資源簡介

6.1.1《化學反應與熱能》
學案
核心素養：
證據推理與模型認知：通過揭示問題、討論釋疑、動手實驗，學習對比、推斷等多種科學探究方法，學會由事物的表象分析事物的本質和變化，提高學生的實驗能力、觀察能力和對實驗現象的分析、推理及歸納總結能力。
科學探究與創新意識：從現象和結構出發，設計探究方案，探究硫的轉化過程中的化學反應原理，在探究中互利合作，培養團隊精神。
學習目標：
1、理解化學反應中能量變化的主要原因——化學鍵的斷裂和形成。
2、知道化學反應中的能量變化和物質具有的能量之間的關系。
3、了解吸熱反應和放熱反應的概念，熟知常見的吸熱反應和放熱反應。
教學重難點：
重點：化學反應中能量變化的本質；
難點：化學鍵斷裂和形成簡單計算放熱反應和吸熱反應。
探究新知：
一、吸熱反應與放熱反應
【實驗6-1】鎂和鹽酸的反應
在一只試管中加入2 mL 2 mol/L 鹽酸，并用溫度計測量其溫度。再向試管中放入用砂紙打磨光亮的鎂條，觀察現象，并測量溶液溫度的變化。
現象： 。
結論： 。
【實驗6-2】Ba(OH)2 8H2O和NH4Cl
將20g Ba(OH)2 8H2O晶體研細后與10gNH4Cl在燒杯中混合，并將燒杯放在滴有幾滴水的木片上，用玻璃棒快速攪拌，聞到氣味后迅速用玻璃片蓋上燒杯，用手觸摸燒杯下部，試著用手拿起燒杯。觀察現象。
現象： 。
結論： 。
吸熱反應與放熱反應
放熱反應：把釋放熱量的化學反應稱為放熱反應。
常見的放熱反應
吸熱反應：把吸收熱量的化學反應稱為吸熱反應。
常見的吸熱反應
【思考與交流】化學反應過程中為什么會有能量的變化？為什么有的化學反應釋放熱量，有的化學反應吸收熱量？
2．化學反應的能量變化的本質
(1)在1 mol氫分子中，含有 mol氫原子，含有 mol H—H鍵。
(2)已知在25 ℃和101 kPa條件下，由2 mol H原子形成1 mol H—H鍵時，放出436 kJ的能量。若要使1 mol氫分子變為2 mol氫原子時，需要斷開1 mol H—H鍵，其能量變化是 。
(3) CH4的結構式是 ，1 mol CH4分子中含有 mol C—H鍵。
(4) 在CH4中，斷開1 mol C—H鍵要吸收415 kJ的能量。若要形成1 mol CH4中的C—H鍵其能量變化是 。
結論：在相同條件下，由原子形成1 mol化學鍵時所 ，與斷開1 mol相同化學鍵所 是相等的。
【思考與交流】
H2 + Cl2 = 2HCl 斷開1 mol H-H 鍵要吸收 436 kJ 的能量 斷開1 mol Cl-Cl 鍵要吸收 243 kJ 的能量 生成1 mol H-Cl 鍵要釋放 431 kJ 的能量
E吸收= kJ E放出= kJ
E1 E2 反應
2．化學反應的能量變化的本質
化學鍵的斷裂和形成是化學反應中能量變化的主要原因。
吸收能量E1 釋放能量E2 該反應為 反應
吸收能量E1 釋放能量E2 該反應為 反應
3．化學反應的能量變化的宏觀分析
放熱反應：反應物能量 生成物能量
吸熱反應：反應物能量 生成物能量
二、人類對能源的利用
人類利用能源的三個階段： 時期、 時期和 時期。
【提問】利用化學能源出現的兩個問題？
【課堂練習】
1.下列選項描述的過程能實現化學能轉化為熱能的是（ ）
2.中國化學家研究出一種新型復合光催化劑(C3N4/CQDs)，能利用太陽光高效分解水，原理如圖所示。
下列說法不正確的是（ ）
A.通過該催化反應，實現了太陽能向化學能的轉化
B.反應Ⅰ中涉及非極性鍵的斷裂和極性鍵的形成
C.反應Ⅱ為2H2O2H2O+O2↑
D.該過程中催化劑降低了反應的活化能
3.下列關于化學反應與能量的說法不正確的是（ ）
A.乙醇的燃燒是放熱反應
B.Mg與鹽酸的反應是吸熱反應
C.反應物化學鍵的斷裂要吸收能量
D.化學反應伴隨有能量的變化
4.結合圖判斷，下列說法正確的是（ ）
A.1 mol H2(g)與 mol O2(g)鍵能之和比1 mol H2O(g)的鍵能高
B.H2O(g)變為H2O(l)時，斷鍵吸收的能量小于成鍵放出的能量
C.2 mol H(g)與1 mol O(g)生成1 mol H2O(g)所吸收的熱量是b kJ
D.2 mol液態水分解吸收的能量為2(b+c-a) kJ
5.能正確反映電解水過程中的能量變化的是（ ）
6.化學反應伴隨著能量變化是化學反應的基本特征之一。
(1)已知拆開1 mol H—H鍵、1 mol I—I鍵、1 mol H—I鍵分別需要吸收的能量為436 kJ、151 kJ、299 kJ。由1 mol H2和1 mol I2反應生成HI會　　　　(填“放出”或“吸收”)　　　　 kJ的熱量。
(2)下列反應中屬于放熱反應的是　　　　(填序號，下同)，屬于吸熱反應的是　　　　。
①物質燃燒　②炸藥爆炸　③酸堿中和反應　④二氧化碳通過熾熱的炭　⑤食物因氧化而腐敗　⑥Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應　⑦鐵粉與稀鹽酸反應
(3)最新報道:科學家首次用X射線激光技術觀察到CO與O在催化劑表面形成化學鍵的過程。反應過程的示意圖如圖所示。
下列說法中正確的是　　　　(填字母)。
A.CO和O生成CO2是放熱反應
B.CO和O生成了具有極性共價鍵的CO2
C.狀態Ⅰ→狀態Ⅲ表示CO與O2反應的過程
參考答案
一、吸熱反應與放熱反應
【教材實驗6-1】鎂條逐漸溶解，有氣泡產生，溫度計溫度上升
該反應是放出熱量
【教材實驗6-2】有刺激性氣味氣體產生；木片上的水結成冰，木片與燒杯底被冰粘在了一起；用手觸摸杯壁下部，有涼的感覺
該反應是吸收熱量
1.(1)金屬和酸的反應；木炭、氫氣、甲烷的燃燒反應；氫氣和氯氣的化合反應；中和反應。
(2)氫氧化鋇和氯化銨的反應；鹽酸和碳酸氫鈉的反應；碳與二氧化碳的化合反應。
【思考與交流】
物質中的原子之間是通過化學鍵相結合的，當化學反應發生時，反應物的化學鍵斷裂要吸收能量，而生成物的化學鍵形成要放出能量。
2.(1)2　1
(2)吸收436 kJ的能量
(3)　4
(4)放出1 660 kJ的能量
放出　吸收
【思考與交流】
436 kJ+243 kJ=679 kJ
431 kJ×2=862 kJ
<　放
【總結】>　吸熱　<　放熱
3.(1)>　(2)<
二、人類對能源的利用
一是其短期內不可再生，儲量有限，隨著能源消費需求的不斷增加，能源消費量與儲量之間的矛盾日益突顯；二是煤和石油產品燃燒排放的粉塵、SO2、NOx、CO等是大氣污染物的主要來源。
【課堂練習】
1.B　2.B　3.B　4.D　5.B 6.(1)放出　11　(2)①②③⑤⑦　④⑥　(3)AB
第1頁6.1.1《化學反應與熱能》
課后作業
一、選擇題
1．化學反應A2＋B2===2AB的能量變化如圖所示，則下列說法正確的是(　　)
A．該反應是吸熱反應
B．斷裂1 mol A—A鍵和1 mol B—B鍵放出x kJ的能量
C．斷裂2 mol A—B鍵需要吸收y kJ的能量
D．2 mol AB的總能量高于1 mol A2和1 mol B2的總能量
2．根據下面的信息，判斷下列敘述正確的是(　　)
A．氫氣跟氧氣反應生成水的同時釋放能量
B．氫氣跟氧氣反應生成水的同時吸收能量
C．1 mol H2跟mol O2反應生成1 mol H2O一定釋放能量245 kJ
D．2 mol H2(g)跟1 mol O2(g)反應生成2 mol H2O(g)吸收能量490 kJ
3．下列各圖中，表示該化學反應是吸熱反應的是 (　　)
4．已知斷裂1 mol共價鍵所需要吸收的能量分別為H—H：436 kJ，I—I：151 kJ，H—I：299 kJ，下列對H2(g)＋I2(g)=2HI(g)的反應類型判斷錯誤的是(　　)
A．放出能量的反應 B．吸收能量的反應
C．氧化還原反應 D．可逆反應
5．下列說法正確的是 (　　)
A．對于吸熱反應，反應物所具有的總能量總是低于生成物所具有的總能量
B．任何放熱反應在常溫條件下一定能發生反應
C．形成生成物化學鍵釋放的能量大于破壞反應物化學鍵所吸收的能量時，反應為吸熱反應
D．等量的硫蒸氣和硫固體分別完全燃燒，后者放出的熱量多
6．下列對化學反應的認識錯誤的是(　　)
A．會引起化學鍵的變化
B．會產生新的物質
C．必然引起物質狀態的變化
D．必然伴隨著能量的變化
7．從宏觀來看化學變化的本質是有新物質生成。從微觀角度來看，下列變化不能說明發生了化學變化的是(　　)
A．變化時有電子的得失或共用電子對的形成
B．變化過程中有化學鍵的斷裂和形成
C．變化時釋放出能量
D．變化前后原子的種類和數目沒有改變，分子種類增加了
8．下列變化過程吸收能量的是(　　)
A．Na＋―→Na B．Cl―→Cl－
C．H＋Cl―→HCl D．H2―→H＋H
9.下列說法正確的是(　　)
A．任何化學反應都伴隨著能量的變化
B．H2O(g)―→H2O(l)該過程放出大量的熱，所以該過程是化學變化
C．化學反應中能量的變化都表現為熱量的變化
D．對于如圖所示的過程，是吸收能量的過程
10．下列反應一定屬于放熱反應的是(　　)
A．氫氧化鋇晶體和氯化銨晶體的反應
B．能量變化如圖所示的反應
C．化學鍵斷裂吸收的能量比化學鍵形成放出的能量少的反應
D．不需要加熱就能發生的反應
11．已知2 mol氫氣完全燃燒生成水蒸氣時放出能量484 kJ，且氧氣中1 mol O===O鍵完全斷裂時吸收能量496 kJ，水蒸氣中1 mol H—O鍵形成時放出能量463 kJ，則氫氣中1 mol H—H鍵斷裂時吸收能量為 (　　)
A．920 kJ B．557 kJ C．436 kJ D．188 kJ
12．已知化學反應2C(s)＋O2(g) 2CO(g)、2CO(g)＋O2(g) 2CO2(g)都是放熱反應。據此判斷，下列說法不正確的是(其他條件相同) (　　)
A．12 g C所具有的能量一定高于28 g CO所具有的能量
B．56 g CO和32 g O2所具有的總能量大于88 g CO2所具有的總能量
C．12 g C和32 g O2所具有的總能量大于44 g CO2所具有的總能量
D．將一定質量的C燃燒，生成CO2比生成CO時放出的熱量多
二、綜合題
13．(1)在1 mol氫分子中，含有________mol氫原子，含有________mol H—H鍵。
(2)已知在25 ℃和101 kPa條件下，由2 mol H原子形成1 mol H—H鍵時，放出436 kJ的能量。若要使1 mol氫分子變為2 mol氫原子時，需要斷開1 mol H—H鍵，其能量變化是__________。
(3)在CH4中，斷開1 mol C—H鍵要吸收415 kJ的能量。若要形成1 mol CH4中的C—H鍵其能量變化是________________。
14．某同學做如下實驗，以檢驗反應中的能量變化。
(1)實驗中發現反應后，(a)中溫度升高，由此可以判斷(a)中反應是________熱反應；(b)中溫度降低，由此可以判斷(b)中反應是________熱反應。
(2)寫出鋁與鹽酸反應的離子方程式___________________________________。
(3)根據能量守恒定律，(b)中反應物的總能量應該________其生成物的總能量。
15．在25 ℃、101 kPa的條件下，斷裂1 mol H—H鍵吸收436 kJ能量，斷裂1 mol Cl—Cl鍵吸收243 kJ能量，形成1 mol H—Cl鍵放出431 kJ能量。H2＋Cl2===2HCl的化學反應可用下圖表示：
請回答下列有關問題：
(1)反應物斷鍵吸收的總能量為________。
(2)生成物成鍵放出的總能量為________。
(3)判斷H2＋Cl2===2HCl是________(填“吸收”或“放出”)能量。
(4)反應物的總能量________(填“＞”，“＝”或“＜”)生成物的總能量。
16．在人類生產、生活對能量的需求日益增長的今天，研究化學反應及其能量變化，對合理利用常規能源和開發新能源具有十分重要的意義。能源是人類賴以生存和發展不可缺少的因素。請完成下列問題：
(1)人類利用能源分為三個階段，即________、________、________。
(2)礦物能源是現代人類社會賴以生存的重要物質基礎。目前，全球仍主要處于化石能源時期。下列不屬于化石能源的是________。(填序號，下同)
A．石油 B．煤
C．天然氣 D．生物質能
(3)下列對能源的看法合理的是 (　　)
A．化石能源屬于不可再生能源，只會越用越少
B．生物能是一種可再生能源，有廣泛的前景
C．太陽能、氫能、核能、地熱能都屬于新能源
D．我國人口眾多、資源相對匱乏、環境承載能力較弱，因此要建設節約型社會
17．2012年發射的“神舟九號”宇宙飛船有兩個重大使命，一是航天員在太空首次進行手動交會對接，二是實現航天員在“天宮一號”內進行實驗操作。“神舟”系列火箭用偏二甲肼(C2H8N2)作燃料，四氧化二氮作氧化劑，生成氮氣和二氧化碳氣體。
(1)寫出反應的化學方程式：___________________________________________
_________________________________________________________________。
(2)該反應是__________(填“放熱”或“吸熱”)反應，反應物的總能量__________(填“大于”、“小于”或“等于”)生成物的總能量，斷開化學鍵________的總能量________(填“大于”、“小于”或“等于”)形成化學鍵________的總能量。
18．在一個小燒杯里加入約20 g已研磨成粉末的氫氧化鋇晶體[Ba(OH)2·8H2O]，將小燒杯放在事先已滴有3～4滴水的玻璃片上，然后向燒杯內加入約10 g氯化銨晶體，并立即用玻璃棒迅速攪拌。試回答下列問題：
(1)寫出反應的化學方程式：__________________________________________。
(2)實驗中要立即用玻璃棒迅速攪拌的原因是__________________________。
(3)如果實驗中沒有看到“結冰”現象，可能的原因是(答出三個或三個以上原因)____________________________________。
(4)如果沒有看到“結冰”現象，我們還可以采取哪些方式來說明該反應吸熱？____________________________________________________(答出兩種方案)。
(5)“結冰”現象說明該反應是一個________(填“放出”或“吸收”)能量的反應。即斷開舊化學鍵________(填“吸收”或“放出”)的能量________(填“>”或“<”)形成新化學鍵________(填“吸收”或“放出”)的能量。
(6)該反應在常溫下就可進行，說明___________________________________。
參考答案
1．C 2．A 3．A 4．B 5．A 6．C 7．C 8．D 9.A 10.C 11．C 12．A
13．(1)2　1　(2)吸收436 kJ的能量　(3)放出4 mol×415 kJ·mol－1＝1 660 kJ的能量
14．(1)放　吸　(2)2Al＋6H＋===2Al3＋＋3H2↑　(3)低于
15．(1)679 kJ　(2)862 kJ　(3)放出　(4)＞
16．(1)柴草時期　化石能源時期　多能源結構時期(2)D　(3)ABCD
17．(1)C2H8N2＋2N2O42CO2↑＋3N2↑＋4H2O　(2)放熱　大于　吸收　小于　放出
18．(1)Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋8H2O＋2NH3·H2O(2)使反應物充分混合，迅速發生反應，使體系的溫度降低(3)①反應物未進行快速攪拌；②玻璃片上滴加的水太多；③氫氧化鋇晶體已部分失水；④環境溫度太高；⑤試劑用量太少；⑥氫氧化鋇晶體未研成粉末(其他答案合理均正確)(4)第一種方案：在燒杯中的反應物中插入溫度計，通過測量，發現反應后溫度計的示數下降，說明反應是吸熱反應；第二種方案：用皮膚感受，感覺燒杯外壁很涼，說明此反應為吸熱反應(5)吸收　吸收　>　放出(6)有的吸熱反應不需要加熱也可發生。
第1頁

展開更多......

收起↑