2015年春高中化学(基础知识+自主探究+探求新知+拓展提升)21化学能与热能预习案新人教版必修2

12015年春高中化学（基础知识+自主探究+探求新知+拓展提升）2.1化学能与热能预习案新人教版必修2【学习目标】1．知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因2．通过生产、生活中的实例了解化学能与热能的相互转化3．理解中和热的概念，学会定性和定量的研究化学反应中热量变化的科学方法2．拓宽学生的科学视野，使学生建立正确的能量观，提高节能意识。【学习重点】化学能与热能之间的内在联系以及化学能与热能的相互转化[基础知识]一、化学键与化学反应中能量变化的关系[复习]化学键：_____________________________________________*键能：拆开1mol某键所需的能量叫键能。单位：kJ/mol。化学键的形成蕴涵着能量变化，在进行反应时化学键要断裂，吸收能量，反应后形成新化学键要放出能量，反应前反应物能量与反应后生成物能量不相等。[分析]2H→H2中能量变化？1molH2中含有1molH－H，在250C101kPa条件下，由H原子形成1molH－H要_______436kJ的能量，而断开1molH－H重新变为H原子要_______436kJ的能量。[类比分析]CH4→4C+4H（吸收4mol×415kJ/mol=1660kJ）[小结]：化学键的_____________是化学反应中能量变化的主要原因。[小结]：化学反应的特点：1．有新物质生成，新物质和反应物总能量不同。2．反应中要遵循能量守恒。3．反应物与生成物的能量差若以热能形式表现即为放热和吸热。如果二者能量比较接近，则放热和吸热不明显。[讨论]为什么有的化学反应会放出热量，而有的化学反应却需要吸收热量呢？[结论]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，决定于反应物的_________与生成物的_________的相对大小∑E（反应物）_______∑E（生成物）——放出能量∑E（反应物）________∑E（生成物）——吸收能量二、化学能与热能的相互转化放热反应：______热的化学反应放热反应：热的化学反应化学反应吸热反应：______热的化学反应[实验2-1]2[实验记录]实验步骤*眼睛看到的现象用手触摸的感觉用温度计测量的数据在一支试管中加入2～3mL6mol/L的盐酸溶液向含有盐酸溶液的试管中插入用砂纸打磨光的铝条结论[思考讨论]1.铝与盐酸反应的化学方程式：___________________。2.在反应过程中你将能看到什么现象？3.用眼睛不能直接观察到反应中的热量变化。采取哪些简单易行的办法？4.要明显的感知或测量反应中的热量变化，在实验中应注意哪些问题？[实验2-2][实验记录]实验步骤实验现象得出结论将晶体混合后立即用玻璃棒快速搅拌混合物有刺激性气味的气体产生，该气体能使湿润的紫色石蕊试纸变蓝有_______气生成用手触摸烧杯下部感觉烧杯变凉反应_____热用手拿起烧杯烧杯下面的带有几滴水的玻璃片（或小木板）粘到了烧杯底部反应吸收热量使体系温度降低，使水结成冰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玻璃片脱离上面烧杯底部冰融化反应完后移走烧杯上的多孔塑料片，观察反应物混合物成糊状有水生成用化学方程式表示上述反应：Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl==BaCl2+2NH3↑+10H2O3[实验2-3]步骤一：三个学生各取一个大小相同的试管，分别做一个实验并记录实验现象和数据。步骤二：汇总实验现象和数据并列表比较。步骤三：对实验进行原理性抽象──为什么强酸与强碱发生反应时都会放出热量？[填写实验记录]反应物及用量酸HNO320mL2mol/LHCl20mL2mol/LHCl20mL2mol/L碱NaOH20mL2mol/LNaOH20mL2mol/LKOH20mL2mol/L混合前温度室温室温室温混合后温度t1t2t3结论HNO3与NaOH发生中和反应时___热HCl与NaOH发生中和反应时___热HCl与KOH发生中和反应时___热对实验进行归纳和概括强酸与强碱发生______反应时______热量[讨论分析]三个反应的化学方程式和离子方程式为：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________※酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量称为中和热。4【疑点反馈】：（通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识，请记录下来）【基础达标】1．下列过程一定释放能量的是()A．化合反应B．分解反应C．分子拆成原子D．原子组成分子2．已知2SO2＋O22SO3为放热反应，对该反应的下列说法正确的是()A．O2的能量一定高于SO2的能量B．SO2和O2的总能量一定高于SO3的总能量C．SO2的能量一定高于SO3的能量D．因该反应为放热反应，故不必加热就可发生3．下列反应既是氧化还原反应，又是吸热反应的是()A．铝片与稀H2SO4的反应B．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应C．灼热的炭与CO2的反应D．甲烷在O2中的燃烧反应4．下列有关能量转换的说法不正确的是()A．煤燃烧是化学能转化为热能的过程B．化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能C．动物体内葡萄糖被氧化成CO2是热能转变成化学能的过程D．植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变成化学能的过程5．化学反应A2＋B2===2AB的能量变化如图所示，则下列说法正确的是()A．该反应是吸热反应B．断裂1molA—A键和1molB—B键能放出xkJ的能量C．断裂2molA—B键需要吸收ykJ的能量D．2molAB的总能量高于1molA2和1molB2的总能量练方法技巧——化学能与热能转化的有关计算方法6．已知25℃、101kPa下，含1mol碳原子的石墨完全燃烧生成CO2放出热量393.51kJ；含1mol碳原子的金刚石完全燃烧生成CO2放出395.41kJ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7．已知：①1molH2分子中化学键断裂时需要吸收436kJ的能量；②1molCl2分子中化学键断裂时需要吸收243kJ的能量；③由H原子和Cl原子形成1molHCl分子时释放431kJ的能量。下列叙述中正确的是()A．氢气和氯气反应生成氯化氢气体是放热反应，所以不需要条件就能自发进行B．氢气和氯气反应生成2mol氯化氢气体，反应吸收183kJ的热量C．氢气和氯气反应生成2mol氯化氢气体，反应放出183kJ的热量D．氢气和氯气反应生成1mol氯化氢气体，反应放出183kJ的热量催化剂5题号1234567答案【拓展提升】8．在一个小烧杯里，加入约20g已研磨成粉末的氢氧化钡晶体[Ba(OH)2·8H2O]，将小烧杯放在事先已滴有3～4滴水的玻璃片上，然后向烧杯内加入约10gNH4Cl晶体，并立即用玻璃棒迅速搅拌，如图所示。试回答下列问题：(1)实验中要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是_____________________________________________________________________________________________。(2)如果实验中没有看到“结冰”现象，可能的原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出3个或3个以上原因)。(3)如果没有看到“结冰”现象，为说明该反应吸热，我们还可以采取的方式是______________________________________________________________________________________________________________________________________________(答出两种方案)。(4)实验中即使不“结冰”，提起烧杯的时候，发现烧杯与玻璃片也“黏在一起了”，原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)试用简单的方法说明烧杯与玻璃片之间是因为“结冰”而黏在一起的：______________________________________________________________________。【参考答案】1．D[分子拆成原子是断开化学键的过程，吸收能量；原子组成分子是形成化学键的过程，释放能量。]2．B[判断一个反应是放热反应还是吸热反应，关键看反应物的总能量与生成物的总能量的差值。如果反应物的总能量高于生成物的总能量，反应放热，B项正确；A项和C项错误，都没有考查总能量差；放热反应只表明反应物总能量比生成物总能量高，而加热是反应的条件，两者无必然联系，许多放热反应也必须加热才能开始进行，D项错误。]3．C[以C、CO、H2为还原剂的氧化还原反应均是吸热反应。]4．C[煤燃烧是将化学能转化为热能的过程；化石燃料和植物燃料中的能量均来自太阳能；动物体内葡萄糖被氧化生成CO2，是化学能转化为热能的过程；植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖，是太阳能转化为化学能的过程。]5．C[由图示可知：1molA2和1molB2的总能量高于2molAB的总能量，故该反应为放热反应；从化学键的角度分析：断裂2molA—B键，需要吸收ykJ的能量。]6．A[等量的石墨和金刚石完全燃烧的产物均为CO2，说明产物的总能量相等，而等质量的金刚石燃烧放出能量多，说明等量的金刚石的能量高于石墨的能量，因此由石墨转化为金刚石为吸热反应。]7．C[生成2molHCl气体时释放2×431kJ＝862kJ能量，同时断裂1molH2和1molCl2中化学键需吸收能量436kJ＋243kJ＝679kJ，所以反应放出能量862kJ－679kJ＝183kJ。故C正确。]8．(1)使反应物迅速混合而充分反应，使温度迅速下降(2)①药品用量太少；②Ba(OH)2·8H2O晶体未研成粉末，反应太慢；③没有迅速搅拌；④环境温度太高；⑤玻璃片上加水太多；⑥氢氧化钡晶体失水(3)①用皮肤感受，感觉很凉；②用温度计来检验，发现温度降低(4)水排开了烧杯底部与玻璃片之间的空气，在大气压的作用下，烧杯与玻璃片黏在一起了(5)看能否从侧面相对滑动，若不能，则是由于“结冰”而黏在一起的6解析本题是教材中实验的拓展探究，对实验成败的关键以及实验过程中可能出现的现象进行了综合分析，对跨学科知识也进行了综合考查。要想证明该反应吸热，不一定要通过“结冰”现象，还可以是“人的感觉”、“温度计”等，但是无论通过什么方式，实验成功的关键是让反应快速进行，从而在较短的时间内使体系温度得到明显的下降。