高中化学第二章化学反应与能量2.1.2化学能与热能学案新人教版必修

第2课时化学能与热能的相互转化
学习目标
1.通过分组实验,学会观察、记录实验现象,以及从分析现象中得出结论。

2.掌握化学能与热能的相互转化的实验依据。

3.巩固吸热反应、放热反应的概念,了解中和热的测定方法。

自主学习
1.请说出决定一个化学反应是放热还是吸热的因素是什么(要求从两个方面进行说明)。

2.2Al+6HCl2AlCl 3+3H2↑反应热;
Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl BaCl2+2NH3↑+10H2O反应热;
H++OH-H
2O反应热。

3.写出实验21所涉及的离子反应方程式:。

写出实验22所涉及的化学反应方程式:。

写出实验23所涉及的离子反应方程式:。

4.阅读课本P32,完成[思考与交流]。

5.常见的放热反应有:;
吸热反应:。

课内探究
一、化学反应中能量的转化
1.【课本实验21】铝与盐酸的反应
(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)要明显地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?
2.【课本实验22】Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应
【注意】由于这个实验成功的关键是在短时间内反应充分进行,使体系温度快速降低,将玻璃片上的水凝固。

实验中要注意三点:(1)将Ba(OH)2·8H2O晶体研磨成粉末,以便与NH4Cl晶体充分接触;(2)由于该反应属于固相反应,一定要在晶体混合后立即用玻璃棒快速搅拌混合物,以使它们很快起反应;(3)反应放出有刺激性气味的氨气,会造成学习环境的污染,所以要注意对氨气的吸收。

【分组实验】阅读教材并根据已有知识设计实验步骤如下:
【填写实验记录】
用化学方程式表示上述反应:。

二、中和热的测定
1.中和热的概念
在稀溶液中,酸与碱反应生成 所释放的热量。

2.中和热的测定
50 mL 0.50 mol/L 盐酸与50 mL 0.55 mol/L NaOH 溶液在如图所示的装置中进行中和反应。

通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。

回答下列问题
:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是 。

(2)烧杯间填满碎纸条的作用是 。

(3)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。

(4)实验中改用60 mL 0.50 mol/L 盐酸跟50 mL 0.55 mol/L NaOH 溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量 (填“相等”或“不相等”),所求中和热 (填“相等”或“不相等”),简述理由 。

3.思考与总结
要想提高中和热测定的准确性,实验应注意什么?
4.【学生分组实验23】三个学生分成一组进行实验,其中每个学生做一个实验并记录现象和数据,供组内交流、比较使用,然后讨论得出结论。

最后向全班汇报,进行组间交流。

【填写实验记录】
【讨论分析】三个反应的化学方程式和离子方程式分别为:
;
;。

三、人类利用能源的三个阶段
1.时期。

2.时期。

3.时期。

【例1】近年来,科学家正在探索利用铝粉作燃料的可能性,以期铝能成为石油的一种取代物。

假如铝作为一种普遍使用的新型能源被开发利用,关于其有利因素的下列说法,你认为哪项是错误的( )
A.铝质轻,便于运输、贮存,且安全
B.铝燃烧时放出的热量大,且燃烧后新产物对环境的污染容易得到有效控制
C.在地球上,铝矿资源丰富
D.现代电冶铝的工业技术已为铝作为新能源奠定了重要基础
【例2】我国南海海底发现巨大的“可燃冰”带,能源总量估计相当于中国石油总量的一半;而我国东海“可燃冰”的蕴藏量也很可观……“可燃冰”的主要成分是一水合甲烷晶体(CH4·H2O)。

请结合初中化学知识回答下列问题:
(1)下列说法中正确的是( )
A.CH4·H2O晶体中水是溶剂
B.CH4·H2O的组成元素有三种
C.CH4·H2O中CH4和H2O的质量比为1∶1
D.可燃冰能燃烧,说明水具有可燃性
(2)可燃冰的发现为我国在新世纪使用高效新能源开辟了广阔的前景。

你认为能开发利用的新能源还有(至少填写两种)。

随堂检测
1.有关下列能量转化的认识不正确的是( )
A.植物的光合作用使得太阳能转化为了化学能
B.人类使用照明设备是将电能转化为了光能
C.生物体内的化学变化过程在能量转化上比在体外发生的一些能量转化更为合理、有效
D.燃料燃烧时只是将化学能转化为了热能
2.下列反应既属于氧化还原反应,又是吸热反应的是( )
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)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应
3.为减少汽车对城市大气的污染,近年来中国成功地开发出了以新燃料作能源的“绿色汽车”。

这种汽车可避免有毒的有机铅、苯和苯的同系物以及多环芳烃的排放,保护环境。

这种“绿色汽车”的燃料是( )
A.甲醇
B.汽油
C.柴油
D.重油
4.下列变化中属于吸热反应的是( )
①液态水汽化②将胆矾加热变为白色粉末③浓硫酸稀释④氯酸钾分解制氧气⑤生石灰跟水反应生成熟石灰
A.①④
B.②③
C.①④⑤
D.②④
5.关于吸热反应的说法正确的是( )
A.凡需加热的反应一定是吸热反应
B.只有分解反应才是吸热反应
C.使用催化剂的反应是吸热反应
D.CO2与CaO化合是放热反应,则CaCO3分解是吸热反应
6.一种“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选择是( )
A.浓硫酸与水
B.生石灰与水
C.熟石灰与水
D.氯化钠与水
7.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Q1kJ,破坏1 mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2kJ,形成1 mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3 kJ。

下列关系式中,正确的是( )
A.Q1+Q2>Q3
B.Q1+Q2>2Q3
C.Q1+Q2<Q3
D.Q1+Q2<2Q3
8.能源可划分为一级能源和二级能源,自然界以现成方式提供的能源称为一级能源;需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。

氢气是一种高效而没有污染的二级能源,
它可以由在自然界中大量存在的水来制取:2H2O(l)2H2(g)+O2(g),该反应需要吸收大量的热。

下列叙述正确的是( )
A.风力是二级能源
B.水力是二级能源
C.天然气是一级能源
D.电能是一级能源
参考答案
自主学习
1.(1)反应物与生成物总能量的相对大小,若前者大,反应放热,反之,反应吸热。

(2)旧键断裂吸收的能量与新键形成释放的能量的相对大小,若前者大,反应吸热,反之,放热。

2.放吸放
3.2Al+6H+2Al3++3H
2↑
Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl BaCl2+2NH3↑+10H2O
H++OH-H
2O
4.化学反应除伴随着新物质生成外还伴随着能量的变化。

5.所有的燃烧反应、酸碱中和反应、金属与水或酸的反应、自发进行的氧化还原反应(如铝热反应)、大多数的化合反应大多数的分解反应、八水合氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应、碳与水(或二氧化碳)的反应、铁和水蒸气的反应、氢气(或一氧化碳)还原氧化铜的反应等
课内探究
一、1.【实验21】铝片表面产生气泡并溶解发热温度升高该反应为放热反应
(1)2Al+6HCl2AlCl 3+3H2↑
(2)铝片表面产生气泡并溶解,温度计温度指数升高。

(3)用手触摸或用温度计测量。

(4)用手触摸感知时不宜太早(放热不够)也不宜太晚(散热太多),用温度计测量时要记录最高温度。

2.Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl BaCl2+2NH3↑+10H2O
二、1.1 mol水
2.(1)环形玻璃搅拌棒
(2)减少热量的散失
(3)偏小
(4)不相等相等中和热是指生成1 mol水时所释放的热量
3.(1)搅拌或倾倒时不要有溶液损失。

(2)准确读取混合液的最高温度值。

(3)溶液浓度不能太高或太低。

4.HNO 3+NaOH NaNO3+H2O
H++OH-H
2O
HCl+NaOH NaCl+H 2O
H++OH-H
2O
HCl+KOH KCl+H 2O
H++OH-H
2O
三、1.柴草2.化石能源3.多能源结构
【例1】解析:铝质轻,燃烧时放热多,在地壳中是含量最大的金属元素,铝矿资源丰富,这些都是用铝作为新型燃料的有利条件,但是电冶铝本身需要消耗大量的能量,从这一点考虑,如果没有开发出新的冶炼金属铝的技术,则用铝作为新能源的做法是不合理的。

所以D 说法错误。

答案:D
【例2】解析:(1)溶剂是能够溶解其他物质的物质,溶剂与溶质间没有固定的组成,而CH4·H2O的组成固定,故A不正确。

CH4中含C、H两种元素,H2O中含H、O两种元素,故CH4·H2O 由C、H、O三种元素组成,B正确。

CH4·H2O分子中CH4与H2O的物质的量之比为1∶1,则C 不正确。

CH4·H2O可燃是由于分解产生CH4的原因,故D不正确。

(2)新能源是指以新技术为基础,系统开发利用的能源包括太阳能、生物能、风能、地热能、氢能源等。

答案:(1)B (2)太阳能、潮汐能、水能、风能、核能、地热、氢能源等
随堂检测
1.D
2.B
3.A
4.D
5.D
6.B
7.解析:燃烧反应均属于放热反应,旧键断裂吸收的能量一定小于新键形成释放的能量。

答案:D
8.C。