人教版必修2 第2章第1节 化学能与热能 学案.doc

2.1 化学能与热能知识点1化学键与化学反应中能量变化的关系1.化学键与能量的关系:物质中原子之间是通过化学键相结合的。化学反应的本质是反应物化学键的断裂和产物中化学键的形成的过程。断开反应物中的化学键要吸收能量,而形成生成物中的化学键会放出能量。2.化学反应中的能量关系(1)从化学键角度看,化学反应的过程表示如下:反应物中间状态产物生成物当q1q2,化学反应要吸收能量;当q2q1,化学反应要放出能量。因此,物质在化学反应中发生能量变化的主要原因是化学键的断裂和形成。(2)从物质总能量变化角度看,化学反应的过程可用如下图所示:化学反应中能量变化的决定因素(用e表示物质能量)(3)物质的稳定性、物质内部的化学键与能量的关系：物质内部化学键越牢固物质本身具有的能量越低越稳定物质内部化学键越不牢固物质本身具有的能量越高越不稳定知识点2化学能与热能的相互转化1.两条基本的自然定律(1)质量守恒定律:自然界的物质发生转化时, 总质量不变。(2)能量守恒定律:一种形式的能量可以转化为另一种形式的能量,但是体系包含的总能量不变。2.吸热反应和放热反应(1)定义:吸热反应是吸收热量的化学反应。放热反应是放出热量的化学反应。(2)实验探究()()()(3)常见的吸热反应与放热反应a.吸热反应b.放热反应(4)化学能与热能相互转化的意义:化学能转化为热能,提供了人类生存和发展所需要的能量和动力;而热能转化为化学能是人类进行化工生产、研制新物质不可或缺的条件和途径。知识点3中和热及其测定1.中和热的定义:酸与碱发生中和反应生成1 mol h2o时所释放的热量。2.中和热的测定:(1)原理:中和热=。其中c为体系的热容,m指体系的质量,t为反应前后的温度差,n(h2o)表示生成水的物质的量。(2)所用仪器及主要操作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、小烧杯之间填满碎泡沫塑料(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,正好使温度计和环形玻璃搅拌棒通过,以达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的,如上图所示。将酸和碱倒入中间小烧杯中,并用环形玻璃搅拌棒搅拌,使之迅速混合,测量反应前后的温度,即可计算中和热。(3)注意事项:酸碱溶液应当用强酸、强碱的稀溶液(0.1 mol/l0.5 mol/l)。要使用同一支温度计。实验中所用的盐酸和氢氧化钠溶液配好后要充分冷却至室温,才能使用。操作时动作要快,尽量减少热量的散失。考点一化学反应与能量变化的关系【例1】下列关于化学反应的说法中不正确的是()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答案：a点拨：化学反应的本质特征是一定有新物质生成。化学反应过程是吸热还是放热,取决于反应物总能量与生成物总能量的相对大小(或从微观上分析旧键断裂吸热与新键形成放热的多少)。考点二吸热反应与放热反应【例2】下图所示变化为吸热反应的是()答案：a点拨：a中,反应物的总能量小于生成物的总能量,为吸热反应;b中,n2和h2反应,由于放出能量大于吸收能量,故b为放热反应。化学反应都伴随着能量变化,只有两种情况:一种为吸热反应,一种为放热反应。某个反应是吸热反应还是放热反应与反应条件无必然关系。条件实例放热反应加热或点燃2h2+o22h2o不需外加条件2na+2h2o2naoh+h2吸热反应加热或点燃或高温c+2cuo2cu+co2不需外加条件ba(oh)28h2o+2nh4clbacl2+2nh3+10h2o经验规律持续加热的反应为吸热反应结论吸热反应和放热反应与反应条件无必然关系考点三利用化学键计算化学反应中的能量变化【例3】白磷与氧气可发生如下反应:p4+5o2p4o10,已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为:p-p:a kjmol-1、p-o:b kjmol-1、po:c kjmol-1、oo:d kjmol-1。根据下图所示的分子结构和有关数据估算1 mol p4在足量的o2中燃烧所释放的热量q为()a.(6a+5d-4c-12b)kj b.(4c+12b-6a-5d)kjc.(4c+12b-4a-5d)kj d.(4a+5d-4c-12b)kj答案：b点拨：根据化学反应的能量变化与化学键的关系可知,1 mol白磷在足量的o2中燃烧所释放的能量等于生成物的键能之和减去反应物的键能之和。1 mol产物p4o10中共有4 mol po键,12 mol po