高中化学 21《化学能与热能》教学案第2课时 新人教版必修2.docx
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高中化学21《化学能与热能》教学案第2课时新人教版必修2
2019-2020年高中化学2.1《化学能与热能》教学案（第2课时）新人教版必修2
【教学目标】
1、通过实验知道化学反应中能量变化的主要表现形式，能根据事实判断吸热反应、放热反应，能说出中和热的涵义。
2、通过实验探究体验科学研究的一般过程，了解科学研究基本方法。
3、通过实验发展学习化学的兴趣，进一步形成交流、合作、反思、评价的学习习惯。
【重点难点】吸热反应、放热反应、中和热等基本概念。
【教学方法】讨论、实验、比较
【教学过程】
[创设问题情景]
在我们接触的化学反应中，物质在发生化学反应的同时还伴随着能量的变化
[实验2-1]
[思考]：
1、实验的目的是？
2、铝条为什么要打磨？
3、在感知盐酸和铝反应是否有热量的变化时，用的是温度计，还可以用什么来感知？
各有什么优缺点？
[实验2-2]
[思考]
1、实验的目的是？
2、猜测反应放出的气体是什么？
3、氯化铵晶体和Ba（OH）2•8H2O晶体要研细？
[实验2-3]
[思考和交流]
1、实验的目的是？
2、酸和碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量称为中和热。
如果要你来测量，在反应的装置上，你认为要注意什么？
试画出测量的装置图。
3、为了保证20ml2mol/LNaOH完全反应，通常加适当过量的盐酸，如25ml2mol/LHCl，问若加15ml2mol/LHCl，所测得的中和热是（填偏大、偏小、不变）。
4、用HNO3和KOH来做这个实验，所测得的中和热结果和盐酸、氢氧化钠这组比较数值（填偏大、偏小、不变）。
[归纳小结]
物质在发生化学反应的同时还伴随着能量的变化，这些能量变化通常又表现为热量的变化（也有其他形式，如发光）。
对于化学反应我们有时是利用它的产物，有时我们利用的却是它的能量！
如化石燃料的燃烧等。
[思考]
1、结合物质的燃烧，吸热反应一定要加热吗？
放热反应就一定不用加热吗？
[小结]常见的放热反应有：
常见的吸热反应有：
2、氢气和氧气反应是放热反应，2mol氢气和1mol氧气反应时，若一种是生成2mol水蒸气，一种是生成2mol液态水，两种情况下放出的热量同吗？
若不同，谁的大？
[思考与交流]
反应放出或吸收的热量和反应物、生成物的状态有关吗？
【课时作业】
班级姓名学号
1、下列反应中属吸热反应的是（）
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反应生成水所释放的热量称为中和热
3、下列变化中，吸收热量但不属于吸热反应的是
A、干冰升华B、生石灰和水C、氢气还原氧化铜D、酒精挥发
4、在空气中发生的燃烧，缓慢氧化和自燃的共同点是
A、都需要达到着火点B、都产生热量
C、都要点燃D、都属于氧化反应
5、航天飞机用的铝粉与高氯酸铵（NH4ClO4）的混合物为固体燃料，点燃时铝粉氧化放热引发高氯酸铵反应，其方程式可表示为：
2NH4ClO4N2↑+4H2O+Cl2↑+2O2↑+Q，下列对此反应叙述中错误的是（）
A.反应属于分解反应
B.上述反应瞬间产生大量高温气体推动航天飞机飞行
C.反应从能量变化上说，主要是化学能转变为热能和动能
D.在反应中高氯酸铵只起氧化剂作用
6、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物质燃烧和中和反应均放出热量
C分解反应肯定是吸热反应
D化学反应是吸热还是放热决定于生成物具有的总能量和反应物具有的总能量
7、用的燃料，现大多为煤气、液化石油气。
煤气的主要成分是CO、H2的混合气体，它由煤炭与水蒸气在高温下反应制得，故又称水煤气。
试回答：
（1）、出制取水煤气的主要化学方程式，该反应是反应（填吸热、放热）。
（2）、设液化石油气的主要成分为丙烷（C3H8）,其充分燃烧后产物为CO2和H2O，试比较完全燃烧等质量的C3H8及CO所需氧气的质量比。
（3）、氢气是未来的能源，燃烧时除产生的热量高外，还具有的优点是
8、50mL1.0mol/L盐酸跟50mL1.1mol/L氢氧化钠溶液在下图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。
试回答下列问题。
（1）大小烧杯间填满碎纸条的作用是什么？
（2）大烧杯上如不盖硬纸板，对求得中和热的数值有何影响?
（3）改用60mL1.0mol/L盐酸跟50mL1.1mol/L氢氧化钠溶液进行反应，与上述实验相比，所放热量是否相等?
所求中和热数值是否相等？
简述理由。
9、比较完全燃烧同体积下列气体需要的空气体积的大小：
天然气（以甲烷计）、石油液化气（以丁烷C4H10计）、水煤气（以CO、H2体积比1：
1计）
10、两位同学讨论放热和吸热反应。
甲说：
加热后才能发生的化学反应是吸热反应，
乙说：
反应中要持续加热才能进行的反应是吸热反应。
你认为他们的说法正确吗？
为什么？
11、如图所示，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5mL盐酸于试管中，试回答下列问题：
⑴实验中观察到的现象是
⑵产生上述现象的原因是
⑶写出有关反应的离子方程式
⑷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。
12、共价键都有键能之说，键能是指拆开1mol共价键所需要吸收的能量。
如H—H键的键能是436kJ，是指使1molH2分子变回2molH原子需吸收436kJ的能量。
⑴知H—Cl键的键能为431.5kJ/mol，下列关于键能的叙述正确的是
A、每生成1molH—Cl键放出431.5kJ能量
B、每生成1molH—Cl键吸收431.5kJ能量
C、每拆开1molH—Cl键放出431.5kJ能量
D、每拆开1molH—Cl键吸收431.5kJ能量
⑵参考下表中的键能的数据，判断下列分子受热时最稳定的是
化学键
H—H
H—F
H—Cl
H—Br
键能kJ/mol
436
565
431
368
A、HFB、HClC、HBrD、H2
参考答案：
1
2
3
4
5
6
D
A
AD
BD
D
C
7、
（1）C+H2O=H2+CO,吸热
（2）70：
11
（3）清洁无污染
8．
（1）保温，隔热
（2）降低（3）不等，要多；相等
9．C4H10>甲烷>水煤气
10、甲不对，乙不对
11、小于
12、AD、A
2019-2020年高中化学2.1《化学能与热能》教案新人教版必修2
一、化学键与化学反应中能量变化的关系
1化学反应与体系的能量的变化：
化学反应过程中伴随着体系能量的变化，物质的化学反应与体系的能量变化是同时发生的。
2
化学反应中能量变化的本质原因：
是化学键的断裂与形成。
断开反应物中的化学键→吸收能量
（1）化学反应过程中能量发生变化
形成生成物中的化学键→放出能量
例如：
H2（g）＋Cl2（g）====2HCl（g）
断开1molH2分子中的H—H键时需要吸收436kJ的热量
断开1molCl2分子中的Cl—Cl键时需要吸收243kJ的热量
形成2molHCl分子中的H—Cl键时要释放2×431kJ的热量
此反应中：
生成物分子形成时释放的总能量>反应物分子断裂时吸收的总能量
反应中放出能量==2×431kJ－（436kJ+243kJ）==184.6kJ
（反应中放出能量后，体系的能量降低。
）
若反应中：
生成物分子形成时释放的总能量<反应物分子断裂时吸收的总能量,反应中就要吸收能量。
（反应中吸收能量后，体系的能量升高。
）
（2）化学反应完成后的结果是吸收能量还是放出能量：
决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。
图示如下：
第1页
二、化学能与热能的相互转化
1.质量守恒和能量守恒定律（两条基本自然定律）：
（1）质量守恒定律：
参加反应的各物质的质量总和等于生成物的各物质的质量总和。
（2）能量守恒定律：
能量可以互相转化，但是体系包含的总能量不变。
（3）质能守恒定律：
质量与能量是相互联系的，公式：
E===mc2（C：
光速）
2.能量的相互转化：
水由高处向低处流原电池
势能动能化学能电能
降雨电解池
3.化学能与热能的相互转化物质燃烧
化学能热能
加热KClO3分解
※化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化——吸热或放热（反应热）。
（1）反应热：
①定义：
化学反应过程中放出或吸收的热量，通常叫做反应热。
②符号：
△H
③单位：
kJ·mol－1
④计算：
△H==生成物的总能量－反应物的总能量。
（2）放热反应:
和吸热反应
①放热反应：
化学反应过程中释放能量的反应叫放热反应.。
②吸热反应：
化学反应过程中吸收能量的反应叫吸热反应.。
[实验2—1]在一支试管中加入2～3mL6mol·L－1的盐酸，再插入用砂纸打磨光的铝条，观察现象并用温度计测量温度变化，填表：
反应
现象
测量温度变化
结论
铝与盐酸
铝条溶解，有气泡产生
温度升高
铝与盐酸反应是放热反应
第2页
【实验2—2】将约20gBa（OH）2·8H2O晶体研细后与10gNH4Cl晶体，一起放入烧杯中，并将烧杯放在敌有几滴水的玻璃片（或小木板上），用玻璃棒搅拌，闻气味，用手触摸杯壁下部，试着用手拿起烧杯，观察现象，填表：
反应
现象
结论
Ba（OH）2·8H2O晶体
与NH4Cl晶体反应
有刺激性气味气体产生，烧杯壁下部很凉，拿起烧杯时，玻璃片粘在
烧杯底部。
此反应是吸热反应
反应的化学方程式：
Ba（OH）2·8H2O+2NH4Cl==BaCl2＋2NH3↑＋10H2O
[实验2—3]在50mL烧杯中加入20mL2mol·L－1的盐酸，测其温度。
再另用一支量筒取20mL2mol·L－1的NaOH溶液，测其温度，并缓缓地倾入烧杯中，边加边用玻璃棒搅拌，
观察反应中溶液温度变化，并作好记录。
反应
盐酸温度
NaOH溶液
温度
中和反应后溶液的温度
结论
盐酸与NaOH溶液
16℃
16℃
最高温度：
28℃
中和反应是放热反应
（3）常见的放热反应和吸热反应
☆常见的放热反应：
①所有的燃烧反应
②酸碱中和反应
③大多数的化合反应
④金属与酸的反应
⑤生石灰和水反应
☆常见的吸热反应：
①晶体Ba（OH）2·8H2O与NH4Cl反应
②大多数的分解反应
③以H2、CO、C为还原剂的氧化还原反应
放出热量：
浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解等（强酸、强碱的水化热大）
※溶解过程
吸收热量：
铵盐溶解等。
第3页
三、化学反应中的能量变化与键能变化及反应热的关系：
放热反应
吸热反应
表现形式
△H<0或△H为“－”
△H>0或△H为“+”
能量变化
生成物的总能量低于
反应物的总能量
生成物的总能量高于
反应物的总能量
键能变化
生成物总键能高于反应物总键能
生成物总键能低于反应物总键能
联系
键能越大，物质能量越低，越稳定；反之
键能越小，物质能量越高，越不稳定。
图示
反应热：
△H==生成物的总能量－反应物的总能量。
△H==反应物的总键能－生成物的总键能
【图2—2】太阳能与人类生存
第4页
第一节化学能与热能（第2课时）
【知识拓展】中和热及测定
中和热：
在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1mol水时所释放的热量称为中和热。
中和热的测定：
（一）实验用品：
大烧杯（500mL）、小烧杯（100mL）、温度计、量筒（50mL）两个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个小孔）、环形玻璃搅拌棒。
0.50mol/L盐酸、0.55mol/LNaOH溶液
（二）实验步骤：
1.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，如图所示。
2用一个量筒量取50mL0.50mol/L盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下表。
然后把温度计上的酸用水冲洗干净。
3.用另一个量筒量取50mL0.55mol/LNaOH溶液，并用温度计测量NaOH溶液的温度，记入下表。
4.把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐
酸中，并把量筒中的NaOH溶液一次倒入小烧杯（注意不要洒到外面）。
用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合液的最高温度，记为终止温度，记入下表。
5.重复实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。
（三）实验数据处理：
根据实验数据计算中和热，中和热计算公式：
△H
其中（m1+m2）表示溶液质量，c为比热容c=4.18J·（g℃）—1
（四）误差分析：
下列操作会使所测得中和热有何影响？
（偏高、偏低、无影响）
1.俯视法量取50mL盐酸和50mL氢氧化钠溶液--------------------------（↓）
2.量取盐酸溶液未用水洗涤，马上量取氢氧化钠溶液----------------------（↓）
3.未使用环形玻璃棒搅拌不均匀，未完全中和----------------------------（↓）
4.实验时天气冷室温低，中和时放出的热量被烧杯吸收或散失到空气中------（↓）
5.用50mL0.50mol/L的NaOH溶液--------------------------------------------------------（↓）
6.未将NaOH溶液一次倒入烧杯中---------------------------------------------------------（↓）
7.用50mL0.1mol/L的HAc代替盐酸----------------------------------------------------（↓）
8.未盖严纸板-----------------------------------------------------------------------------------（↓）
第5页
【随堂练习】
1、已知化学反应2C（s）＋O2（g）=2CO（g）、2CO（g）＋O2＝2CO2（g）都是放热反应据此判断，下列说法不正确的是（其他条件相同）
A、12gC所具有的能量一定高于28gCO所具有的能量-----------------------------------------（A）
B、56gCO和32gO2所具有的总能量大于88gCO2所具有的总能量
C、12gC和32gO2所具有的总能量大于44gCO2所具有的总能量
D、将一定量的C燃烧、生成CO2比生成CO时放出的热量多
2、下列说法正确的是--------------------------------------------------------------------------------------（AC）
A、物质发生化学变化都伴随着能量变化
B、伴有能量变化的物质变化都是化学变化
C、在一个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同
D、在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量总是高于生成物的总能量
3、下列过程中△H小于零的是--------------------------------------------------------------------------（A）
A.NO2转化为N2O4B.醋酸的电离
C.硝酸铵的水解D.氯酸钾分解制氧气
4、下列说法正确的是---------------------------------------------------------------------------------------（C）
A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B.放热反应在常温下一定很容易发生
C.化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化
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。
5.1molH-H键的键能是436KJ,1molI–I键的键能是151KJ，1molH-I键的健能是299KJ。
则H2（g）+I2（g）=2HI（g）的反应是------------------------------------------------------（B）
A.吸热反应 B.放热反应C.分解反应 D.可逆反应
6.指出下列说法的正确的是-------------------------------------------------------------------------------（AB）
A.生物体内进行的缓慢氧化反应是放热反应。
B.化学键断裂吸收的能量越多，化学键越牢固。
C.植物光合作用吸收太阳能，与化学能无关。
D.柴草的燃烧与化学能无关。
7．下列反应中属吸热反应的是--------------------------------------------------------------------------（D）
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
8.下列反应既是氧化还原反应,又是放热反应的是----------------------------------------------------（A）
A．铝与稀盐酸的反应B．Ba（OH）2·8H2O与NH4Cl的反应
C．灼热的碳与二氧化碳的反应D．生石灰溶于水
11．面粉厂必须严禁烟火的主要原因是-----------------------------------------（D）
A．防止火灾发生B．防止污染面粉C．吸烟有害健康
D．面粉颗粒极小，当其扩散在空气中与空气充分接触，一旦引发反应，极易发生爆炸
12.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------------（B）
A.X的能量一定高于M B.X和Y的总能量一定高于M和N的总能量
C.Y的能量一定高于ND.因为该反应为放热反应，故不必加热反应就可发
第6页
第二章第一节化学能与热能练习卷
班级姓名坐号
一、选择题
1．近年来，科学家在海洋中发现了一种冰状物质——可燃冰，其有效成分为甲烷。
下列说法正确的是-----------------------------------------------------------------------------------------------------（）
①甲烷属于烃类②在相同条件下甲烷的密度大于空气
③甲烷难溶于水④可燃冰是一种极具潜力的能源
A．①②③B．②③④C．①③④D．①②④
2．绿色能源是指使用过程中不排放或排放极少污染物的能源，如一级能源中的水能、地热、天然气等；二级能源中电能、氢能等。
下列能源属于绿色能源的是--------------------------（）
①太阳能②风能③石油④煤⑤潮汐能⑥木材
A．①②③B．③④⑤C．④⑤⑥D．①②⑤
3．已知反应物的总能量高于产物的总能量，则反应是--------------------------------------------（）
A．放热反应B.吸热反应C.有催化剂作用D.无法判断
4．下列反应中，属于吸热反应的是--------------------------------------------------------------------（）
A．活泼金属跟酸反应B．制造水煤气C．酸碱中和反应D．镁条燃烧
5．为了更好的解决能源问题，人们一方面研究如何提高燃料的燃烧效率，另一方面寻找新能源。
以下做法不能提高燃料效率的是----------------------------------------------------------------------（）
A煤的汽化与液化B液体燃料呈雾状喷出
C通入大大过量的空气D将煤粉粉碎
6．石墨炸弹爆炸时能在方圆几百米范围内撒下大量石墨纤维，造成输电线、电厂设备损坏。
这是由于石墨----------------------------------------------------------------------------------------------（）
A．有放射性B．易燃易爆C．能导电D．有剧毒
7．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）2•8H2O与NH4Cl的反应
C．灼热的炭与CO2的反应D．甲烷在氧气中的燃烧反应
8．对于放热反应，下列说法中正确的是----------------------------------------（）
A．产物H2O所具有的总能量高于反应物H2和O2所具有的总能量
B．反应物H2和O2所具有的总能量高于产物H2O所具有的总能量
C．反应物H2和O2所具有的总能量等于产物H2O所具有的总能量
D．反应物H2和O2具有的能量相等
9．“摇摇冰”是一种即冷即用的饮料。
吸食时将饮料罐隔离层中的物质和水混合后摇动即会制冷，该化学物质是------------------------------------------------------------------------------------（）
A．氯化钠B．固体硝酸铵C．生石灰D．固体氢氧化钠
10．有三个热化学方程式：
①2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）+Q1kJ；
②2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）+Q2kJ；
③H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g）+Q3kJ；其中Q1、Q2、Q3的大小关系为-------（）
第7页
A．Q1=Q2=Q3B．2Q3=Q1
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