高中化學(xué)《化學(xué)能與熱能》學(xué)案2 新人教版必修2

1、第二章 化學(xué)反應(yīng)與能量第一講 化學(xué)能與熱能復(fù)習(xí)重點：化學(xué)能與熱能之間的內(nèi)在聯(lián)系以及化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化。復(fù)習(xí)難點：從本質(zhì)上（微觀結(jié)構(gòu)角度）理解化學(xué)反應(yīng)中能量的變化，從而建立起科學(xué)的能量變化觀。知識梳理一化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系鍵能：拆所需的能量叫鍵能。單位：。1mol H2中含有1molHH，在250C 101kPa條件下，由H原子形成1molHH要放出436kJ的能量，而斷開1molHH重新變?yōu)镠原子要的能量。1、化學(xué)鍵的斷裂是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因。一個確定的化學(xué)反應(yīng)在發(fā)生過程中是吸收能量還是放出能量，決定于的相對大小。E（反應(yīng)物）E（生成物）能量；E（反應(yīng)物）E（生成物）

2、能量。二化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化放熱反應(yīng)：；吸熱反應(yīng)：。2Al+6HCl=2AlCl3+3H2反應(yīng)熱；Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3+10H2O反應(yīng)熱；H+ + OH- = H2O反應(yīng)熱三、中和熱：時所釋放的熱量。疑難點撥一、化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)和鍵能的關(guān)系在化學(xué)反應(yīng)中，從反應(yīng)物分子改變?yōu)樯晌锓肿?，各原子?nèi)部并沒有多少變化，但原子間的結(jié)合方式發(fā)生了改變在這個過程中，反應(yīng)物分子中的化學(xué)鍵部分或全部遭到破壞，生成物分子中的新化學(xué)鍵形成了，在破壞舊化學(xué)鍵時，需要能量來克服原子間的相互作用，在形成新化學(xué)鍵時，由于原子間的相互作用而放出能量、化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)來源于反應(yīng)

3、過程中斷裂舊化學(xué)鍵并形成新化學(xué)鍵時的能量變化?；瘜W(xué)鍵鍵能的大小可粗略計算化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)?；瘜W(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)H生成物的鍵能總和反應(yīng)物的鍵能總和。二、 化學(xué)反應(yīng)中能量變化與反應(yīng)的放、吸熱反應(yīng)物的總能量生成物的總能量，化學(xué)反應(yīng)放出能量反應(yīng)物的總能量生成物的總能量，化學(xué)反應(yīng)吸收能量化學(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因?；瘜W(xué)變化的過程伴隨著化學(xué)能與其他能量的相互轉(zhuǎn)化，這種變化，通常表現(xiàn)為熱量的變化吸熱或放熱。例如：中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)，H2與Cl2的反應(yīng)也是放熱反應(yīng)。常見的吸熱反應(yīng)：大多數(shù)分解反應(yīng)；氯化銨與八水合氫氧化鋇的反應(yīng)；典例剖析【例1】 近年來，科學(xué)家正在探索利用鋁粉做燃料的可能性，以

4、期鋁能成為一種石油的取代物。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)為哪項是錯誤的A、 鋁質(zhì)輕，便于運輸、貯存，且安全B、 鋁燃燒時放出的熱量大，且燃燒后新產(chǎn)物對環(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)解析：鋁質(zhì)輕，燃燒時放熱多，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算的。所以D說法錯誤。答案：D?！纠?】最近，新華社的一條消息中披露：我國南

5、海海底發(fā)現(xiàn)巨大的“可燃冰”帶，能源總量估計相當(dāng)于中國石油總量的一半；而我國東?！翱扇急钡奶N藏量也很可觀“可燃冰”的主要成分是一水合甲烷晶體（CH4·H2O）。請結(jié)合初中化學(xué)知識回答下列問題：(1)下列說法中正確的是（填序號）_ACH4·H2O晶體中水是溶劑BCH4·H2O的組成元素有3種CCH4·H2O中CH4和H2O的質(zhì)量比為1：1D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（至少填寫二種）_，_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CH

6、4·H2O的組成固定故A不正確CH4中含C、H二元素，H2O中含H、O二元素，故CH4·H2O由C、H、O三元素，組成B正確CH4·H2O分子中CH4與H2O的物質(zhì)的量之比為1：1，而其式量不等則C不正確CH4·H2O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)崮堋淠茉吹却鸢福海?）B （2）太陽能、潮汐能、水能、風(fēng)能、核能、地?zé)帷淠茉吹取揪毩?xí)】 為減少汽車對城市大氣的污染，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鉛、苯和苯的同系物以及多

7、環(huán)芳烴的排放，保護環(huán)境這種“綠色汽車”的燃料是A甲醇B汽油C柴油D重油答案: A【例3】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行中和反應(yīng)通過測定反應(yīng)過程中所放出的熱量可計算中和熱回答下列問題：(1)從實驗裝置上看，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”“無影響”）。(4)實驗中改用60 mL 0.50 mol/L鹽酸跟50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液進行反應(yīng)，與上述實驗相比，所放出的熱量_（填“相等”“不相等”），所求中和熱_（

8、填“相等”“不相等”），簡述理由_。（5）用相同濃度和體積的氨水代替NaOH溶液進行上述實驗，測得的中和熱的數(shù)值會_；用50 mL 0.50 mol/L NaOH溶液進行上述實驗，測得的中和熱的數(shù)值會_（均填“偏大”“偏小”“無影響”）解析： 本實驗成敗的關(guān)鍵是準(zhǔn)確測量反應(yīng)后的溫度因此所用裝置必須保溫、絕熱且可使體系溫度盡快達到一致，故缺少的儀器應(yīng)為環(huán)形玻璃攪拌棒（2）碎紙條的作用為減少實驗過程中的能量損失（3）不蓋硬紙板會損失部分熱量故所測結(jié)果偏低（4）由中和熱概念可知，中和熱只與生成水的量有關(guān)而與過量的酸堿無關(guān)，但液體體積增大溫差減小，不便測量（5）由于弱酸弱堿的中和熱等于H與OH生成H2

9、O時的反應(yīng)熱加上其電離時吸熱答案： （1）環(huán)形玻璃攪拌棒 （2）減少實驗過程中的熱量損失 （3）偏小 （4）不等 相等 因為中和熱是指酸跟堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol H2O所放出的能量，與酸堿的用量無關(guān) （5）偏小 偏小思考： 要想提高中和熱測定的準(zhǔn)確性，實驗應(yīng)注意什么？答案： （1）攪拌或傾倒時不要有溶液損失；（2）準(zhǔn)確讀取混合液的最高溫度值；（3）溶液濃度不能太濃或太稀。知能訓(xùn)練一、選擇題1. 天然氣、石油、煤等在地球上的蘊藏量是有限的，因此：可利用電解水的方法得到氫氣作能源；可用酒精作能源；砍伐樹木作能源；應(yīng)開發(fā)太陽能、核能等新的能源上述說法正確的是A只有B和 C和 D只有2下列說法正

10、確的是A. 物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量變化 B. 伴有能量變化的物質(zhì)變化都是化學(xué)變化C. 在一個確定的化學(xué)反應(yīng)關(guān)系中，反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量一定不同D. 在一個確定的化學(xué)反應(yīng)關(guān)系中，反應(yīng)物的總能量總是高于生成物的總能量3能源可分為一級能源和二級能源，自然界中以現(xiàn)成形式提供的能源稱一級能源，需依靠其他能源的能量間接制取的能源稱為二級能源。據(jù)此判斷，下列敘述正確的是 A天然氣是二級能源 B石油是二級能源C電能是一級能源 D水力是一級能源4下列反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)的是 A氫氣還原氧化銅 B氫氣在氧氣中燃燒 C氫氧化鉀和硫酸中和 D碳酸鈣高溫分解成氧化鈣和二氧化碳5下列反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)的是 A二

11、氧化碳與赤熱的碳反應(yīng)生成一氧化碳 B葡萄糖在人體內(nèi)氧化分解 CBa(OH)2·8H20與NH4Cl反應(yīng) D鋅粒與稀H2S04反應(yīng)制取H26下列說法不正確的是 A焦炭在高溫下與水蒸氣的反應(yīng)是吸熱反應(yīng) B氫氧化鉀與硝酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng) C燃料有足夠的空氣就能充分燃燒 D化學(xué)反應(yīng)的過程，都可以看成是“貯存”在物質(zhì)內(nèi)部的能量轉(zhuǎn)化為熱能等而被釋放出來的過程7（2002年上海綜合，18）下列選項中說明乙醇作為燃料的優(yōu)點的是燃燒時發(fā)生氧化反應(yīng)充分燃燒的產(chǎn)物不污染環(huán)境乙醇是一種再生能源燃燒時放出大量熱量ABCD8（2002年上海綜合，16）船天飛機用鋁粉與高氯酸銨（NH4ClO4）的混合物為固體燃料

12、，點燃時鋁粉氧化放熱引發(fā)高氯酸銨反應(yīng)，其方程式可表示為：NH4ClO4N24H2OCl22O2下列對此反應(yīng)的敘述中錯誤的是A上述反應(yīng)屬于分解反應(yīng)B上述反應(yīng)瞬間產(chǎn)生大量高溫氣體推動航天飛機飛行C反應(yīng)從能量變化上說，主要是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎蛣幽蹹在反應(yīng)中高氯酸銨只起氧化劑作用9.已知某反應(yīng)是放熱反應(yīng)，下列說法正確的是A. 該反應(yīng)發(fā)生時，一定不需要加熱B. 該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量C. 該反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量D. 如果該反應(yīng)開始后停止加熱，反應(yīng)一定能繼續(xù)進行10. 1 molHI 鍵的鍵能是299KJ。 1mol I I 鍵的鍵能是151KJ， 1mol HH鍵的鍵

13、能是436KJ， 則H2（g）+I2（g）=2HI（g）的反應(yīng)是 A. 吸熱反應(yīng)B. 放熱反應(yīng) C. 分解反應(yīng)D. 可逆反應(yīng)11. 已知反應(yīng)ABCD為放熱反應(yīng)，對該反應(yīng)的下列說法中正確的為 A. A的能量一定高于C B. B的能量一定高于D C. A和B的總能量一定高于C和D的總能量 D. 該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故不必加熱就一定能發(fā)生12. 2C + O2 = 2CO，2CO + O2 = 2CO2 都是放熱反應(yīng)。據(jù)此推斷，下列說法不正確的是（其他條件相同）A. 12gC所具有的能量一定高于28gCO所具有的能量B. 56gCO和32gO2所具有的總能量大于88gCO2所具有的總能量C. 12gC

14、和32gO2所具有的總能量大于44gCO2所具有的總能量D. 將一定質(zhì)量的碳燃燒，生成CO2比生成CO時放出的熱量多二、填空題13、一切化學(xué)反應(yīng)除了有質(zhì)量的變化外，還伴隨著 的變化，它們分別遵循 定律和 定律。能量變化通常主要表現(xiàn)為 的變化，即 或者 。14、 既是化學(xué)反應(yīng)過程的本質(zhì)，又是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因 。 從能量的角度看，斷開化學(xué)鍵要 ，形成化學(xué)鍵要 。一個化學(xué)反應(yīng)是吸收能量（熱量）還是放出能量（熱量），取決于 。15不同的物質(zhì)不僅組成不同、結(jié)構(gòu)不同，所包含的 也不同。放熱反應(yīng)的宏觀表現(xiàn)是 ，其微觀表現(xiàn)是 。16在氫氣與氯氣反應(yīng)生成氯化氫氣體的反應(yīng)中，若斷裂1mol H - H

15、鍵要吸收436KJ的能量，斷裂1mol Cl- Cl鍵要吸收243KJ的能量，斷裂1molH - Cl鍵要吸收432KJ的能量，則充分燃燒1mol H2 的能量變化是 。若 H 0代表放熱，H 0代表吸熱，該化學(xué)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是 。 17、把煤作為燃料可通過下列兩種途徑： 途徑：C(s)+O2(g)CO2(g)( 放熱Q1 kJ ) 途徑：先制水煤氣 C(s)+H2O(g) = CO(g)+H2(g)(吸熱Q2 kJ) 再燃燒水煤氣(共放熱Q3 kJ) 2CO(g)+O2(g)2CO2(g) 2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)試回答下列問題： (1)判斷兩種途徑放熱：途徑放出的熱量_

16、(填“大于”、“等于”或“小于”)途徑放出的熱量。(2)Q1、Q2、Q3的數(shù)學(xué)關(guān)系式是_。 (3)由于制取水煤氣反應(yīng)里，反應(yīng)物所具有的總能量_生成物所具有的總能量，那么在化學(xué)反應(yīng)時，反應(yīng)物就需要_能量才能轉(zhuǎn)化為生成物，因此其反應(yīng)條為 。(4)簡述煤通過途徑作為燃料的意義： 。 三、計算題18、火箭推進器中盛有強還原劑液態(tài)肼（N2H4）和強氧化劑液態(tài)雙氧水當(dāng)它們混合反應(yīng)時，即產(chǎn)生大量氮氣和水蒸氣，并放出大量熱已知0.4 mol液態(tài)肼與足量液態(tài)雙氧水反應(yīng)，生成氮氣和水蒸氣，放出256.652 kJ的熱量（1）反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_（2）又已知H2O（l）H2O（g），H44 kJ·mol

17、1，由16 g液態(tài)肼與液態(tài)雙氧水反應(yīng)生成液態(tài)水時放出的熱量是_kJ（3）此反應(yīng)用于火箭推進，除釋放大量熱和快速產(chǎn)生大量氣體外，還有一個很大的優(yōu)點是_（4）火箭的密封儀器艙內(nèi)有一水銀氣壓計，起飛前儀器艙內(nèi)氣溫為 17 ，氣壓計中水銀柱高度為76 cmHg當(dāng)火箭以大小為g的加速度豎直向上發(fā)射時，氣壓計水銀柱高度為45.6 cm Hg問此時儀器艙內(nèi)溫度為多少？參考答案一、選擇題1、 D2、 AC3 、D4 、BC5 、AC6、 CD 7、D8、D9、CD10、BD11、C12、A二、填空題13、能量；質(zhì)量守恒定律；能量守恒定律；熱量 ；放熱；吸熱 。14、化學(xué)鍵的斷裂與形成；吸收能量；放出能量；斷開化學(xué)鍵吸收的能量多，還是形成化學(xué)鍵釋放的能量多 。15、化學(xué)能；反應(yīng)物總能量高于生成物總能