1、第二章 化学反应与能量第一节 化学能与热能(1课时)【学习目标】1通过实例探究、交流、归纳小结，知道学键与能量之间的密切联系，化学反应中能量变化的主要原因。2通过阅读、分析图像，会从反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小分析化学反应中的能量变化。【学习重点】化学键与能量变化的关系。【温馨提示】从本质上（微观角度）理解化学反应中能量的变化，从而建立起科学的能量变化观可能是你的难点。【自主学习】旧知回顾：1化学反应的本质是（从化学键的角度分析）旧键断裂和新键形成的过程 。2. 木材燃烧时为什么能产生“火”？3. 石灰石（主要成分是CaCO3）要经过高温煅烧才能生成生石灰（CaO），这说明了什么问
2、题？新知预习：阅读教材P32，回答下列问题：1.分子或化合物里的原子之间是通过_化学键_相结合的，而化学键是与_化学能_联系在一起的。当物质发生化学反应时，断开反应物的化学键要_吸收_(放出或吸收)能量，而形成生成物的化学键要_放出_(放出或吸收)能量。如：2molH1molH-H 放出 436 kJ能量 1molH-H2molH 吸收 436 kJ能量1molC-H1molC+1molH 吸收 415kJ能量 1molCH41molC+4molH 吸收 1660 kJ能量2. 许多物质中都含有化学键，因而我们可以理解为各种物质中都储存有 化学 能。 化学 能是能量的一种形式，它可以转化为其他
3、形式的能量。不同物质由于组成、结构不同，因而所包含的 化学 能也 不同 。在化学反应中，随着物质的变化， 化学 能也随之改变。【同步学习】情景导入：西方国家为什么要发动海湾战争？其目的是控制能源。能源与材料、信息一起被称为现代社会发展的三大支柱。人类文明始于用火-热能的使用，现代社会的一切活动都离不开能源，在影响全球经济和生活的各种因素中，能源居于首位。我们的日常生活中离不开能源，如液化气。它在燃烧时放出热能。那这些热能从何而来呢？本节课，我们将围绕这些问题，先从微观和宏观的角度来揭示这些秘密。一、化学键与化学反应中能量变化的关系活动一：从微观角度探究化学反应中能量变化的原因1交流“旧知回顾”
4、和“新知预习1”。2探究：H2+Cl2=2HCl氢气在氯气中燃烧为什么会放热？1molH2中含有1molH-H键，1mol Cl2中含有1mol Cl-Cl键，在25和101kPa的条件下，断开1molH-H键要吸收436kJ的能量，断开1mol Cl-Cl键要吸收243 kJ的能量，而形成1molHCl分子中的H-Cl键会放出431 kJ的能量。则(1)化学键断裂时需要吸收能量。消耗总能量为 ， (2)化学键形成时需要释放能量。释放总能量为 ， (3)反应中放出的热量的计算 。由于破坏旧键吸收的能量少于形成新键放出的能量，根据“能量守恒定律”，多余的能量就会以热量的形式释放出来。3归纳小结：
5、（1）断开化学键要 吸收 能量，形成化学键要 放出 能量；若成键 放出 的能量大于断键 吸收的能量，则反应 放 热；若成键 放出 的能量小于断键 吸收 的能量，则反应 吸 热。（2）化学键的断裂与形成是物质 化学反应中能量变化的主要原因。（3）能量是守恒的。化学反应中的能量变化通常表现为 热量 的变化。对应练习1已知拆开1molH2中的化学键要吸收436kJ的能量，拆开1molO2中的化学键要吸收496 kJ的能量，形成水分子中的1mol H-O键要放出463 kJ的能量，试说明2H2+O2=2H2O（g）中的能量变化。活动二：从宏观角度认识化学反应中能量变化的决定因素1交流 “新知预习2”。
6、2阅读教材P32正文第3段及P33图2-1。思考P33图2-1说明了什么问题？3小结：（1）物质具有一定的 能量 ，一种形式的 能量 可以转化为其他形式的 能量 。（2）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取决于反应物质总量与生成物总能量相对大小 。（3）若E（反应物）E（生成物），则化学反应_放出_能量；若E（反应物）E（生成物），则化学反应_吸收_能量。4思考与交流：教材P32“思考与交流”，结合图2-1谈谈你对化学反应的特征有什么进一步的认识？5归纳：化学反应的基本特征是 生成新物质，同时伴随着能量的变化 。对应练习2下列各图中，表示正反应是吸热反应的图是( A )。【反
7、馈练习】1物质之间发生化学反应时，一定发生变化的是 （ C ）A颜色 B状态 C化学键 D原子核2下列过程一定释放出能量的是 （ D ）A化合反应 B分解反应 C分子拆成原子 D原子组成分子3下列说法正确的是 （ C ）A需要加热才能发生的反应叫吸热反应 B放热反应在常温下很容易进行C反应是放热还是吸热，必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小D化学反应释放出的能量一定是热能4已知反应：X + Y =M + N 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 ，Y 的能量一定高于 N B.X 和 Y 的总能量一定高于 M 和 N 的总能量C.破坏反应物中的化
8、学键所吸收的能量大于形成生成物中化学键所放出的能量D.因为该反应是放热反应，故不必加热反应就一定能发生5石墨和金刚石都是碳的单质，石墨在一定条件下可转化为金刚石，已知12g石墨完全转化为金刚石时，要吸收EKJ的热量，下列说法正确的是 （ C ）A石墨不如金刚石稳定 B等质量的石墨与金刚石完全燃烧，放出的热量一样多C 金刚石不如石墨稳定 D等质量的石墨与金刚石完全燃烧，石墨放出的热量多6下列说法正确的是 （ A ）A化学反应都伴随着能量变化，能量变化是化学反应的基本特征之一B伴有能量变化的物质变化都是化学变化C化学反应中能量变化大小与反应物的质量多少无关 D在一个化学反应中，反应物的总能量一定高
9、于生成物的总能量7已知：1 mol H2分子中化学键断裂时需要吸收436 kJ的能量；1 mol Cl2分子中化学键断裂时需要吸收243 kJ的能量；由H原子和Cl原子形成1 mol HCl分子时释放431 kJ的能量。下列叙述中正确的是 (C )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2 mol氯化氢气体，反应吸收183 kJ的热量C氢气和氯气反应生成2 mol氯化氢气体，反应放出183 kJ的热量D氢气和氯气反应生成1 mol氯化氢气体，反应放出183 kJ的热量8氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中，破坏1mol氢气中的化学键消耗
10、的能量为Q1kJ,破坏1mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2kJ，形成1mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3kJ。下列关系式中，正确的是 ( D ) A.Q1+Q2Q3 B. Q1+ Q22Q3 C. Q1+Q2Q3 D. Q1+ Q22Q39已知31g白磷变为31g红磷释放能量。试回答：上述变化属于 化学 变化。31g白磷具有的能量 ”或“ 31g红磷完全燃烧释放的能量【总结梳理】化学键与化学反应中能量变化的关系：反应物生成物化学反应E1E2当E1E2，反应 能量； 当E1E2，反应 能量。【课后巩固】教材作业：P36习题1、2、6、7、11、12。提高训练：1下列关于化学反应说法中正确的
11、是 (AD )A化学反应过程中一定有热量释放出来 B化学反应的特征是有新物质生成C化学反应的过程实际上是一个旧键断裂，新键生成的过程 D在一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相等2下列叙述正确的是 (D )化学反应都遵循质量守恒定律化学反应都遵循能量守恒定律化学反应都有新物质生成化学反应都伴随着能量变化化学反应都有化学键的破坏和生成A只有B只有 C只有 D3一种“即食即热型快餐”适合外出旅行时使用。其内层是用铝箔包裹的、并已加工好的真空包装食品，外层则是分别包装的两包化学物质，使用时拉动预留在外的拉线，使这两种化学物质反应，此时便可对食物进行加热，这两包化学物质最合适的
12、选择是 （ B ）A浓硫酸与水 B生石灰与水C熟石灰与水 D氯化钠与水4已知反应A2+B2=2AB，断开1mol A2中的化学键消耗的能量为Q1kJ,破坏1mol B2中的化学键消耗的能量为Q2kJ，形成1mol AB中的化学键释放的能量为Q3kJ，则下列说法中正确的是 （ C ）A若1mol A2和1mol B2的总能量之和小于2mol AB的总能量，则反应放热 B据能量守恒有Q1+Q2=2Q3 C该反应中的能量变化是Q1+Q2-2Q3 D若Q1+Q2-2Q30，该反应为放热反应5下列说法中错误的是 ( C )A.化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化 B.化学键的断裂和形成是化学反应中能
13、量变化的主要原因C.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应D.反应物总能量和生成物总能量的相对大小决定了反应是放出能量还是吸收能量6已知2SO2O2催化剂2SO3为放热反应，对该反应的下列说法正确的是 (B )AO2的能量一定高于SO2的能量 BSO2和O2的总能量一定高于SO3的总能量CSO2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7化学反应A2B2=2AB的能量变化如图所示，则下列说法正确的是 (C )A该反应是放热反应B断裂1 mol AA键和1 mol BB键能吸收x kJ的能量C断裂2 mol AB键需要吸收y kJ的能量D2 mol AB的总能量高于1 m
14、ol A2和1 mol B2的总能量8在燃烧正旺的煤炉上添加新煤时，发现炉温下降，同时在新煤上方，有蓝色火焰出现。写出该过程中发生反应的化学方程式，并说明是吸热反应，还是放热反应。燃烧正旺的反应_C+O2=CO2_，_放_热反应；炉温下降的反应_C+CO2=2CO_，_吸_热反应；蓝色火焰的反应_2CO+O2=2CO2_，_放_热反应。(第2课时)【学习目标】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。【
15、学习重点】吸热反应、放热反应、中和热等基本概念。【温馨提示】吸热，放热反应的判断【自主学习】旧知回顾：1断开化学键需要_吸收_能量，形成化学键_放出_能量，反应物的总能量大于生成物的总能量，反应 放出 能量，反应物的总能量小于生成物的总能量，反应 吸收 能量。2铝与盐酸反应的化学方程式，离子方程式为 ，中和反应的实质是 。新知预习：阅读教材P33-36，回答下列问题：1化学反应中的放热反应、吸热反应与化学能和热能的转化有何种关系？列举常见的放热反应与吸热反应。2能量有多种形式，列举你所知道的能源形式。目前主要使用的能源是什么？新能源主要指的是哪些？在能源开发与利用方面，化学应在哪些方面作出努力
16、？情景导入：化学反应的基本特征是不仅有新物质生成，而且伴随着能量变化，化学反应中变化的能量多数以热能的形式呈现。有的是化学能转化成了热能，有的是热能转化成了化学能。二、化学能与热能的相互转化活动一：探究金属与酸反应的能量转化1讨论交流：用眼睛不能直接观察到反应中的热量变化，那么可采用哪些简单易行的办法来了解反应中的热量变化？2实验探究：完成教材P33实验2-1，填写实验记录。实验步骤眼睛看到的现象判断热量变化的方法方法一： 方法二： 1在一支试管中加入2-3mL6mol/L的盐酸2向含有盐酸的试管插入用砂纸打磨光的铝条结 论3小结：（1）金属与酸反应是放 热反应， 化学能 能转化为 热能 释放
17、出来。（2）放热反应是指 在化学反应中放出热量的反应 。4讨论交流：（1）上述实验中铝条为什么要打磨？（2）在感知盐酸和铝反应是否有热量的变化时，上述方法一、方法二各有什么优缺点？对应练习1下列反应属于放热反应的是 ( A )A.铁与盐酸 B.C和CO2 C.碳酸钙的分解 D.水煤气的制取活动二：探究Ba(OH)2 8H2O与NH4Cl反应的能量转化1实验探究：完成教材P34实验2-2，填写实验记录。实验步骤实验现象得出结论将晶体混合后放入烧杯中，并将烧杯放在带有几滴水的玻璃片上，立即用玻璃棒快速搅拌混合物用手触摸烧杯下部用手拿起烧杯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反应完后移
18、走烧杯上的多孔塑料片，观察反应物2小结：（1）Ba(OH)2 8H2O与NH4Cl的反应方程式为 。（2）该是吸 热反应，热 能转化为 化学能 而储存起来。（3）吸热反应是指 在化学反应中吸收 的化学反应 。对应练习2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 DBa(OH)28H2O与NH4Cl反应活动三：探究中和反应的热效应1实验探究：阅读P34实验2-3，完成下表对比实验，填写实验记录。反应物用量酸HNO350mL1mol/LHCl50mL1mol/LHCl50mL1mol/L碱NaOH50mL1mol/LNaOH50mL1m
19、ol/LKOH50mL1mol/L混合前温度混合后温度结 论对实验进行归纳和概括2.讨论交流：强酸与强碱发生反应时为什么都会放出热量？为什么上述三个实验中，温度上升幅度接近？写出上述三个反应的化学反应方程式和离子反应方程式：3小结：（1）三个反应的实质是 。（2）中和反应是 热反应；生成等物质的量的 时，放出的热量也 。（3）中和热是指 。4思考与交流：（1）教材P34“思考与交流”，谈谈定量测定中和热，设计装置和实验操作时应该注意哪些问题？（2）化学能与热能的转化有哪些应用？（3）交流“新知预习2”。对应练习3已知中和热的数值是57.3 kJmol1。下列物质反应时，产生57.3 kJ热量的
20、是 ( B )A.稀HCl和稀NaOH B.500 mL 2.0 molL-1 HCl和500 mL2.0 molL 1 NaOHC.1.0 molL-1 HCl和1.0 molL 1 NaOH D.500 mL 2.0 molL-1 H2SO4和500 mL 2.0 molL-1 Ba(OH)2【反馈练习】1. 下列反应既属于氧化还原反应，又是吸热反应的是 ( B )A.锌粒与稀硫酸的反应 B.灼热的木炭与CO2反应C.甲烷在氧气中的燃烧反应 D.Ba(OH)28H2O晶体与NH4Cl晶体的反应2. 已知某反应是放热反应，下列说法正确的是 ( C )A.该反应发生时，一定不需要加热 B.该反
21、应中反应物的总能量小于生成物的总能量C.该反应中反应物的总能量大于生成物的总能量D.如果该反应开始后停止加热，反应一定能继续进行3下列有关能量转换的说法不正确的是 (C )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4. 目前，一种人称“摇摇冰”的即冰用饮料开始上市，所谓“摇摇冰”是指将饮料罐隔离层中的制冷物质和水混合起来，吸食前摇动使罐中的饮料冷却。若该制冷物质可从下列固体物质中选择，则它可以是 ( B )A.氯化钠 B.固体硝酸铵 C
22、.生石灰 D.固体氢氧化钠5下列说法正确的是 （ B ）A需要加热条件的化学反应都是吸热反应 B化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化 C放热反应不需要加热即可发生 D1mol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6下列化学反应中，属于放热反应的 是：A、D、F、G、H、I、J、K ；属于吸热反应的是： B、C、E、L 。AAl+稀盐酸BBa(OH)28H2O+NH4Cl（固体） CCaCO3受热分解DCaO+H2O E灼热的炭与二氧化碳反应 F木炭的燃烧 G钢铁制品生锈的反应 H葡萄糖在人体内的氧化反应 I酸碱的中和反应 J食物氧化腐败 K炸药爆炸 L煤和高温水蒸气反应
23、生产水煤气【总结梳理】常见的吸热反应有_常见的放热反应有_【课后巩固】教材作业：P36习题3、4、5、8、9、10。提高训练：1在25 ，101 kPa下，1 mol的白磷(化学式为P4)完全燃烧放出的热量比4 mol的红磷(化学式为P)完全燃烧放出的热量多。方程式：P4 (s) + 5O2 (g) = P4O10 (s) 4P (s)+ 5O2 (g) = P4O10 (s) 由此判断，下列说法正确的是 ( D )A.由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时红磷能量比白磷高B.由红磷转化为白磷是放热反应，等质量时红磷能量比白磷低C.由红磷转化为白磷是放热反应，等质量时红磷能量比白磷高D.由红磷转
24、化为白磷是吸热反应，等质量时红磷能量比白磷低2下列反应属于吸热反应的是 （ D ）加热KClO3和MnO2的混合物制取O2 蜡烛的燃烧 萤火虫发光 将氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的混合物放入水中 将碳酸钠晶体和硝酸铵晶体混合均匀放在日光下曝晒 将黏土，石子，水混合均匀 将生石灰倒入海水中 煅烧石灰石A B C D3下列说法正确的是 （ C ）A汽油车在行驶过程中，热能首先转化为化学能，化学能再转化为动能B炸药发生爆炸时化学能完全转化为热能 C高温下用炭和铁矿石冶炼金属铁时，热量转化为化学能D柴草燃烧时，全部化学能转化为热能4如图所示，把试管放入盛有25时饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片
25、，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 镁片与盐酸剧烈反应，产生气体，饱和石灰水变浑浊 。产生上述现象的原因是 反应Mg+2H+=Mg2+H2放出热量，Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低 。写出有关反应的离子方程式 Mg+2H+=Mg2+H2 。由实验推知，MgCl2溶液和H2的总能量 小于 （填“大于”、“小于”或“等于”）镁片和盐酸的总能量。5在一个小烧杯里，加入约20 g已研磨成粉末的氢氧化钡晶体Ba(OH)28H2O，将小烧杯放在事先已滴有34滴水的玻璃片上，然后向烧杯内加入约10 g NH4Cl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加快化学反应速率，让环境温度迅速降低，使水结冰 。(2)如果实验中没有看到“结冰”现象，可能的原因是药品量太少；环境温度太高；反应太慢；水量太对等。 (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_用手摸烧杯外壁有冰凉感觉；用温度计测反应前后的温度_(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_水具有一定的粘性_ 。(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：_加热，玻片脱落，则是因为“结冰”黏在一起_。