化学能与热能导学案

化学能与热能导学案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
第二章第一节化学能与热能导学案第一课时
班级：姓名：
【学习目标】：
1、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。

2、知道一个反应是吸收能量还是放出能量决定于反应物的总能量和生成物的总
能量的相对高低。

【学习重点】化学反应中能量变化的主要原因。

【学习难点】从本质上理解（微观角度）化学反应中的能量变化。

【问题探究一】断开或形成1 mol某化学键的能量变化（阅读课本32页）1．断开或形成1 mol H2中化学键的能量变化
(1)在1 mol氢分子中含有 mol氢原子,含有 mol H—H键。

(2)已知在25 ℃和101 kPa条件下,由2 mol H原子形成1 mol H—H键时,放出
436 kJ的能量。

若要使1 mol氢分子变为2 mol氢原子时,需要断开1 mol H—H键,其能量变化是
2．断开或形成1 mol CH4中化学键的能量变化
(1)CH4的电子式是，结构式是 1 mol CH4分子中含有 mol C—H键。

(2)在CH4中，断开1 mol C—H键要吸收415 kJ的能量。

若要形成1 mol CH4中的C—H键其能量变化是。

【小结】
由原子形成1mol化学键释放的能量和断开1mol化学键吸收的能量是的，这个能量就是化学键的键能。

单位通常是kJ/mol 。

显然键能越大，化学键越牢固，含有该键的分子越稳定。

【问题探究二】化学反应中的能量变化
1、从微观（化学键）的角度认识反应中的能量变化
（1）物质中的原子之间是通过结合的。

（2）断开反应物中的化学键要能量；形成生成物中的化学键要
能量。

（3）化学键的是物质在化学反应中发生能量变化的主要原因。

举例：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。

1molH2中含有1molH-H键，
1mol Cl
中含有1mol Cl-Cl键，在25℃和101kPa的条件下，断开1molH-H键
2
要吸收436kJ的能量，断开1mol Cl-Cl键要吸收243 kJ的能量，而形成
1molHCl分子中的H-Cl键会放出431 kJ的能量。

则(1)化学键断裂时需要吸收能量。

吸收总能量
为：，
(2)化学键形成时需要释放能量。

释放总能量
为，
(3)反应中放出的能量的计
算：。

【小结】
1、当断裂反应物中化学键吸收的能量大于形成生成物中的化学键放出的能量时，
反应能量。

2、当断裂反应物中化学键吸收的能量小于形成生成物中的化学键放出的能量时，
反应能量。

2、从宏观的（物质储存的化学能）角度认识反应中的能量变化
（1）化学反应中存在两大变化，即变化和变化。

两者的关系是。

（2）化学反应遵循质量守恒定律和能量守恒定律这两条基本的自然定律。

质量守恒定律是
指：。

能量守恒定律是指
（3）各种物质都储存有化学能，不同的物质由于组成不同、结构不同、包含的化学能也不同。

【小结】反应是吸收能量还是放出能量决定于反应物的和生成物的的相对高低。

显然物质具有的能量越低，物质越稳定。

∑E（反应物）________∑E（生成物）——吸收能量
∑E（反应物）_______∑E（生成物）——放出能量
【课后作业】
1、下列变化过程中，需吸收能量的是（）
A、H+H=H
2 B、H+Cl= HCl C、I
2
=I+I D、C+O
2
=CO
2
2、对于放热反应2H
2＋O
2
=2H
2
O，下列说法中正确的是()
A．生成物H
2O所具有的总能量高于反应物H
2
和O
2
所具有的总能量
B．反应物H
2和O
2
所具有的总能量高于生成物H
2
O所具有的总能量
C．反应物H
2和O
2
所具有的总能量等于生成物H
2
O所具有的总能量
D．反应物H
2和O
2
具有的能量相等
3、已知拆开1molH
2中的化学键要吸收436kJ的能量，拆开1molO
2
中的化学键
要吸收496 kJ的能量，形成1mol H-O键要放出463 kJ的能量，试说明
2H
2+O
2
=2H
2
O中的能量变化。

（写出计算过程）
第二章第一节化学能与热能导学案第二课时
班级：姓名：
【学习目标】：
1．理解中和热的概念，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．通过实验形象可观的让学生掌握化学反应与热能的变化。

【学习重点】化学能与热能之间的内在联系以及化学能与热能的相互转化【基础回顾】
1、填空
（1）化学反应中发生能量变化的主要原因是
当断裂旧化学键吸收的总能量大于形成新化学键释放的总能量，反应能量；
当断裂旧化学键吸收的总能量小于形成新化学键释放的总能量，反应能量；
（2）化学反应是放出能量还是吸收能量取决于
当反应物的总能量大于生成物的总能量，反应能量；
当反应物的总能量小于生成物的总能量，反应能量。

2、化学能是能量的一种形式，可以转化为其他形式的能量，在转化过程中符合能量定律。

日常生活中我们用CH4做燃料，就是利用 CH4与O2反应生成CO2和H2O的过程中, 反应物的能量比生成物的能量，多于的能量以
能的形式释放出来，该过程中化学能转化为能。

化学反应中的能量变化有多种形式，如化学能可转化为热能、电能等，但通常主要表现为热量的变化—放热和吸热。

【问题探究一】化学能与热能的相互转化
1、原理分析
反应物分子断键时吸收
的总能量
子断键时吸收的总能量
2、实验验证
(1)铝与盐酸反应
实验操作实验现象实验结论
产生大量、温度计指示温度铝与盐酸反应的离子方程式为
,该反应为反应。

反应过程中能量转化形式为能转化为能
实验操作实验现象实验结论
①有气体产生。

该
气体有哪些检验方法？
②用手摸烧杯底部有感觉
③用手拿起烧杯,玻璃片
④烧杯内反应物成化学方程式为
该反应为反应。

反应过程中能量转化形式为能转化为能
实验操作实验现象实验结论
混合溶液的温度比反应前盐酸和NaOH溶液的温度都酸碱中和反应是反应,反应的离子方程式为
反应过程中能量转化形式为
能转化为能
[总结]：
1、常见的放热反应：
2、常见的吸热反应：
【注意】反应是吸收反应还是放出反应与反应条件（是否加热、升温、点燃）有无关系？。

有些放热反应的反应条件是加热或点燃，加热或点燃的作用是。

【课后作业】
1．已知2SO
2+O
2
2SO
3
为放热反应，对该反应的下列说法中正确的
是:（）
A．O
2的能量一定高于SO
2
的能量 B．SO
2
和O
2
的总能量一定高于SO
3
的总
能量
C．SO
2的能量一定高于SO
3
的能量 D．因该反应为放热反应，故不必加热就
可发生
2．一定量的氢气在一定条件下完全燃烧生成液态水，放出热量值为Q1，等量的氢气在一定条件下完全燃烧生成气态水，放出热量值为Q2，则Q1与Q2的关系为: （）
A．Q1<Q2 B．Q1>Q2 C．Q1＝Q2 D．无法确定
3、下列反应属于放热反应的是 ( )
A.铁与盐酸
B.C和CO
2 C.碳酸钙的分解 D.Ba(OH)
2
·8H
2
O与NH
4
Cl晶体
第二章第二节化学能与电能导学案第一课时
班级：姓名：
【学习目标】：掌握原电池的工作原理、能写出电极反应和电池反应方程式。

【学习重难点】原电池的工作原理。

【知识回顾】
1.在化学反应中，物质中化学能的变化通常表现为的变化，即转化
为。

2.金属活动性顺序表
3.在氧化还原反应中：氧化剂电子，发生反应，还原剂电子，氧化还原反应本质。

【课堂探究一】化学能间接转化为电能的过程
1、直接从自然界取得的能源称为 ，如 、 、 、 、 等。

经过加工、转换得到的能源称为 如 、 等。

2、我国发电总量构成上，火力发电居首位。

燃煤发电过程中的能量转化过程为
化学能
燃烧
________能
蒸汽
________能
发电机
________能。

【课堂探究二】化学能直接转化为电能的过程
【实验探究一】原电池原理
1.原电池定义：将_________转化为_______的装置。

2.原电池中的电极名称及电极反应式的书写
负极：电子 的一极， 电子，发生 反应（如上述原电池中的 片）； 正极：电子 的一极， 电子，发生 反应（如上述原电池中的 片）；
电极反应式：表示负极、正极得失电子的情况的式子。

分析在Zn－Cu原电池中两个电极区域得失电子情况，并写出电极反应式：
正极（铜片）：；负极（锌片）：；
电极反应总式：。

【实验探究二】根据Zn-Cu原电池，分组讨论组成原电池的条件
1.如果两极材料相同和不同时，将会产生什么现象？
2、如果将稀硫酸换成蔗糖，将会产生什么现象？
3、如果两个电极在同一容器和不同容器中，将分别会产生什么现象？
【归纳】组成原电池的条件：
①从电极材料看：_______________________________；
②从溶液看：____________________________________；
③从是否构成完整的电路看：______________________；
④从反应类型看：_______________________________；
用一句话可概括为：
【课后作业】
1、以下装置能形成原电池的是。

2、上述能形成原电池的请写出电极材料、电极反应式和总反应式。

3、总结原电池的正负极的判断方法？（至少三种）
第二章第二节化学能与电能导学案第二课时
班级：姓名：
【学习目标】：1.了解生活中常用的化学电源和新型化学电池；
2.引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质以及这种转化的综合利用价值。

【学习重难点】通过对常用化学电源和新型化学电池原理的了解，进一步巩固原电池原理。

【知识回顾】
1、原电池是一种_____________________________________装置。

电子的流动方向是从_______极到_______极；电流方向是从_______极到_______极。

电解质溶液里阳离子移
向极，阴离子移向极。

2.由铜、锌和稀硫酸组成的原电池中，正极是_______，发生_______反应，电极反应是________________________；负极是_______，发生________反应，电极反应是________________________，总的反应式(离子方程式)是
______________________。

3、组成原电池的条件：
①从电极材料看：；
②从溶液看：；
③从是否构成完整的电路看：；
④从反应类型看：_________________ ______________；
【自主学习】
1.干电池
锌锰电池（一次性电池，放电之后充电，内部的氧化还原反应是。

）
（1）普通锌锰电池：正极材料：，电极反应式为：2NH4++2e–=2NH3↑+H2↑；负极材料：电极反应式为：；电解
质：。

（2）碱性锌锰电池：为了延长电池寿命和提高其性能，人们将电池内的电解质换成湿的，并在构造上作了改进，制成了电池。

2. 充电电池
充电电池又称，它放电时所进行的反应，在充电时可以，使电池恢复到放电前的状态。

这样可以实现转变
为，再由转变为。

最早使用的充电电池是。

（1）铅蓄电池：负极反应式：Pb+SO42--2e-＝PbSO4 ；
正极反应式：PbO2＋SO42－＋4H+ +2e－＝PbSO4＋2H2O
电池总反应式：Pb + PbO2 + 2H2SO4 ＝2PbSO4 + 2H2O
（2）新型充电电池：①镍镉电池，以为负极，为正极，以为电解质，寿命比铅蓄电池，但镉是致癌物质，废弃镍镉电池如不回收，会严重环境。

②电池的面世会初步解决镍镉电池的环境污染问题。

③碱金属中的，是最轻的金属，活动性，是制造电池的理想物质。

电池是新一代可充电的绿色电池。

3.燃料电池
燃料燃烧是一种剧烈的反应，通过燃料燃烧所释放的再转化为，其能量转化率。

燃料电池是一种、
的发电装置。

以H2为燃料时，产物为；以CH4为燃料时，产物为
和。

【课后作业】
１.下列电池中不属于二次电池的是( )
A.碱性锌锰电池
B.铅蓄电池
C.镍镉电池
D.锂离子电池
2.已知空气-锌电池的电极反应为： 锌片：Zn+2OH --2e -=ZnO+H 2O
石墨：O 2+2H 2O+4e -=4OH - 根据此判断，锌片是( )。

A.负极，并被氧化
B.负极，并被还原
C.正极，并被氧化
D.正极，并被还
原
3.银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为 2Ag+Zn(OH)2 Ag 2O+Zn+H 2O ，在此电池放电时，负极上发生反应的物质是( )
A.Ag
B.Zn(OH)2
C.Ag 2O
D.Zn 4.日常所用干电池其电极分别为碳棒和锌皮，以糊状NH 4Cl 和ZnCl 2作电解质(其
中加入
MnO 2氧化吸收H 2)，电极反应可简化为：Zn －2ｅ＝Zn 2+；2NH 4+＋2e ＝2 NH 3＋
H 2(NH 3
再用于结合Zn 2+。

)根据上述叙述判断下列说法中正确的是( )
A.干电池中Zn 为正极，碳为负极
B.干电池工作时，电子由Zn 极经外电路流向碳极
C.干电池长时间连续使用时内装糊状物可能流出腐蚀电器
5、把a 、b 、c 、d 4块金属片浸泡在稀硫酸中，用导线两两相连可以组成各种
原电池：若a 、b 相连时，a 为负极；c 、d 相连时，d 极产生大量气泡；a 、c 相
连时，电流由c 经导线流向a ；b 、d 相连时，电子由d 经导线流向b 。

则这4
种金属的活动性顺序由大到小为 （ ）
充电
放电
A、a > b> c> d
B、a > c> d > b
C、 c > a > b > d
D、b > d > c> a。