高中化学21《化学能与热能》教案新人教版必修21.docx

1、高中化学21化学能与热能教案新人教版必修21第二章化学反应与能量第一节 化学能与热能（第1课时）三维目标知识与技能1获得化学能与热能化学实验的基础知识和基本技能，学习实验研究的方法，能设计并完成吸热反应和放热反应的化学实验。2形成吸热反应和放热反应的概念。过程与方法1具有较强的问题意识，能够发现和提出化学能与热能的探究性的问题，敢于质疑，勤于思索，逐步形成独立思考的能力。2在教师的指导下与同学合作完成科学探究实验1、2、3。情感、态度与价值观。1.通过实验激发学生学习化学的兴趣和情感。2.培养学生严谨求实、勇于探索的科学态度。3. 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

2、、生活实践的意识，能够对与化学能有关的社会和生活问题做出合理的判断。教学重点实验探究和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。教学难点设计探究实验引出吸热反应和放热反应的概念。教具准备温度计、玻璃棒、烧杯、50ml量筒、玻璃片、砂纸、试管。6 mol.L-1 HCl , 2 mol.L-1 HCl , 2 mol.L-1 NaOH, Ba(OH)2.8H2O , NH4Cl . CuSO4.5H2O晶体，铝条。大烧杯（500ml）3只、硬纸板（有孔）3块、小烧杯（100150ml）3只、带圈玻璃搅拌器3支、温度计（100，1/10）3支、 碎纸条3只、量筒（50ml）6

3、只、保温杯3只、盐酸（1.00mol/L）、氢氧化钠溶液1.1mol/L）。教学过程新课导入氢气和氯气的混合气体遇到强光会发生什么现象？为什么？爆炸，是因为反应在有限的空间里进行，放出大量的热，使周围气体急剧膨胀问：反应中的热量由何而来？一、 化学键与化学反应中能量变化的关系1化学反应的本质：反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成 H2(g) Cl2(g) = 2HCl(g) 断开1mol H2 分子中的 HH 键时需要吸收436kJ的热量 断开1molCl2分子中的 ClCl键时需要吸收243kJ的热量 形成2molHCl分子中的HCl 键时要释放2431kJ的热量 此反应中：生成物分子

4、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 = 2431kJ（436kJ + 243kJ）= 184.6kJ根据能量守恒定律，多余的能量就以热量的形式释放出来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 能量发生变化 形成生成物中的化学键 放出能量 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过渡：这是从微观角度分析了化学反应中能量变化的主要原因，那么怎么从宏观角度来判断一个反应到底是吸热还是放热呢？ 各种物质都含有化学键，因而我们可以理解为各种物质中都储有化学能，化学能也是能量的一种形

5、式，不同的物质因结构、组成不同，化学能不同。那么3.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：过渡：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以什么形式表现出来呢？实验21在一支试管中加入23mL 6molL1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 【实验22】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

6、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23在50mL烧杯中加入20mL 2molL1的盐酸，测其温度。再另用一支量筒取20mL 2molL1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

7、温度 结 论盐酸与NaOH溶液 室温 室温高于室温中和反应是放热反应小结：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 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）2. 反应热化学反应过程中放出或吸收的热量，通常叫做反应热。 符号：H 单位：kJmol13.反应热的计算： 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 H = 吸收的能量放出的能量例：已知1g氢气完全燃烧生成水蒸气是放出热量121kJ且氧气中1mol0=0键完全断裂时吸收热量496kJ，水蒸气中1molH-0键形成时放出热量463KJ，则氢气中1molH-H键断裂

8、时吸收热量为A.920KJ B.557KJ C.436KJ D.188KJ2H2+O2=2H2O2x+496-4*463= -121*4三、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“+”反应中放出能量后，体系的能量降低 反应中吸收能量后，体系的能量 升高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 示常见的放热反应： 所有的燃烧反应 酸碱中和反应

9、 大多数的化合反应 金属与酸的反应 常见的吸热反应： 晶体Ba(OH)28H2O与NH4Cl 反应 大多数的分解反应 以H2、CO、C为还原剂的氧化还原反应 第一节 化学能与热能（第2课时）三维目标知识与技能1了解化学键与化学反应中能量变化之间的关系。2在化学实验的基础上，通过吸热反应和放热反应的概念，理解化学反应中能量变化的主要原因。3重视利用能量守恒定律的知识分析和解决一些化学问题。过程与方法1具有较强的问题意识，能够发现和提出有探究价值的化学问题，敢于质疑，勤于思索，逐步形成独立思考的能力，善于与人合作，具有团队精神。2在与同学合作完成科学探究实验1、2、3的基础上，运用比较、分类、归纳

10、、概括等方法对实验进行加工，得出正确的结论。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和喜悦，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，能够对与化学能有关的社会和生活问题做出合理的判断。树立正确的能源观。3. 热爱家乡，热爱祖国，树立为中华民族复兴、为人类文明和社会进步而努力学习化学的责任感和使命感。教学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。教学难点从本质上（微观结构角度）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。教具准备投影仪。 导入新课【知识拓展

11、】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/L NaOH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

12、图所示。2用一个量筒量取50mL 0.50mol/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/L NaOH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

13、=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50mL 0.50mol/L的NaOH溶液-（ ）6.未将NaOH溶液一次倒入烧杯中-（ ）7.用50mL 0.1mol/L的HAc代替盐酸- （ ）8.未盖严纸板- （ ） 【随堂练习】1、 已知化学反应2C（s）O2（g）=2CO（g）、2CO（g）O22 CO2

14、（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44g CO2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 -（

15、A ）A. NO2转化为N2O4 B. 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, 1mol I 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-（A

16、B）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)28H2O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 BBa(OH)28H2O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，

17、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：XYMN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N D. 因为该反应为放热反应，故不必加热反应就可发 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-（ ） 甲烷属于烃类 在相同条件下甲烷的密度大于空气 甲烷难溶于水 可燃冰是一种极具潜力的能源A B C D2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

18、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-（ ） 太阳能 风能 石油 煤 潮汐能 木材A B C D3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

19、，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 BBa(OH)28H2O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

20、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： 2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O (g) + Q1 kJ； 2 H2 (g) + O2 (g) = 2 H2O (l) + Q2 kJ； H2 (g) + 1/2 O2 (g) = H2O (g) + Q3 kJ；其中Q1、Q2、Q3的大小关系为-（ ） 第7页AQ1 = Q2 = Q3 B2Q3 = Q1 Q2 CQ3 Q2 Q1 DQ1 Q2 3Q311在25 ，101 kPa下，1 mol的白磷（化学式为P4）完全燃烧放出的热量比4 mol的红磷（化学式为P）完全燃烧放出的热量多。反

21、应方程式分别为：P4 (s) + 5O2 (g) = P4O10 (s) ； 4P (s)+ 5O2 (g) = P4O10 (s)由此判断，下列说法正确的是-（ ）A由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时红磷能量比白磷高B由红磷转化为白磷是放热反应，等质量时红磷能量比白磷低C由红磷转化为白磷是放热反应，等质量时红磷能量比白磷高D由红磷转化为白磷是吸热反应，等质量时红磷能量比白磷低12航天飞机用铝粉与高氯酸铵（NH4ClO4）的混合物为固体燃料，点燃时铝粉氧化放热引发氯酸铵反应，其化学方程式可表示为： 2NH4ClO4 = N2+ 4H2O+ Cl2+ 2O2+ Q（该反应为放热反应）下列对此反

22、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在反应中高氯酸铵只起氧化剂作用13已知中和热的数值是57.3 kJmol1。下列物质反应时，产生57.3 kJ热量的是-（ ）A稀HCl和稀NaOH B1.0 molL-1 HCl和1.0 molL 1 NaOHC500 mL 2.0 molL-1 HCl和500 mL2.0 molL 1 NaOH D500 mL 2.0 molL-1 H2SO4和500 mL 2.0 molL-1 Ba(OH)214人类对于能源的利用大致可以分为三个时代：柴草能源

23、、化石能源、多能源时代。以下说法正确的是-（ ）A原始社会人类学会利用火，他们以天然气取暖，吃熟食，从事生产活动B目前我国广大农村生活做饭使用的都是化石原料C多能源时代指的是新能源时代，包括核能、太阳能、氢能D化石燃料的燃烧没有污染15反应是吸热反应，由此可知-（ ）A石墨比金刚石更稳定 B金刚石和石墨可以相互转化C金刚石比石墨更稳定 D金刚石和石墨不能相互转化16下列说法正确的是-（ ）A由H原子形成1 mol H-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1 mol H2O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 第8页选择题答案12345678910111213141516二、填空计算题1已知反应：2H2 + O2 = 2H2O + 能量，请填写下列表格中空白处的总能量值，并注明消耗还是放出。有关键能：HH：436 kJ/mol OO：496 kJ/mol HO：463 kJ/mol拆开化学键形成化学键能量变化2 mol H2中的化学键4 mol HO键4463 kJ 2436 kJ 496 kJ = 484 kJ1 mol O2中的化学键