高中化学 新 授 课第二章第一节 化学能与热能笔记学案 新人教A版必修5Word格式文档下载.docx

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煤、石油、天然气等化石能源

新能源

太阳能、风能、地热能、潮汐能、氢能、沼气

核能

二次能源

（一次能源经过加工、转化得到的能源称为二次能源）

电能（水电、火电、核电）、蒸汽、工业余热、酒精、汽油、焦炭等

2、化学能转化为电能的方式：

电能

（电力）

火电（火力发电）

化学能→热能→机械能→电能

缺点：

环境污染、低效

原电池

将化学能直接转化为电能

优点：

清洁、高效

3、原电池原理

（1）概念：

把化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。

（2）原电池的工作原理：

通过氧化还原反应（有电子的转移）把化学能转变为电能。

（3）构成原电池的条件：

①电极为导体且活泼性不同；

②两个电极接触（导线连接或直接接触）；

③）两个相互连接的电极插入电解质溶液构成闭合回路。

（4）电极名称及发生的反应：

负极：

较活泼的金属作负极，负极发生氧化反应，

电极反应式：

较活泼金属－ne－＝金属阳离子

负极现象：

负极溶解，负极质量减少。

正极：

较不活泼的金属或石墨作正极，正极发生还原反应，

溶液中阳离子＋ne－＝单质

正极的现象：

一般有气体放出或正极质量增加。

（5）原电池正负极的判断方法：

①依据原电池两极的材料：

较活泼的金属作负极（K、Ca、Na太活泼，不能作电极）；

较不活泼金属或可导电非金属（如：

石墨）作正极。

②根据电流方向或电子流向：

（外电路）的电流由正极流向负极；

电子则由负极经外电路流向原电池的正极。

③根据内电路离子的迁移方向：

阳离子流向原电池正极，阴离子流向原电池负极。

④根据原电池中的反应类型：

失电子，发生氧化反应，现象通常是电极本身消耗，质量减小。

得电子，发生还原反应，现象是常伴随金属的析出或H2的放出。

（6）原电池电极反应的书写方法：

（i）原电池反应所依托的化学反应原理是氧化还原反应，负极反应是氧化反应，正极反应是还原反应。

（ii）原电池的总反应式一般把正极和负极反应式相加而得。

（7）原电池的应用：

①加快化学反应速率，如粗锌制氢气速率比纯锌制氢气快。

②比较金属活动性强弱。

③设计原电池。

④金属的腐蚀。

2、化学电源基本类型：

①干电池：

活泼金属作负极，被腐蚀或消耗。

如：

Cu－Zn原电池、锌锰电池。

②充电电池：

两极都参加反应的原电池，可充电循环使用。

如铅蓄电池、锂电池和银锌电池等。

③燃料电池：

两电极材料均为惰性电极，电极本身不发生反应，而是由引入到两极上的物质发生反应，如H2、CH4燃料电池，其电解质溶液常为碱性试剂（KOH等）。

第三节化学反应的速率和限度

1、化学反应的速率

化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量（均取正值）来表示。

计算公式：

v（B）＝＝

①单位：

mol/（L·

s）或mol/（L·

min）

②B为溶液或气体，若B为固体或纯液体不计算速率。

③以上所表示的是平均速率，而不是瞬时速率。

④重要规律：

（i）速率比＝方程式系数比（ii）变化量比＝方程式系数比

（2）影响化学反应速率的因素：

内因：

由参加反应的物质的结构和性质决定的（主要因素）。

外因：

①温度：

升高温度，增大速率

②催化剂：

一般加快反应速率（正催化剂）

③浓度：

增加C反应物的浓度，增大速率（溶液或气体才有浓度可言）

④其它因素：

如光（射线）、固体的表面积（颗粒大小）、反应物的状态（溶剂）、原电池等也会改变化学反应速率。

2、化学反应的限度——化学平衡

（1）在一定条件下，当一个可逆反应进行到正向反应速率与逆向反应速率相等时，反应物和生成物的浓度不再改变，达到表面上静止的一种“平衡状态”，这就是这个反应所能达到的限度，即化学平衡状态。

化学平衡的移动受到温度、反应物浓度、压强等因素的影响。

催化剂只改变化学反应速率，对化学平衡无影响。

在相同的条件下同时向正、逆两个反应方向进行的反应叫做可逆反应。

通常把由反应物向生成物进行的反应叫做正反应。

而由生成物向反应物进行的反应叫做逆反应。

在任何可逆反应中，正方应进行的同时，逆反应也在进行。

可逆反应不能进行到底，即是说可逆反应无论进行到何种程度，任何物质（反应物和生成物）的物质的量都不可能为0。

（2）化学平衡状态的特征：

逆、动、等、定、变。

①逆：

化学平衡研究的对象是可逆反应。

②动：

动态平衡，达到平衡状态时，正逆反应仍在不断进行。

③等：

达到平衡状态时，正方应速率和逆反应速率相等，但不等于0。

即v正＝v逆≠0。

④定：

达到平衡状态时，各组分的浓度保持不变，各组成成分的含量保持一定。

⑤变：

当条件变化时，原平衡被破坏，在新的条件下会重新建立新的平衡。

（3）判断化学平衡状态的标志：

①VA（正方向）＝VA（逆方向）或nA（消耗）＝nA（生成）（不同方向同一物质比较）

②各组分浓度保持不变或百分含量不变

③借助颜色不变判断（有一种物质是有颜色的）

④总物质的量或气体总体积或气体总压强（前提：

反应前后气体的总物质的量不相等的反应适用，即如对于反应xA（g）＋yB（g）zC（g），x＋y≠z）

2019-2020年高中化学新授课第二章第一节化学能与热能学案新人教A版必修5

一、自主学习的目标与任务：

复习化学反应的实质，能从化学键的角度理解化学反应中能量变化的主要原因

二、结合学习内容思考：

（1）化学反应的实质是什么？

（2）从微观角度怎样判断一个化学反应是吸收能量还是放出能量？

（3）一个确定的化学反应是吸收能量还是放出能量是由什么决定的？

三、自主解答下列各题：

1.化学键的是物质在化学反应中发生能量变化的主要原因。

化学反应的实质是旧的化学键和新的化学键。

2.一个确定的化学反应是吸收能量还是放出能量，取决于

反应物的总能量产物的总能量，是放热反应；

反应物的总能量产物的总能量，是吸热反应。

【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、通过化学能与热能的相互转变，理解“能量守恒定律”

【重点及难点】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。

【学习内容】

一、课前自主学习检查：

自查自纠

二、构建知识框架、剖析典型概念（学生总结，教师点拨）

一、化学键与化学反应的能量关系

以H2与Cl2的反应为例，分析反应中化学键的变化，说明此反应的实质。

思考交流一：

阅读课本p32内容，试从微观本质上阐述化学反应中的能量变化。

思考交流二：

阅读课本p32-33内容，试从宏观的角度来阐述化学反应中的能量变化。

阅读课本P33图2-1，体会能量变化示意图

反应物、生成物能量变化关系示意图

E（反应物）E（生成物）E（反应物）E（生成物）

此反应能量，此反应能量，

通常表现为反应（吸热或放热）通常表现为反应（吸热或放热）

三、小组合作交流、师生研讨

【例题】1.化学反应的发生必然伴随有能量的转化，其根本原因是：

（）

A．化学反应中一定有新物质生成

B．化学反应中旧的化学键的断裂需要吸收能量，新的化学键的生成需要放出能量

C．化学反应通常需要加热等条件才能发生

D．生成物的化学能总和与反应物的化学能总和不同

【例题】2.下列说法正确的是

A．凡是放热反应的发生均无需加热

B．物质发生化学反应都伴随着能量变化

C．凡是需要加热后才能发生的反应是吸热反应

D．伴有能量变化的物质变化都是化学变化

四、总结提升

五、当堂检测

六、布置作业

自我检测

1、下列说法中，错误的是（）

A、化学反应必然伴随发生能量变化

B、化学反应中的能量变化主要是由化学键引起的

C、化学反应中能量变化的大小与反应物的质量多少无关

D、能量变化是化学反应的基本特征之一

2、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.因为该反应为放热反应，故不必加热反应就可发生

3、对于放热反应2H2+O2点燃2H2O,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所具有的能量相等

4．吸热反应一定是（）

A、释放能量B、反应物总能量高于生成物总能量

C、贮存能量D、反应物总能量低于生成物总能量

5．能量越低，物质越稳定。

反应：

石墨→金刚石是吸热反应，由此可知（）

A、石墨比金刚石更稳定B、石墨和金刚石可以相互转化

C、金刚石比石墨更稳定D、石墨和金刚石不能互相转化

6.已知金刚石在一定条件下转化成石墨是放热的。

据此，以下判断或说法正确的是（）

A．需要加热方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．反应是放热还是吸热，必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小

D．吸热反应在一定条件下也能发生

7.下列说法正确的是（）

A、吸热反应需要加热才能发生

B、放热反应在常温下就能进行

C、化学反应就是将化学能转化为热能

D、反应是放热还是吸热是由反应物和生成物所具有的能量的相对大小决定的

8、下图中，表示正反应是吸热反应的是（）

9．形成1molC—H键放出415kJ能量，则使1molCH4变成氢原子和碳原子需要______（吸、放）热______kJ。

自由发展

已知拆开1molH2中的化学键要吸收436kJ的能量，拆开1molO2中的化学键要吸收496kJ的能量，形成水分子中的1molH-O键要放出463kJ的能量，试说明2H2+O2==2H2O中的能量变化。

七、课后反思

化学能与热能

（1）

1.化学键的是物质在化学反应中发生能量变化的主要原因。

当物质发生化学反应时，断开反应物中的化学键要能量，而形成生成物中的化学键要能量，而在这一化学变化中吸收的能量和放出的能量不相等，必然导致了化学反应中的能量变化。

反应物的总能量生成物的总能量反应能量

反应物的总能量生成物的总能量反应能量

1、从能量的角度看，断开化学键要，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。

2、反应物总能量大于生产物总能量的反应为反应；

反应物总能量小于生产物总能量的反应为反应；

断键吸收的总能量大于形成键放出的总能量的反应为反应；

断键吸收的总能量小于形成键放出的总能量的反应为反应

高一化学新授课

第二章第一节化学能与热能

（2）

主备人邓霞二次备课及授课人（10.3.26）

理解化学反应中能量变化主要表现为热量的形式，形成吸热和放热的概念

（1）从能量观点看化学反应，可以把化学反应如何分类？

（2）哪些反应属于放热反应？

哪些属于吸热反应？

（3）什么是中和热？

1.化学反应伴随着是化学反应的基本特征之一。

2.化学反应中的能量变化，通常主要表现为的变化—即或者。

3.酸与碱发生反应生成时所释放的热量称为中和热。

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；

2、能说出中和热的涵义。

【重点及难点】通过实验探究化学反应与能量的关系，掌握吸热反应和放热反应的概念

二.化学能与热能的相互转化

【实验2-1】铝与盐酸反应

思考：

1.为什么要用砂纸打磨铝片？

2.实验中不能用眼睛直接观察到热量变化，那我们应用什么方法去了解热量变化呢？

通过观察实验现象，你得出了哪些结论？

写出反应方程式。

【实验2-2】氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应

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

有气味的气体产生，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变

有生成

用手触摸烧杯下部

感觉烧杯变

反应

用手拿起烧杯

烧杯下面的带有几滴水的玻璃片（或小木板）粘到了烧杯底部

反应吸收热量使体系温度，使水结成冰

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

玻璃片脱离上面烧杯底部

冰融化

反应完后移走烧杯上的多孔塑料片，观察反应物

混合物成糊状

有水生成

用化学方程式表示上述反应：

该反应为反应

【实验2-3】酸与碱的中和反应

1.中和反应都是反应；

2.强酸与强碱反应的实质是

3．中和热：

【总结】哪些反应属于放热反应，哪些属于吸热反应？

1.两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？

2．下列说法中不正确的是（）

A、吸热反应不一定需要加热条件

B、放热反应只有化学键的形成，没有化学键的断开

C、化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化

D、需要加热才能发生的反应一定是吸热反应

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DBa（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

D1mol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．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

4．航天飞机用铝粉与高氯酸铵（NH4C104）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：

下列对此反应的叙述中错误的是（）

A．上述反应属于分解反应

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．在反应中高氯酸铵起氧化剂作用

5．“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

6．下列物质加入水中显著放热的是（）

A．生石灰B．固体NaClC．无水乙醇D．固体NH4N03

7．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．C02与CaO化合是放热反应，则CaC03分解是吸热反应

8．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

9．在氢气跟氧气的反应中，破坏1mol氢气中的化学键消耗的能量为A，破坏1mol氧气中的化学键消耗的能量为B，形成1mol水中的化学键释放的能量为C。

则下列关系正确的是（）

A、A+B>

CB、A+B<

CC、2A+B<

2CD、2A+B>

2C

10．已知中和热的数值是57.3kJ·

mol–1。

下列物质反应时，产生57.3kJ热量的是（）

A．稀HCl和稀NaOH

B．1.0mol·

L-1HCl和1.0mol·

L–1NaOH

C．500mL2.0mol·

L-1HCl和500mL2.0mol·

L–1NaOH

D．500mL2.0mol·

L-1H2SO4和500mL2.0mol·

L-1Ba（OH）2

11．下列说法正确的是（）

A．由H原子形成1molH-H键要吸收热量

B．所有燃烧反应都是放热反应

C．在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量称为中和热

D．凡经加热而发生的化学反应都是吸热反应

12．下列反应中，属于放热反应的是，属于吸热反应的是。

①煅烧石灰石（主要成分是CaCO3）制生石灰（CaO）②燃烧木炭取暖③炸药爆炸④酸与碱的中和反应⑤生石灰与水作用制熟石灰⑥食物因氧化而腐败

13.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。

化学能与热能

（2）

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．下列反应中既属于氧化还原反应又属于放热反应的是（）

A氢氧化钾与硫酸的反应B锌与盐酸反应放出氢气

C镁条在空气中燃烧DBa（OH）2•8H2O与NH4Cl反应

3．已知反应X+Y=M+N为吸热反应，对这个反应的下列说法中正确的是（）

A．X的能量一定低于M的，Y的能量一定低于N的

B．因为该反应为吸热反应，故一定要加热反应才能进行

C．破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量

D．X和Y的总能量一定低于M和N的总能量

4.下列说法中错误的是（）

A.化学反应中的能量变化都表现为热量的变化

B.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应

C.化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因

D.反应物总能量和生成物总能量的相对大小决定了反应是放出能量还是吸收能量