【素材】《化学能与热能》（人教）导学案（2）

第一节 化学能与热能第2课时u 学习目标1.了解化学能转化为热能的重大意义，能根据事实判断吸热反应、放热反应。2.通过实验探究化学能与热能的相互转化关系。u 自主学习二、化学能与热能的相互转化1.两条基本的自然定律定律和 定律是两条基本的自然定律。化学能是能量的一种形式，它同样可以转化为其他形式的能量，如 、 等，在转化时，遵守 守恒定律。2.吸热反应、放热反应化学反应中的能量变化，通常表现为 的变化吸热和放热。思考题：写出下列反应的化学方程式，并指出是放热反应还是吸热反应。天然气CH4燃烧： 。高温煅烧石灰石(主要成分CaCO3)： 。铁丝在氧气中燃烧： 。钠与水的反应： 。3.化学能与热能相互转化的应用化学反应伴随着 的变化是化学反应的基本特征之一。化学物质中的化学能通过反应转化成 ，提供了人类生存和发展所需要的能量和动力；而热能转化为 又是人们进行化工生产、研制新物质不可或缺的条件和途径。4.人类利用能源的三个阶段(1)柴草时期该时期从火的发现至18世纪产业革命，以 为主要能源。(2)化石能源时期从18世纪中期到现代，以 、 、 为主要能源。(3)多能源结构时期以可再生能源和清洁能源( 能源)为主要能源，主要包括 、 、 、 、 等。u 自我检测1.下列过程一定释放出能量的是（ ）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.下列不是化石能源的是( )A.氢气B.煤C.石油D.天然气3.下列反应中不一定属于放热反应的是( )A.Mg与盐酸的反应B.燃烧反应C.中和反应D.复分解反应4.“可燃冰”又称“天然气水合物”，它是在海底的高压、低温条件下形成的，外观像冰。1体积“可燃冰”可贮载100200体积的天然气。下面关于“可燃冰”的叙述不正确的是( )A.“可燃冰”有可能成为人类未来的重要能源B.“可燃冰”是一种比较洁净的能源C.“可燃冰”提供了水可能变成油的例证D.“可燃冰”的主要可燃成分是甲烷5.下列有关能量转化的说法不正确的是( )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是热能转化成化学能的过程D.植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转化成化学能的过程u 课内探究二、化学能与热能的相互转化1.实验探究化学能与热能的相互转化（1）探究实验一：铝片与盐酸反应过程中的能量变化向一支试管中加入 23 mL 6 mol/L 的盐酸，插入用砂纸打磨光亮的铝条，观察现象，并用温度计测量溶液温度的变化。思考：铝与盐酸反应的化学方程式： 。 在反应过程中你将能看到什么现象？用眼睛不能直接观察到反应中的热量变化，你将采取哪些简单易行的办法来了解反应中的热量变化？记录实验现象，完成下面表格：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23 mL 6 mol/L的盐酸向含有盐酸的试管中插入用砂纸打磨光亮的铝条结论（2）探究实验二：常温下氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应过程中的能量变化阅读实验内容，然后思考、讨论有关问题。将约 20 g BaOH28H2O 晶体研细后与10 g NH4Cl 晶体在烧杯中混合，并将烧杯放在滴有几滴水的塑料片上，立即用玻璃棒快速搅拌混合物，闻气味，用手触摸杯壁下部，试着用手拿起烧杯，观察现象。问题：为什么要将氢氧化钡晶体磨成粉末？为什么混合后要立即用玻璃棒搅拌？反应后有什么气体产生，应如何处理？在讨论的基础上，结合已学知识设计实验方案和实验步骤。根据实验现象完成下面表格：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走烧杯上的多孔塑料片，观察反应物用化学方程式表示上述反应： 。（3）探究实验三：酸碱中和反应过程中的能量变化在200 mL烧杯中加入：50 mL 1 mol/L的硝酸，50 mL 1 mol/L的盐酸，50 mL 1 mol/L的盐酸，测其温度。另用量筒量取50 mL 1 mol/L的NaOH溶液，50 mL 1 mol/L的NaOH溶液，50 mL 1 mol/L的KOH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的变化过程，并做好记录。要求：九个同学分成一组进行实验，其中每三个同学做一个实验并记录现象和数据。在实验中要注意：（1）三组实验所处条件要相同，如使用的仪器、外界环境中温度和压强要相同；（2）三组实验酸和碱的用量要相同，以保证生成水的量相同；（3）控制相同的反应时间。汇总实验现象和数据并列表比较。反应物及用量酸HNO3 50 mL 1 mol/LHCl 50 mL 1mol/LHCl 50 mL 1 mol/L碱NaOH 50 mL 1 mol/LNaOH 50 mL 1mol/LKOH 50 mL 1 mol/L混合前温度室温室温室温混合后温度结论对实验进行归纳和概括思考：为什么强酸与强碱发生反应时都会放出热量？中和热：酸与碱发生中和反应生成 mol H2O时所释放的热量称为中和热。例1 将V1 mL 1.0 mol/L HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液的温度，实验结果如图2-1-17所示(实验中始终保持V1V250 mL)。下列叙述中不正确的是( )图2-1-17A.当V130 mL时，盐酸和NaOH溶液恰好完全反应B.NaOH溶液的浓度约为1.5 mol/LC.做该实验时环境温度为22 D.该实验表明化学能可以转化为热能2.常见的吸、放热反应讨论：常见的放热反应、吸热反应有哪些？放热反应： ；吸热反应： 。例2 下列变化中属于吸热反应的是( )液态水汽化 将胆矾加热变为白色粉末 浓硫酸稀释 氯酸钾分解制氧气 生石灰跟水反应生成熟石灰A.B.C.D.例3 对下列化学反应的热现象的说法不正确的是( )放热反应发生时不必加热 化学反应过程中一定有能量变化 吸热反应需要加热后才能发生，放热反应不加热就会发生 化学反应吸收或放出热量的多少与参加反应的物质的多少有关A.B.C.D.3.化学能与热能相互转化的应用（1）利用热能进行生活、生产和科研。（2）利用热能使很多化学反应得以发生。如：4.人类利用能源的三个阶段柴草时期、化石能源时期、多能源结构时期。常见的能源主要有以下九种：太阳能、化石能源、水能、风能、潮汐能、地热能、生物质能、核能以及氢能。目前，最有希望的新能源是 、 与氢能等，这些新能源的特点是 。u 课内巩固练习1.炎热的夏季里，能喝上一口冰镇饮料是非常惬意的事情。有一种人称“摇摇冰”的即冷即用饮料，不需要事先冷藏。所谓“摇摇冰”，是指吸食前将饮料隔离层中的制冷物质和水混合摇动能使罐中饮料冷却。若该制冷物质可以在下列物质中选择，它应该是( )A.氯化钠B.固体硝酸铵C.生石灰D.固体氢氧化钠2.已知反应XYMN为放热反应，对该反应的说法正确的是( )A.X的能量一定高于MB.Y的能量一定高于NC.X和Y的总能量一定高于M和N的总能量D.因为该反应为放热反应，故不必加热就可发生3.下列说法不正确的是( ) A.有能量变化的过程不一定是化学变化B.化学反应的特征是有新物质生成C.经过加热而发生的化学反应不一定都是吸热反应D.只要有化学键的断裂，一定发生化学反应4.下列关于能量转化方式的叙述错误的是( )A.太阳能可转化为化学能B.化学能可转化为热能C.化学能可转化为电能D.化学能可直接转化为机械能5.下列说法不正确的是( )A.在化学反应中，随着物质的变化，既有化学键的断裂，又有化学键的形成，还有化学能的改变B.化学反应过程中是放出热量还是吸收热量，取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小C.形成生成物化学键释放的能量大于破坏反应物化学键所吸收的能量时，反应为吸热反应D.物质具有的能量越低，其稳定性越大，反应越难以发生；物质具有的能量越高，其稳定性越小，反应越容易发生参考答案自主学习答案二、1.质量守恒 能量守恒 热能 电能 能量2.热量思考题：CH42O2CO22H2O，放热反应CaCO3CaOCO2，吸热反应3Fe2O2Fe3O4，放热反应2Na2H2O2NaOHH2，放热反应3.能量 热能 化学能4.（1）树枝、杂草 （2）煤 石油 天然气 （3）绿色 太阳能 氢能 核能 生物质能 地壳地表能自我检测答案与解析1.D 解析：化合反应不一定释放能量，如CO2C2CO是吸热反应；大多数分解反应是吸热反应；分子拆成原子，化学键断裂，吸收能量；原子组成分子，形成化学键，放出能量。2.A 解析：化石能源是煤、石油和天然气。3.D 解析：A、B、C三项中的反应均为放热反应；D项，有的复分解反应（如铵盐与碱的反应）是吸热反应。4.C 解析：1体积“可燃冰”可贮载100200体积的天然气，天然气的主要成分是甲烷。甲烷燃烧生成二氧化碳和水，无污染。油中含C、H等元素，而H2O中只含H、O两种元素，水不可能变成油。5.C 解析：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。课内巩固练习答案与解析1.B 解析：氯化钠溶于水时，溶液温度没有明显的变化；生石灰与水反应、固体氢氧化钠溶于水时放出大量的热；硝酸铵溶于水时，吸收大量的热而使溶液的温度明显降低。2.C 解析：该反应为放热反应，所以X和Y的总能量一定高于M和N的总能量