化学反应与能量导学案.doc

第一章化学反应与能量第一节化学反应与能量的变化第1课时焓变 反应热教学目标知识与技能：1.记住焓变的含义，能判断反应是放热还是吸热。2.了解化学能与热能的相互转化。过程与方法：了解吸热反应、放热反应、反应热等概念。情感态度与价值观：能从微观角度，运用化学键的知识，解释化学反应过程中能量变化的原因。教学重难点：重点：焓变、反应热的概念。难点：从化学键角度认识化学反应能量变化的原因。教学过程：一、反应热、焓变请同学们讨论交流以下问题：1、化学反应必定伴有能量变化，化学反应过程中当 时放出能量，当 时吸收能量。2、从能量的角度看，断裂化学键要 ，形成化学键要 ，一个化学反应是释放能量还是吸收能量取决于 。阅读教材相关内容，回答下列问题：1、定义：在化学反应过程中 或 的热量，通常叫做反应热。2、符合：用 表示。3、单位：一般采用 。4、可直接测量，测量的仪器叫量热计。规律总结：焓变（H） 反应热1焓变(1)焓变概念：焓(H)是与内能有关的 。在一定条件下，某一化学反应是吸热反应还是放热反应，由生成物与反应物的 即焓变(H)决定。常用单位： (或 )。(2)焓变与反应热的关系恒压条件下，反应的热效应等于焓变。因此，我们常用 表示反应热。21 mol H2分子中的化学键断裂吸收436 kJ的能量，1 mol Cl2分子中的化学键断裂吸收243 kJ的能量，2 mol HCl分子中的化学键形成释放862 kJ的能量，则H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)的反应放出的热量为 。3H的正、负和吸热、放热反应的关系(1)放热反应：反应完成时，生成物释放的总能量 反应物吸收的总能量的反应。由于反应后放出热量(释放给环境)而使反应体系的能量 ，故H 0(填“”)，即H为 (填“”或“”)。(2)吸热反应：反应完成时，生成物释放的总能量 反应物吸收的总能量的反应。由于反应时吸收环境能量而使反应体系的能量 ，故H 0(填“”)，即H为 (填“”或“”)。4化学反应中能量变化如下图所示：图1为 反应，H1 0；图2为 反应，H2 0。5浓硫酸溶于水放出热量，是放热反应吗？6下列反应属于放热反应的是( )AAl与稀盐酸反应 BCCO22COCKClO3受热分解 DNaOH溶于水二、放热反应与吸热反应的比较类型比较放热反应吸热反应定义形成原因与化学键强弱的关系表示方法图示常见的实例大多数化合反应；中和反应；金属与酸反应如：Mg2HCl=MgCl2H2 H0；以C、CO为还原剂的氧化还原反应【典例1】已知H2(g)O2(g)=H2O(g)反应过程中能量变化如图所示，问：a、b、c分别代表什么意义？该反应是放热反应还是吸热反应，H大于零还是小于零？【变式训练1】下列说法正确的是( )A需要加热才能发生的反应一定是吸热反应B化学反应中的能量变化都表现为热量变化C任何放热反应在常温下一定能发生D反应物和生成物所具有的总能量决定了反应是放热还是吸热【变式训练2】由右图分析，有关叙述正确的是( )AABC和BCA两个反应吸收或放出的能量不等BABC是放热反应CA具有的能量高于B和C具有的能量总和DABC是吸热反应，则BCA必然是放热反应三、H的计算方法从不同角度解释反应热，其计算方式也不同，H可表示为：(1) H反应物中化学键断裂吸收的能量之和生成物中化学键形成放出的能量之和。(2) H生成物总能量反应物总能量。（3）H反应物的键能之和生成物的键能之和【典例2】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的能量下列叙述正确的是( )A氢气和氯气反应生成氯化氢气体的热化学方程式是H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)B氢气和氯气反应生成2 mol氯化氢气体，反应的H183 kJmol1C氢气和氯气反应生成2 mol氯化氢气体，反应的H183 kJmol1D氢气和氯气反应生成1 mol氯化氢气体，反应的H183 kJmol1【变式训练3】石墨和金刚石都是碳元素的单质，石墨在一定条件下可转化为金刚石。已知12 g石墨完全转化成金刚石时，要吸收E kJ的能量，下列说法正确的是( )石墨不如金刚石稳定金刚石不如石墨稳定等质量的石墨与金刚石完全燃烧，金刚石放出的能量多等质量的石墨与金刚石完全燃烧，石墨放出的能量多A B C D【变式训练4】白磷与氧可发生如下反应：P45O2=P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：PPa kJmol1、PO b kJmol1、P=O c kJmol1、O=O d kJmol1。根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的H，其中正确的是( )A(6a5d4c12b) kJmol1B(4c12b6a5d) kJmol1C(4c12b4a5d) kJmol1D(4a5d4c12b) kJmol1课时训练1下列反应既属于氧化还原反应，又属于吸热反应的是( )A铝片和稀盐酸反应BBa(OH)28H2O与NH4Cl的反应C灼热的碳与二氧化碳的反应D甲烷在氧气中的燃烧2已知氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中，破坏1 mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1 kJ，破坏1 mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2 kJ，形成1 mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3 kJ，下列关系式正确的是( )AQ1Q2Q3 BQ1Q22Q3CQ1Q2Q3 DQ1Q20的化学反应C形成化学键时共放出能量862 kJ的化学反应D能量变化如图所示的化学反应5关于化学反应的本质的说法正确的是( )A化学反应都有新物质生成B化学反应都有能量变化C化学反应是旧键断裂新键形成的过程D化学反应的发生都需要在一定条件下6下列说法正确的是( )A反应热就是反应中放出的能量B在101 kPa时，1 mol碳燃烧所放出的热量为碳的燃烧热C由C(石墨)C(金刚石)H1.9 kJmol1可知，金刚石比石墨稳定D等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧，前者放出的热量多7下列反应中，生成物的总焓大于反应物总焓的是( )A锌与稀硫酸反应制氢气 B铁丝在氯气中燃烧C氧化钙与水反应 D碳酸氢铵分解8下列说法中正确的是( )A焓变是指1 mol物质参加反应时的能量变化B反应放热时，H0；反应吸热时，H0C在一个确定的化学反应关系中，反应物的总焓与生成物的总焓一定不同D在一个确定的化学反应关系中，反应物的总焓总是高于生成物的总焓9科学家已获得了极具理论研究意义的N4分子，其结构为正四面体(如图所示)，与白磷分子相似。已知断裂1 mol NN键吸收193 kJ热量，断裂1 mol NN键吸收941 kJ热量，则( )AN4的熔点比P4高B1 mol N4气体转化为N2时要吸收724 kJ能量CN4是N2的同系物D1 mol N4气体转化为N2时要放出724 kJ能量10某学习小组设计以下实验，探究化学反应中的热效应，把试管放入盛有25的饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管往其中滴加5 mL盐酸。试回答下列问题：（1）实验中观察到的现象是_。（2）产生上述现象的原因是_。（3）写出有关反应的离子方程式_。(4)由实验推知，MgCl2和H2的总能量_(填“大于”、“小于”或“等于”)镁片和盐酸的总能量。(5)如果将本题中“25的饱和石灰水”换成“20碳酸饮料”进行实验探究，实验中观察到的另一现象是_，其原因是_。11在一定条件下，A和B反应可生成C和D，其能量变化如下：(反应前) (反应后)(1)下列有关反应AB=CD的说法正确的是_。A反应前后原子的种类和数目一定不变B该反应若有热量变化，则一定是氧化还原反应C若该反应为放热反应，则不需加热反应就一定能自发进行D反应物的总质量与生成物的总质量一定相等，且遵循能量守恒(2)若E1”、“H2H3 BH2H1H2【变式训练2】实验室进行中和热的测定实验时除需要大烧杯(500 mL)、小烧杯(100 mL)外，所用的其他仪器和试剂均正确的一组是( )A0.50 molL1盐酸，0.50 molL1 NaOH溶液，100 mL量筒1个B0.50 molL1盐酸，0.55 molL1 NaOH溶液，100 mL量筒2个C0.50 molL1盐酸，0.55 molL1 NaOH溶液，50 mL量筒1个D0.50 molL1盐酸，0.55 molL1 NaOH溶液，50 mL量筒2个【变式训练3】含有11.2 g KOH的稀溶液与1 L 0.1 molL1的H2SO4溶液反应，放出11.46 kJ的热量，表示该反应的中和热的化学方程式为( )AKOH(aq)H2SO4(aq)=K2SO4(aq)H2O(l) H11.46 kJmol1B2KOH(aq)H2SO4(aq)=K2SO4(aq)2H2O(l) H11.46 kJmol1C2KOH(aq)H2SO4(aq)=K2SO4(aq)2H2O(l) H114.6 kJmol1DKOH(aq)H2SO4(aq)=K2SO4(aq)H2O(l) H57.3 kJmol1课时训练：1、当1mol气态H2与1mol气态Cl2反应生成2mol气态HCl，放出184.6KJ的热量，请写出该反应的热化学方程式。2、写出下列反应的热化学方程式 1） 1g 硫粉在氧气中充分燃烧放出 9.36kJ热量，写出硫燃烧的热化学方程式。2）4g CO在氧气中燃烧生成CO2，放出 9. 6kJ热量，写出CO燃烧的热化学方程式。3）在一定条件下，氢气和甲烷燃烧的化学方程式为： 2H2(g) + O2 (g) = 2H2O (l); H = 572 kJ /mol CH4(g) +2O2 (g) = CO2(g)+2H2O (l); H=-890 kJmol1由1mol氢气和2mol甲烷组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时放出的热量为多少？3、在一定条件下，氢气和丙烷燃烧的化学方程式为：2H2(g) + O2 (g) = 2H2O (l); H = 572 kJ /mol C3H8(g) +5O2 (g) = 3CO2(g)+4H2O (l); H=-2220kJmol1 5mol氢气和丙烷的混合气完全燃烧时放热3847KJ，则氢气和丙烷的体积比为 4、已知 （1）H2( g )1/2O2 ( g ) H2O ( g ) H1 = a kJ/mol（2）2H2( g )O2 ( g ) 2H2O ( g ) H2 = b kJ/mol（3） H2( g )1/2O2 ( g ) H2O ( l ) H3 = c kJ/mol（4） 2H2( g )O2 ( g ) 2H2O ( l ) H4 = d kJ/mol则a、b、c、d的关系正确的是 。A、acd0 C、2a=b05、若2.6 g 乙炔（C2H2，气态）完全燃烧生成液态水和CO2（g）时放热130 kJ。则乙炔燃烧的热化学方程式为 第二节燃烧热 能源 教学目标知识与技能:（1）了解燃烧热的概念，并能进行简单的计算。（2）知道化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。（3）了解资源、能源、环保是当今社会的重要热点问题。过程与方法:（1）通过学习及查阅资料了解研究燃烧热的实际意义。（2）通过查阅资料说明能源是人类生存和发展的重要基础，了解化学在解决能源危机中的重要作用。知道节约能源、提高能量利用效率的实际意义。情感态度与价值观:（1）发展学习化学的兴趣，乐于探究物质变化的奥秘，体验科学探究的艰辛与喜悦，感受化学世界的奇妙与和谐。（2）有参与化学科技活动的热情，有将化学能与热能的化学知识应用于生产、生活实践的意识，能够对与化学有关的社会问题和生活问题做出合理的判断。教学重点、难点重点：燃烧热的概念及相关计算。难点：燃烧热的概念。教学过程：回忆反应热 、焓变的知识，解答：1、在25 、101 kPa下，1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热2268 kJ,下列热化学方程式正确的是A CH3OH（l）O2(g) CO2(g)+2H2O(l) ； H=+7258 kJmol1B 2CH3OH（l）+3O2(g) 2CO2(g)+4H2O(l) ； H=1 452 kJmol1C 2CH3OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+4H2O(l) ； H=7258 kJmol1D 2CH3OH（l）+3O2(g) 2CO2(g)+4H2O(l) ； H=+1 452 kJmol1镁片盐酸饱和石灰水2、如右图所示，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，再用滴管滴入5 mL盐酸于试管中。试回答下列问题：(1)实验中观察到的现象是_。(2)产生上述现象的原因是_ _。(3)写出有关反应的离子方程式：_ _。(4)由实验推知，MgCl2溶液和H2的总能量_（填“大于”“小于”或“等于”）镁片和盐酸的总能量。【学习新知】一、燃烧热阅读教材，找出燃烧热的概念，并把它填写在下面的空格中。1、定义： 注意：（1）条件： （2）燃烧的物质一定为 mol（3）生成的物质一定要稳定a、状态要稳定；b、要完全燃烧（生成物不能再燃烧）。一般指：C - CO2 （g） N N2 （g） S SO2 （g） H H2O（l）2.表示的意义： 如: CH4的燃烧热为890.3KJ/mol.含义: 3.表示燃烧热的热化学方程式的书写： 应以 mol物质的标准来配平其余物质的化学计量数(常出现分数) 4.一定量可燃物完全燃烧时放出的热量Q放=n(可燃物)H二、中和热1、定义：在稀溶液中，酸跟碱发生中和反应，生成1mol水时的反应热叫做中和热。2、中和热的表示：H+(aq)+OH-(aq)=H2O (l)；H=-57.3kJmol。3、要点条件：稀溶液。稀溶液是指溶于大量水的离子。反应物：（强）酸与（强）碱。中和热不包括离子在水溶液中的生成热、电解质电离的吸热所伴随的热效应。生成1mol水，中和反应的实质是H+和OH-化合生成 H20，若反应过程中有其他物质生成，这部分反应热也不在中和热内。放出的热量：57.3kJ/mol例：已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)； H=-57.3kJ/mol ，求下列中和反应中放出的热量。（1）用20gNaOH配稀溶液跟足量稀盐酸反应放出_ kJ的热量。（2）用2molH2SO4配稀溶液跟足量稀NaOH反应，放出_kJ的热量。4、燃烧热与中和热的区别与联系相同点燃烧热中和热能量变化放热反应HH0 , 单位 kJ/mol不同点反应物的量1mol可燃物可能是1mol也可以是0.5mol(不限)生成物的量不限量H2O 1mol反应热的含义1mol反应物完全燃烧时放出的热量;不同的物质燃烧热不同酸碱中和生成1molH2O时放出的热量,强酸强碱间的中和反应中和热大致相同,均约为57.3kJ/mol【思考与交流】1、选择燃料的标准是什么? 2、煤作为燃料的利弊?提高煤燃烧效率的措施有哪些?【随堂练习】1、已知：2H2( g ) + O2 ( g) = 2H2O ( l ) H= -571.6 kJ/molH2( g ) +1/2 O2 ( g) = H2O ( g ) H= -241.8 kJ/mol求氢气的燃烧热。2、石墨与金刚石的燃烧热是否相同，为什么？ 请分别写出石墨和金刚石燃烧的热化学方程式。 3.下列各组物质的燃烧热相等的是：（ ）A.碳和一氧化碳 B.1moL碳和2moL碳C.1moL乙炔和2moL碳 D.淀粉和纤维素4.已知热化学方程式：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)；H=-241.8 kJ/mol 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)； H=-483.6 kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)； H = -285.8 kJ/mol2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)； H=-571.6 kJ/mol则氢气的燃烧热为： 二、能源阅读课文，讨论下列问题：能源就是能提供能量的自然资源，它包括化石燃料（煤、石油、天然气）、阳光、风力、流水、潮汐以及柴草等。1能源就是能提供 的自然资源，包括 等。2.我国目前使用的主要能源是 ，是不能 。3.解决能源的办法是 ，即开发 和节约 ，提高能源的 。4.现在探索开发的新能源有 等，新能源的主要优势是 。5、能源、一级能源、二级能源下列属于一级能源的是 属于二级能源的是 A 风能 B电能 C 氢能 D 阳光 E 天然气 6、我国的能源状况如何？（1）目前使用的主要能源是何种能源？（2）我国的能源储量。（3）我国的人均能源拥有量。（4）近年来我国能源的总消费量与人均消费量情况。3、了解了我国的能源利用率，你有何感想？议一议1.城市家用燃料使用气体燃料比使用煤、煤球等固体燃料有什么好处？议一议2.推广使用天然气（相对于管道煤气和液化气）为什么是城市燃气的发展方向？讨论：下面列出的是有关煤作燃料利弊问题的一些主要论点，请参考这些论点，并准备有关材料，简要论述你对该问题的看法。 煤是我国储量最多的能源资源，应充分利用该资源为我国的社会主义建设服务。据有人估计，我国的煤炭储量足够使用几百年。 煤的形成需经过数亿年的时间，用一些就少一些，不可再生。 煤是重要的化工原料，把煤作燃料简单烧掉太可惜，应该综合利用。 煤是发热量很高的固体燃料，我国煤炭资源相对比较集中，开采成本较低，用煤作燃料合算。煤作为固体燃料，燃烧反应速率小，热利用效率低，且运输不方便。煤直接燃烧时产生SO2等有毒气体和烟尘，对环境造成严重污染。可以通过清洁煤技术，如煤的液化和气化，以及实行烟气净化脱硫等，大大减少燃煤对环境造成的污染，提高煤燃烧的热利用率。煤大量开采时，会造成地面塌陷。课时训练：1.下列反应既属于氧化还原反应,又是吸热反应的是( )A.铝片与稀盐酸的反应. B.Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反应.C.灼热的碳与CO2的反应 D.甲烷在氧气中的燃烧反应2.下列燃料中,不属于化石燃料的是( )A.煤 B.石油 C.天然气 D.水煤气3.酸雨危害可包括( )对人体的直接危害,引起肺部疾病而使人致死,引起河流,湖泊的水体酸化,严重影响水生动杆物的生长,破坏土壤,植被,森林 腐蚀金属,油漆,皮革,纺织品及建筑材料等,渗入地下,可能引起地下水酸化.A. B. C. D.4.我国发射的“神舟五号”载人飞船的燃料是铝粉与高氯酸铵的混合物。点燃时，铝粉氧化放热引发高氯酸铵反应2NH4ClO4=N2+4H2O+Cl2+O2；H0。关于该反应叙述不正确的是 （ ）A该反应属于分解反应、氧化还原反应、放热反应B该反应瞬间能产生大量高温气体，推动飞船飞行C从能量变化上看，该反应是化学能转变为热能和动能D反应中NH4ClO4只起到氧化剂的作用5.通常状况下，将1g 氢气在氯气中完全燃烧，放出924KJ热量，下列所示的热化学方程式正确的是 ( )A.H2(g)Cl2(g)1/2HCl(g)；92.4KJ/molB.H2(g)Cl2(g)1/2HCl(g)；92.4KJ/molC.H2(g)Cl2(g)2HCl(g)； 184.8KJ/molD.H2(g)Cl2(g)2HCl(l)； 184.8/mol6.氢气（H2）、一氧化碳（CO）、辛烷（C8H18）、甲烷（CH4）的热化学方程式分别为：H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(l)； H= 285.8 kJ/mol CO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g)；H= 283.0 kJ/molC8H18(l) + 25/2O2(g) = 8CO2(g) + 9 H2O(l)； H= 5518 kJ/molCH4(g) + 2 O2(g) = CO2(g) + 2 H2O(l)； H= 890.3 kJ/mol相同物质的量的H2、CO、C8H18、CH4完全燃烧时，放出热量最少的是( )AH2(g) BCO(g) CC8H18(l) DCH4(g)7.已知充分燃烧a g 乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量bkJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是A.2C2H2(g) + 5O2(g) = 4CO2(g) + 2H2O(l)；H = 4b KJ/molB.C2H2(g) + 5/2O2(g) = 2CO2(g) + H2O(l)；H = 2b KJ/molC.2C2H2(g) + 5O2(g) = 4CO2(g) + 2H2O(l)；H = 2b KJ/molD2C2H2(g) + 5O2(g) = 4CO2(g) + 2H2O(l)；H = b KJ/mol8.已知1mol白磷变成1mol红磷放出18.39KJ热量。下列两个反应4P(白、s)5O22P2O5(s)；H1=kJ/mol4P(红、s) 5O22P2O5(s)；H2=kJ/mol则H1与H2关系正确的是 ( )AH1H2 BH1H2 D无法确定9.下列关于燃烧热的说法中正确的是 ( )A.1mol物质燃烧所放出的热量B.常温下，可燃物燃烧放出的热量C.在25、1.01105Pa时，1mol物质燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量D.燃烧热随化学方程式前的化学计量数的改变而改变10.在25、1.01105Pa时，1gCH4燃烧时生成CO2与液态H2O，放出55.6kJ的热量，则CH4的燃烧热为 ( )A55.6kJ/mol B.889.6kJ/mol C.889.6kJ/mol D.444.8kJ/mol 11.关化石燃料的说法正确的是 ( )A化石燃料是可再生的，因此在地球上的蕴藏量也是无限的B化石燃料虽然在地球上的蕴藏量有限，但形成化石燃料的速率相当快，所以化石燃料相当于无限的C化石燃料的形成是非常复杂的，所需时间很长，但化石燃料在地球上的蕴藏量是无限的D化石燃料在地球上的蕴藏量是有限的,而且又都是经过亿万年才能形成的非再生资源12. 1998年出现的全球温度大幅度升高，产生了显著的“厄尔尼诺”现象干旱和暴雨灾难，危害了许多地区。为了防止气候变暖的进一步恶化，联合国环境保护组织于1998年通过大会要求各国减少工业排放量的气体是( )A. 二氧化硫 B. 二氧化碳 C. 氮的氧化物 D. 碳氢化合物13.我国三峡工程所提供的清洁、廉价强劲、可再生的水电，相当于每年燃烧3106t原煤的火力发电厂产生的电能。因此，三峡工程有助于控制( )A. 温室效应 B. 酸雨 C. 白色污染 D. 破坏大气臭氧层14.下列说法不正确的是(