发生化学反应的同时还伴随着能量的变化，这些能量变化通常又表现为热量的变化（也有其他形式，如发光）。对于化学反应我们有时是利用它的产物，有时我们利用的却是它的能量！如化石燃料的燃烧等。思考1、结合物质的燃烧，吸热反应一定要加热吗？放热反应就一定不用加热吗？小结常见的放热反应有：常见的吸热反应有：2、氢气和氧气反应是放热反应，2 mol氢气和1 mol氧气反应时，若一种是生成2 mol水蒸气，一种是生成2 mol液态水，两种情况下放出的热量同吗？若不同，谁的大？思考与交流反应放出或
4、吸收的热量和反应物、生成物的状态有关吗？【课时作业】班级 姓名 学号 1、下列反应中属吸热反应的是 （ ）A、镁与盐酸反应放出氢气 B、氢氧化钠与盐酸的反应 C、硫在空气或氧气中燃烧 D、Ba(OH)28H2O与NH4Cl反应2、下列说法不正确的是 （ ）A、化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化B、放热反应不需要加热即可发生C、需要加热条件的化学反应都是吸热反应D、1mol硫酸与足量氢氧化钠发生反应生成水所释放的热量称为中和热3、下列变化中，吸收热量但不属于吸热反应的是 A、干冰升华B、生石灰和水C、氢气还原氧化铜D、酒精挥发4、在空气中发生的燃烧，缓慢氧化和自燃的共同点是A、都需要达
5、到着火点 B、都产生热量 C、都要点燃 D、都属于氧化反应5、 航天飞机用的铝粉与高氯酸铵(NH4ClO4)的混合物为固体燃料，点燃时铝粉氧化放热引发高氯酸铵反应，其方程式可表示为：2NH4ClO4 N2+ 4H2O+Cl2+2O2+Q，下列对此反应叙述中错误的是( )A. 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、下列说法不正确的是 （ ）A 化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化B 物质燃烧和中和反应均放出热量C 分解反应肯定是吸热反应D 化学反应是吸热还是放热决定于
6、生成物具有的总能量和反应物具有的总能量7、用的燃料，现大多为煤气、液化石油气。煤气的主要成分是CO、H2的混合气体，它由煤炭与水蒸气在高温下反应制得，故又称水煤气。试回答：（1）、出制取水煤气的主要化学方程式 ，该反应是 反应（填吸热、放热）。（2）、设液化石油气的主要成分为丙烷（C3H8 ）,其充分燃烧后产物为CO2和 H2O，试比较完全燃烧等质量的C3H8及CO所需氧气的质量比。（3）、氢气是未来的能源，燃烧时除产生的热量高外，还具有的优点是 8、50 mL1.0mol/L盐酸跟50mL1.1mol/L氢氧化钠溶液在下图装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。试回答
7、下列问题。 （1）大小烧杯间填满碎纸条的作用是什么？（2）大烧杯上如不盖硬纸板，对求得中和热的数值有何影响?（3）改用60 mL1.0mol/L盐酸跟50mL1.1mol/L氢氧化钠溶液进行反应，与上述实验相比，所放热量是否相等?所求中和热数值是否相等？简述理由。9、比较完全燃烧同体积下列气体需要的空气体积的大小：天然气（以甲烷计）、石油液化气（以丁烷C4H10计）、水煤气（以CO、H2体积比1：1计）10、两位同学讨论放热和吸热反应。甲说：加热后才能发生的化学反应是吸热反应，乙说：反应中要持续加热才能进行的反应是吸热反应。你认为他们的说法正确吗？为什么？11、如图所示，把试管放入盛有25时饱
8、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5mL盐酸于试管中，试回答下列问题： 实验中观察到的现象是 产生上述现象的原因是 写出有关反应的离子方程式 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。12、共价键都有键能之说，键能是指拆开1mol共价键所需要吸收的能量。如HH键的键能是436kJ，是指使1molH2分子变回2molH原子需吸收436kJ的能量。知HCl键的键能为431.5kJ/mol，下列关于键能的叙述正确的是A、每生成1 mol HCl键放出431.5kJ能量B、每生成1 mol HCl键吸收431.5kJ能量C、每
9、拆开1 mol HCl键放出431.5kJ能量D、每拆开1 mol HCl键吸收431.5kJ能量参考下表中的键能的数据，判断下列分子受热时最稳定的是化学键HHHFHClHBr键能kJ/mol436565431368A、HF B、HCl C、HBr D、H2参考答案：123456DAADBDDC7、（1） C+H2O= H2+CO ,吸热 （2）70：11 （3）清洁无污染8（1） 保温 ，隔热 （2）降低 （3）不等，要多；相等9C4H10 甲烷 水煤气10、甲不对，乙不对11、小于12、AD、A2019-2020年高中化学 2.1化学能与热能教案 新人教版必修2一、 化学键与化学反应中能量
10、变化的关系1化学反应与体系的能量的变化：化学反应过程中伴随着体系 能量 的变化，物质的化学反应与体系的能量变化是 同时 发生的。2化学反应中能量变化的本质原因：是化学键的断裂与形成。 断开反应物中的化学键 吸收能量 （1）化学反应过程中 能量发生变化 形成生成物中的化学键 放出能量 例如： H2(g) Cl2(g) = 2HCl(g) 断开1mol H2 分子中的 HH 键时需要吸收436kJ的热量 断开1molCl2分子中的 ClCl键时需要吸收243kJ的热量 形成2molHCl分子中的HCl 键时要释放2431kJ的热量 此反应中：生成物分子形成时释放的总能量 反应物分子断裂时吸收的总能
11、量 反应中放出能量 = 2431kJ（436kJ + 243kJ）= 184.6kJ （反应中放出能量后，体系的能量 降低 。）若反应中：生成物分子形成时释放的总能量 反应物分子断裂时吸收的总能量,反应中就要吸收能量。（反应中吸收能量后，体系的能量 升高 。）（2）化学反应完成后的结果是吸收能量还是放出能量：决定于反应物的总能量与生成物的总能量的 相对大小 。图示如下： 第1页二、化学能与热能的相互转化 1.质量守恒和能量守恒定律（两条基本自然定律）： （1）质量守恒定律：参加反应的各物质的质量总和等于生成物的各物质的质量总和。 （2）能量守恒定律：能量可以互相转化，但是体系包含的总能量不变。
12、 （3）质能守恒定律：质量与能量是相互联系的，公式：E = mc2 (C ：光速) 2. 能量的相互转化： 水由高处向低处流 原电池势能动能 化学能 电能 降雨 电解池 3.化学能与热能的相互转化 物质燃烧 化学能 热能 加热KClO3分解化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化吸热或放热（反应热）。（1）反应热：定义：化学反应过程中放出或吸收的热量，通常叫做反应热。 符号：H 单位：kJmol1 计算：H = 生成物的总能量反应物的总能量。（2）放热反应:和吸热反应放热反应：化学反应过程中释放能量的反应叫放热反应.。吸热反应：化学反应过程中吸收能量的反应叫吸热反应.。实验21在一支试管中加入
13、23mL 6molL1的盐酸，再插入用砂纸打磨光的铝条，观察现象并用温度计测量温度变化，填表： 反 应现 象 测量温度变化 结 论铝与盐酸铝条溶解，有气泡产生温度升高铝与盐酸反应是放热反应 第2页 【实验22】将约20gBa(OH)2 8H2O晶体研细后与10gNH4Cl晶体，一起放入烧杯中，并将烧杯放在敌有几滴水的玻璃片（或小木板上），用玻璃棒搅拌，闻气味，用手触摸杯壁下部，试着用手拿起烧杯，观察现象，填表： 反 应 现 象 结 论Ba(OH)2 8H2O晶体与NH4Cl晶体反应有刺激性气味气体产生，烧杯壁下部很凉，拿起烧杯时，玻璃片粘在烧杯底部。此反应是吸热反应 反应的化学方程式：Ba(O
14、H)2 8H2O + 2NH4Cl = BaCl2 2NH3 10H2O 实验23在50mL烧杯中加入20mL 2molL1的盐酸，测其温度。再另用一支量筒取20mL 2molL1的NaOH溶液，测其温度，并缓缓地倾入烧杯中，边加边用玻璃棒搅拌， 观察反应中溶液温度变化，并作好记录。 反 应 盐酸温度NaOH溶液温度中和反应后溶液的温度 结 论盐酸与NaOH溶液 16 16最高温度：28中和反应是放热反应 （3）常见的放热反应和吸热反应 常见的放热反应： 所有的燃烧反应 酸碱中和反应 大多数的化合反应 金属与酸的反应 生石灰和水反应 常见的吸热反应： 晶体Ba(OH)28H2O与NH4Cl 反
15、应 大多数的分解反应 以H2、CO、C为还原剂的氧化还原反应 放出热量：浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解等（强酸、强碱的水化热大）溶解过程 吸收热量：铵盐溶解等。 第3页三、化学反应中的能量变化与键能变化及反应热的关系：放热反应吸热反应表现形式H 0或H为“+”能量变化生成物的总能量 低于 反应物的总能量生成物的总能量 高于 反应物的总能量键能变化生成物总键能 高于 反应物总键能生成物总键能 低于 反应物总键能联 系键能越 大 ，物质能量越 低 ，越 稳定 ；反之键能越 小 ，物质能量越 高 ，越 不稳定 。图 示反应热： H =生成物的总能量反应物的总能量。H = 反应物的总键能生成物的总键能
16、【图22】 太阳能与人类生存 第4页 第一节 化学能与热能（第2课时）【知识拓展】中和热及测定 中和热：在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1mol水时所释放的热量称为中和热。中和热的测定：（一）实验用品：大烧杯（500mL）、小烧杯（100mL）、温度计、量筒（50mL）两个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个小孔）、环形玻璃搅拌棒。0.50mol/L盐酸、0.55mol/L NaOH溶液（二）实验步骤：1.在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满泡沫塑料（或纸条），大烧杯上用泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间开两个小孔，
17、正好使温度计和环形玻璃棒通过，以达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的，如图所示。2用一个量筒量取50mL 0.50mol/L盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下表。然后把温度计上的酸用水冲洗干净。3.用另一个量筒量取50mL0.55mol/L NaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。4.把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯（注意不要洒到外面）。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合液的最高温度，记为终止温度，记入下表。5.重复实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。（三）实验数据处理：根据实验数
18、据计算中和热，中和热计算公式： H其中（m1+m2）表示溶液质量，c为比热容 c=4.18J（g）1（四）误差分析：下列操作会使所测得中和热有何影响？（偏高、偏低、无影响）1.俯视法量取50mL盐酸和50mL氢氧化钠溶液-（ ）2.量取盐酸溶液未用水洗涤，马上量取氢氧化钠溶液-（ ）3.未使用环形玻璃棒搅拌不均匀，未完全中和-（ ）4.实验时天气冷室温低，中和时放出的热量被烧杯吸收或散失到空气中-（ ）5.用50mL 0.50mol/L的NaOH溶液-（ ）6.未将NaOH溶液一次倒入烧杯中-（ ）7.用50mL 0.1mol/L的HAc代替盐酸- （ ）8.未盖严纸板- （ ） 第5页【随堂
19、练习】1、 已知化学反应2C（s）O2（g）=2CO（g）、2CO（g）O22 CO2（g）都是放热反应据此判断，下列说法不正确的是（其他条件相同）A、12gC所具有的能量一定高于28gCO所具有的能量-（ A ）B、56gCO和32gO2所具有的总能量大于88gCO2所具有的总能量C、12gC和32gO2所具有的总能量大于44g CO2所具有的总能量D、将一定量的C燃烧、生成CO2比生成CO时放出的热量多2、下列说法正确的是-（AC）A、物质发生化学变化都伴随着能量变化B、伴有能量变化的物质变化都是化学变化C、在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量与生成物的总能量一定不同D、在一个确定的
20、化学反应关系中，反应物的总能量总是高于生成物的总能量3、下列过程中H小于零的是 -（ A ）A. NO2转化为N2O4 B. 醋酸的电离 C. 硝酸铵的水解 D.氯酸钾分解制氧气4、下列说法正确的是-（ C ）A. 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应B. 放热反应在常温下一定很容易发生C. 化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化 D. 1mol硫酸与足量氢氧化钠发生中和反应生成水所释放的热量称为中和热。5. 1molH-H键的键能是436KJ, 1mol I I 键的键能是151KJ， 1molH-I 键的健能是299KJ。则H2（g）+I2（g）=2HI（g）的反应是 -（ B ）A
21、. 吸热反应B. 放热反应 C. 分解反应D.可逆反应6.指出下列说法的正确的是-（AB）A.生物体内进行的缓慢氧化反应是放热反应。 B.化学键断裂吸收的能量越多，化学键越牢固。C.植物光合作用吸收太阳能，与化学能无关。 D.柴草的燃烧与化学能无关。7下列反应中属吸热反应的是 -（ D ）A.镁与盐酸反应放出氢气 B.氢氧化钠与盐酸的反应C.硫在空气或氧气中燃烧 D.Ba(OH)28H2O与NH4Cl反应8.下列反应既是氧化还原反应,又是放热反应的是-（ A ） A铝与稀盐酸的反应 BBa(OH)28H2O与NH4Cl的反应C灼热的碳与二氧化碳的反应 D生石灰溶于水11面粉厂必须严禁烟火的主要
22、原因是- ( D ) A防止火灾发生 B防止污染面粉 C吸烟有害健康 D面粉颗粒极小，当其扩散在空气中与空气充分接触，一旦引发反应，极易发生爆炸12.已知反应：XYMN为放热反应，对该反应的下列说法中正确的是 -（ B ）A. X的能量一定高于M B. X和Y的总能量一定高于M和N的总能量 C. Y的能量一定高于N D. 因为该反应为放热反应，故不必加热反应就可发第6页 第二章 第一节 化学能与热能 练习卷班级 姓名 坐号 一、选择题1近年来，科学家在海洋中发现了一种冰状物质可燃冰，其有效成分为甲烷。下列说法正确的是-（ ） 甲烷属于烃类 在相同条件下甲烷的密度大于空气 甲烷难溶于水 可燃冰是
23、一种极具潜力的能源A B C D2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 D3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4下列反应中，属于吸热反应的是-（ ）A活泼金属跟酸反应 B制造水煤气 C酸碱中和反应 D镁条燃烧5为了更好的解决能源问题，人们一方面研究如何提高燃料的燃烧效率，另一方面寻找新能源。以下做法不能提高燃料效率的是-（ ）A 煤的汽化与液化 B 液体燃料呈雾状喷
24、出C 通入大大过量的空气 D 将煤粉粉碎6石墨炸弹爆炸时能在方圆几百米范围内撒下大量石墨纤维，造成输电线、电厂设备损坏。这是由于石墨-（ ）A有放射性 B易燃易爆 C能导电 D有剧毒7下列反应既属于氧化还原反应，又是吸热反应的是-（ ）A铝片与稀盐酸的反应 BBa(OH)28H2O与NH4Cl的反应C灼热的炭与CO2的反应 D甲烷在氧气中的燃烧反应8对于放热反应，下列说法中正确的是-（ ）A产物H2O所具有的总能量高于反应物H2和O2所具有的总能量B反应物H2和O2所具有的总能量高于产物H2O所具有的总能量C反应物H2和O2所具有的总能量等于产物H2O所具有的总能量D反应物H2和O2具有的能量相等9“摇摇冰”是一种即冷即用的饮料。吸食时将饮料罐隔离层中的物质和水混合后摇动即会制冷，该化学物质是-（ ）A氯化钠 B固体硝酸铵 C生石灰 D固体氢氧化钠10有三个热化学方程式： 2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O (g) + Q1 kJ； 2 H2 (g) + O2 (g) = 2 H2O (l) + Q2 kJ； H2 (g) + 1/2 O2 (g) = H2O (g) + Q3 kJ；其中Q1、Q2、Q3的大小关系为-（ ） 第7页AQ1 = Q2 = Q3 B2Q3 = Q1
