整理-化学能与热能学案

必修二第二单元化学反应与能量必修二第二单元化学反应与能量 学案学案 1 化学能与热能 第一课时 化学键与化学反应中能量变化的关系 学习目标学习目标 1 能从化学键的角度理解化学反应中能量变化的主要原因 2 能从微观的角度来解释宏观化学现象 进一步发展想象能力 3 通过化学能与热能的相互转变 理解 能量守恒定律 初步建立起科学 的能量观 加深对化学在解决能源问题中重要作用的认识 学习重点学习重点 1 化学反应中能量变化的主要原因 2 从本质上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 学习过程学习过程 学海导航学海导航 煤 石油 天然气的主要化学成分是烃类等有机物 煤中含有大量的碳 他们在燃烧时释放出能量 你知道这种热量从何而来吗 它与化学物质及其化学 反应有什么关系 应有什么关系 温顾知新温顾知新 物质中的原子是通过 相结合的 化学反应的实质是 自学自学 1 化学键是物质内部微粒之间强烈的相互作用 断开反应物中的化学键需要 能量 形成生成物中的化学键要 能量 如 氢气和氯气反应的本质是在一定的条件下 氢气分子和氯气分子中的 H H 键和 Cl Cl 键断开 氢原子和氯原子通过形成 H Cl 键而结合成 HCl 分子 断开 H H 键 Cl Cl 键要 能量 而形成 HCl 分子中的 H Cl 键 能量 这样 由于破坏旧键 的能量少于形成新键 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 2 化学键的 是物质在化学反应中发生能量变化的主要原因 例题 例题 拆开 1molH2吸热 436kJ 拆开 1molCl2吸热 243kJ 形成 1molHCl 放热 431kJ 试推测氢气和氯气反应生成氯化氢的反应是吸收热量还是放出热量 3 从宏观的角度来判断一个反应到底是放热还是吸热的 各种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 不同物 质由于组成 结构不同 因而所包含的化学能也 同 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 必修二第二单元化学反应与能量必修二第二单元化学反应与能量 学案学案 2 相对大小 反应物总能量 生成物总能量 反应 能量 反应物总能量生成物总能量 反应 能量 反应物总能量 生成物总能量 反应 能量 3 质量守恒定律 在化学反应中 参加反应前各物质的质量总和 反应后生成 各物质的质量总和 自学自学 化学能与热能的相互转化 必修二第二单元化学反应与能量必修二第二单元化学反应与能量 学案学案 4 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变时 不变 2 能量守恒定律 一种能量可以转化为另一种能量 但体系包含的 不变 2 物质在发生化学反应的同时还伴随着 的变化 这些能量变化通常又表现为 的变化 吸热和放热 吸热反应 反应的结果表现为吸收热量 即反应物总能量生成物的总能量 理解 因为反应物变为生成物时总能量不够 所以要吸收能量 即吸热 简写为 E反应物 E生成物 放热反应 反应的结果表现为 即反应物总能量生成物的总能量 理解 因为反应物变为生成物时总能量有多 所以要放出热量 简写为 E反应物E生成物 3 化学能与热能相互转化的应用 1 化学物质中的 通过反应转化成 是人类生存和发展的动力之源 2 转化成 使人们进行化学科学研究 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 以树枝杂草为主要能源 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 生 物质能等 探究探究 化学能与热能的相互转化 1 化学能转化为热能 铝与盐酸的反应 实验铝与盐酸反应 现象铝条表面有 反应后温度 必修二第二单元化学反应与能量必修二第二单元化学反应与能量 学案学案 5 反应方程式 结论 反应过程中 能量 转化成 多数置换反应是 反应 2 热能转化为化学能 氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应 实验氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应 现象有 气体产生 烧杯壁 烧杯与玻璃片粘在一起 反应方程式 结论反应中 能量 转化成 3中和热 化学能转化为热能 1 氢氧化钠与盐酸的反应 HCl aq 温度NaOH aq 温度中和反应后温度实验数据 结论中和反应是 反应 转化成 2 中和热 酸和碱发生中和反应生成 时所释放的热量 讨论讨论 1 常见的吸热反应 放热反应有哪些 2 吸热反应与放热反应与反应条件加热与否有没有必然的联系呢 建议建议 了解生物体内生命活动过程中的能量转化 能源与人类社会发展的密切关系 建立起 正确的能量观 除了课本知识外 也应通过阅读科普读物 多听科普讲座 多读书和看报 等多种途径去获取这些方面的知识 达标训练达标训练 1 下列反应中属吸热反应的是 必修二第二单元化学反应与能量必修二第二单元化学反应与能量 学案学案 6 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 D Ba OH 2 8H2O 与 NH4Cl 反应 2 下列说法不正确的是 A 化学反应除了生成新物质外 还伴随着能量的变化 B 放热反应不需要加热即可发生 C 需要加热条件的化学反应都是吸热反应 D 1mol 硫酸与足量氢氧化钠发生中和反应生成水所释放的热量称为中和热 3 有专家指出 如果将燃烧产物如 CO2 H2O N2等利用太阳能使它们重新组 合变成 CH4 CH3OH NH3等的构想能够成为现实 则下列说法中 错误的 是 A 可消除对大气的污染 B 可节约燃料 C 可缓解能源危机 D 此题中的 CH4 CH3OH NH3等为一级能源 4 两位同学讨论放热和吸热反应 甲说加热后才能发生的反应是吸热反应 乙说反应中 要持续加热才能进行的反应是吸热反应 他们的说法正对吗 为什么 5 3 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 A X 的能量一定高于 M B Y 的能量一定高于 N C X 和 Y 的总能量一定高于 M 和 N 的总能量 D 因该反应为放热反应 故不必加热就可发生 6 下列反应中 即属于氧化还原反应同时又是吸热反应的是 A Ba OH 2 8H2O 与 NH4Cl 反应 B 铝与稀盐酸 C 灼热的炭与 CO2反应 D 甲烷与 O2的燃烧反应 7 摇摇冰 是一种即用即冷的饮料 吸食时将饮料罐隔离层中的化学物质和水混合后 摇动即会制冷 该化学物质可能是 A 氯化钠 B 固体硝酸铵 C 生石灰 D 蔗糖 8 下列物质加入水中显著放热的是 A 生石灰 B 固体 NaCl C 无水乙醇 D 固体 NH4N03 自学疑难 第二课时第二课时 必修二第二单元化学反应与能量必修二第二单元化学反应与能量 学案学案 7 本课提要 通过生产 生活中的实例了解化学能与热能的相互转化 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 了解吸热反应和放热反应的涵义 认识提高燃料的燃烧 效率 开发高能清洁燃料的重要性 本课学习的重点 放热反应和吸热反应 化学反应中能量变化与反应物 生成物总能 量的关系 课前准备课前准备 温故温故 在化学反应中 反应物转化为生成物的同时 会伴随能量的转化 研究化学 反应中的能量变化 能指导我们利用化学反应更好地为生产 生活服务 那么 化学反应 过程中会伴随哪些能量变化呢 w w w k s 5 u c o m 化学反应的特征是 同时伴随着 的转化 化学反应过程中的能量转化形式主要有 知新知新 判断下列变化过程中化学能的转化形式 植物的光合作用 转化为化学能 煤气燃烧 化学能转化为 干电池放电 化学能转化为 雷雨发庄稼 转化为化学能 思考一思考一 化学反应过程中主要表现为何种能量的变化呢 课堂在线课堂在线 一 化学反应中的热量变化 活动与探究活动与探究 探究下列变化过程中的温度变化 并回答表格所提问题 实验实验 1 1 向一支试管中放入用砂纸打磨光亮的镁条 加入 5mL2mol L 的盐酸 用手 触摸试管外壁 有什么感觉 实验实验 2 2 在 100mL 小烧杯中加入约 20g 经过研磨的氢氧化钡晶体 然后加入约 10g 氯化铵晶体 用玻璃棒搅拌 使之充分混合 用手触摸烧杯外壁 反应混合物的温度有什 么变化 反应 前后温度变化 能量 转化形式 反应 吸热或放热 化学反应方程式 实验 1 实验 2 研究发现 化学反应伴随着能量的变化 许多化学反应的能量变化主要表现为热量的 放出或吸收 w w w k s 5 u c o m 1 吸热反应和放热反应 吸热反应 放热反应 交流与讨论一交流与讨论一 根据你的生活经验和已学知识 判断下列反应是放热反应还是吸热反应 必修二第二单元化学反应与能量必修二第二单元化学反应与能量 学案学案 8 1 镁条的燃烧 2 高温煅烧石灰石 3 氧化钙与水的反应 4 盐酸和氢氧化钙溶液反应 想一想想一想 1 以上都是通过生活或者是实验中经验判断得出的 那怎么从理论上来判断呢 化学反应中能量变化的示意图 总结规律总结规律 吸热反应 其反应物的总能量 生成物的总能量 放热反应 其反应物的总能量 生成物的总能量 练一练练一练 1 1 关于吸热反应和放热反应 下列说法中错误的是 A 需要加热才能进行的化学反应一定是吸热反应 B 化学反应中能量变化 除了热量外 还可以是光能 电能等 C 化学反应过程中的能量变化 服从能量守恒定律 D 反应物的总能量高于生成物的总能量时 发生放热反应 交流与讨论二交流与讨论二 常见的放热 吸热反应 放热反应 w w w k s 5 u c o m 吸热反应 思考二思考二 化学反应过程中为什么会伴随能量的变化 归纳总结归纳总结 1 放热反应和吸热反应的涵义 必修二第二单元化学反应与能量必修二第二单元化学反应与能量 学案学案 9 2 化学反应中能量变化与反应物 生成物总能量的关系 课堂练习课堂练习 1 吸热反应一定是 A 释放能量 B 需要加热才能发生 C 储存能量 D 反应物总能量高于生成物总能量 2 下列反应中一定释放热量的是 A 中和反应 B 化合反应 C 分解反应 D 置换反应 3 在一支试管中放入几小块镁片 把试管放入盛有 25 的饱和石灰水的烧杯中 用胶头 滴管滴 5ml 盐酸于试管中 试回答下列问题 提示 Ca OH 2的溶解度受温度的影响 试验中观察到的现象是 产生上述现象的原因是 写出有关反应的离子方程式 在上述试验结束后 将试管取出 在烧杯中放入小烧杯 小烧杯中放入氢氧化钡晶体和 氯化铵晶体的混合物 用玻璃棒搅拌 则试验现象是 产 生上述现象的原因是 4 人体内葡萄糖氧化作用可以用以下热化学方程式表示 C6H12O6 s 6O2 g 6CO2 g 6H2O l H 2804 6 kJ mol 1 若每人每天需 消耗热量 12558kJ 则每人每天至少需要葡萄糖多少 g 课堂练习 参考答案 1 6 C A 8 试管内有气泡产生 烧杯中出现白色沉淀 Mg 与 HCl 反应生成氢气 并且放出大量热 Ca OH 2的溶解度随温度升高而减小 所以会有 Ca OH 2白色沉淀 Mg HCl Mg2 H2 生成的沉淀溶解 氢氧化钡与氯化铵的反应是吸热反应 吸收大量的热 体系温度 下降 则 Ca OH 2 的白色沉淀逐渐消失 9 806g 温故 物质的变化 能量 化学能与电能 热能 光能的互相转化 知新 光能 热能 电能 电能 思考一 主要表现为热量的变化 实验实验 2 2 1 吸热反应和放热反应 吸热反应 吸收热量的化学反应 放热反应 有热量放出的化学反应 交流与讨论一交流与讨论一 根据你的生活经验和已学知识 判断下列反应是放热反应还是吸热反应 1 镁条的燃烧 放热放应 2 高温煅烧石灰石 吸热放应 必修二第二单元化学反应与能量必修二第二单元化学反应与能量 学案学案 10 高温 高温 3 氧化钙与水的反应 放热放应 4 盐酸和氢氧化钙溶液反应 放热放应 想一想想一想 1 总结规律 总结规律 吸热反应 其反应物的总能量小于生成物的总能量 放热反应 其反应物的总能量大于生成物的总能量 练一练 1 A 交流与讨论二 放热反应 所有燃烧反应 酸碱中和反应 金属与酸生成气体的反应 大多数的化合反应 w w w k s 5 u c o m 吸热反应 C s CO2 g 2CO g Ba OH 2 8H2O s 2NH4Cl s BaCl2 aq 2NH3 g 10H2O l C s H2O g CO g H2 g 大多数的分解反应 思考二 这是由于化学反应过程中存在化学键的断裂和形成 反应物中旧化学键的断裂 要克 服原子间的相互作用而吸收能量 生成物中新化学键的形成 要释放能量 新化学键形成 所释放的总能量与反应物中旧化学键断裂所吸收的总能量的差就是此反应的能量变化 第二章第二章 第一节第一节 化学能与热能学案化学能与热能学案 第二课时 第二课时 学习目标 1 通过科学探究活动 让学生在实验探究中认识和感受化学能与热能之间相互转化及 其研究过程 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 复习 1 化学键与反应中能量变化关系 2 反应吸放热与反应中能量关系 实验 2 1 填写实验记录 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 3mL 6mol L 的盐酸溶液 必修二第二单元化学反应与能量必修二第二单元化学反应与能量 学案学案 11 向含有盐酸溶液的试管中插 入用砂纸打磨光的铝条 结 论 思考与讨论 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 你将采取哪些简单易行的办法来了解 反应中的热量变化 4 要明显的感知或测量反应中的热量变化 你在实验中应注意哪些问题 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 反思与评价 1 整个实验中有哪些创新之处 2 在实验过程中对你最有启迪的是什么 概念 中和热 Ba OH 2 8H2O 2NH4Cl BaCl2 2NH3 10H2O反应吸热 H OH H2O 反应放热 必修二第二单元化学反应与能量必修二第二单元化学反应与能量 学案学案 12 思考与交流 如何通过实验来测定盐酸与氢氧化钠反应的中和热 你认为再设计实验装置和操 作时注意那些问题 你准备如何进行实验 当堂达标