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必修二化学能与热能-导学案

第二章 化学反应与能量
第一节 化学能与热能
【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”
学习重点： 化学反应中能量变化的主要原因以及化学能转化为热能的重大意义。
学习难点： 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。
【自主预习】梳理知识，夯实基础
[温故]
1.化学键的分类：
2.化学反应的本质(从化学键的角度分析)：
一、化学键与化学反应中能量变化的关系
1.化学反应中能量变化的原因
（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。
二、化学能与热能的相互转化
1.两条基本的自然定律
（1）质量守恒定律：自然界的物质发生转化时，_______不变
（2）能量守恒定律：一种能量可以转化为另一种能量，但是体系包含的_______不变。
2、各种物质都储存有化学能，不同的物质因为组成、结构的不同，储存的化学能也不同。
3、化学反应是吸收能量还是放出能量取决于 。
①反应物的总能量 ＞ 生成物的总能量，反应________能量，为_________反应，由 （稳定/不稳定）变为 （稳定/不稳定）
②反应物的总能量 ＜ 生成物的总能量，反应________能量，为_________反应，由 （稳定/不稳定）变为 （稳定/不稳定）
3、根据能量守恒定律，反应物的总能量（E反）、生成物总能量（E生）和热量（E）之间的关系（用式子表示）
放热反应中： 吸热反应中：__________________________
设反应物的总能量为E1，生成物的总能量为E2．

（1）若E1＞E2，则该反应为 （填“放热”或“吸热”）反应．该反应可用图 （填“A”或“B”）表示．
（2）若E1＜E2，则该反应为 （填“放热”或“吸热”）反应．该反应可用图 （填“A”或“B”）表示．

三、人类利用能源的三个阶段
1.柴草时期：该时期从火的发现至18世纪产业革命，以树枝杂草为主要能源。
2.化石能源时期：从18世纪中期到现代，以________________为主要能源。
3.多能源结构时期：以可再生能源和清洁能源（______能源）为主要能源，
主要包括______、______、______、______、______、生物质能等。Si
四．中和热
．强酸与强碱反应的实质是H＋＋OH－=H2O，中和反应是放热反应。酸与碱发生
生成 称为中和热。

【讨论小结】决定化学反应中能量变化的因素
（1）从化学键的角度
①断开化学键吸收的能量﹥形成化学键释放的能量时，反应_______能量。
②断开化学键吸收的能量﹤形成化学键释放的能量时，反应_______能量。
（2）从反应物的总能量与生成物总能量的角度
①反应物的总能量﹥生成物的总能量，反应_______能量。
②反应物的总能量﹤生成物的总能量，反应_______能量。
【合作探究二】放热反应和吸热反应
化学反应中的能量变化，通常主要表现为_______的变化——吸热或者放热
（1）铝与盐酸反应
现象：铝条表面有______产生，反应后温度______。 结论：反应过程中______热量。
（2）Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
现象：有_______气体产生，烧杯壁_____，烧杯与玻璃片粘到一起。 结论：反应过程中______热量。
（3）盐酸与NaOH溶液反应的能量变化
①盐酸与NaOH溶液的中和反应
现象：反应过程中，混合溶液的温度逐渐______。 结论：反应过程中______热量。
②中和热：酸与碱发生中和反应生成______时所释放的热量。
【小结】常见的放热反应和吸热反应
(1)常见的放热反应：
①所有的燃烧反应
②大多数的化合反应；(CO2+C2CO为吸热反应)
③酸碱中和反应；
④金属与酸或水反应
⑤铝热反应
(2)常见的吸热反应：
①大多数的分解反应；
②以下几个反应是吸热反应：Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=2NH3↑+BaCl2+10H2O ；
CO2+C2CO ； C+H2OCO+H2
注意：1.有热量放出未必是放热反应，放热反应和吸热反应必须是化学变化。
2.反应条件与热量变化没有必然的关系，需要点燃或加热的反应不一定是吸热反应。

【随堂检测】
1.下列说法中错误的是 ( )
A.化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化
B.化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因
C.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
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
2.氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中，破坏1mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1kJ,破坏1mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2kJ，形成1mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3kJ。下列关系式正确的是（ ）
A.Q1+Q2＞Q3 B. Q1+ Q2＞2Q3 C. Q1+Q2＜Q3 D. Q1+ Q2＜2Q3
3.下列各图中，表示正反应是吸热反应的图是 ( )

4、已知金刚石在一定条件下转化为石墨是放热的。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吸热反应不加热不可能发生
训练案（练一练，学习再上新台阶）
【达标检测】
1.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
2.（上海理综）下列对化学反应的认识错误的是（ ）
A.会引起化学键的变化 B.会产生新的物质
C.必然引起物质状态的变化 D.必然伴随着能量的变化
3.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.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.因为该反应是放热反应，故不必加热反应就一定能发生
4.已知某反应是放热反应，下列说法正确的是 ( )
A.该反应发生时，一定不需要加热 B.该反应中反应物的总能量小于生成物的总能量
C.该反应中反应物的总能量大于生成物的总能量 D.如果该反应开始后停止加热，反应一定能继续进行
5.一种“即食即热型快餐”适合外出旅行时使用。其内层是用铝箔包裹的、并已加工好的真空包装食品，外层则是分别包装的两包化学物质，使用时拉动预留在外的拉线，使这两种化学物质反应，此时便可对食物进行加热，这两包化学物质最合适的选择是 ( )
　A．浓硫酸与水 B．生石灰与水 C．熟石灰与水     D．氯化钠与水
6.在相同的条件下，一定量的氢气在氧气中充分燃烧并放出热量。若生成液态水放出的热量为Q1kJ；若生成气态水放出的热量为Q2 kJ。那么Q1，与Q2之间的关系是 ( )。
A．Q1>Q2 B．Q1<Q2 C．Q1=Q2 D．不能确定
7.下列选项中说明乙醇作为燃料的优点是 ( ) ①燃烧时发生氧化反应②充分燃烧的产物不污染环境③乙醇是一种再生能源④燃烧时放出大量热
A.①②③ 　　B.①②④ C.①③④ 　　　　D.②③④
8.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
9. “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
10.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.CO2与CaO化合是放热反应，则CaCO3分解是吸热反应
11.下列说法不正确的是( )
A.由H原子形成1 mol H-H键要放出热量
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
12.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
13.“可燃冰”又称“天然气水合物”，它是在海底的高压、低温条件下形成的，外观像冰。1体积“可燃冰”可贮载100～200体积的天然气。下面关于“可燃冰”的叙述不正确的是 ( )
A.“可燃冰”有可能成为人类未来的重要能源 B.“可燃冰”是一种比较洁净的能源
C.“可燃冰”提供了水可能变成油的例证 D.“可燃冰”的主要可燃成分是甲烷
14.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.水汽化需要吸收能量，所以水汽化属于吸热反应
C.可燃物的燃烧都是放热反应
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。
15.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↑ (该反应为放热反应)
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.在反应中高氯酸铵只起氧化剂作用
16. (上海理综10)右图是一个一次性加热杯的示意图。当水袋破裂时，水与固体碎块混和，杯内食物温度逐渐上升。制造此加热杯可选用的固体碎块是
A．硝酸铵 B．生石灰
C．氯化镁 D．食盐
17.能源可划分为一级能源和二级能源，自然界以现成方式提供的能源称为一级能源；需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。氢气是一种高效而没有污染的二级能源，它可以由在自然界中大量存在的水来制取：，该反应需要吸收大量的热。根据以上内容回答下列问题：
(1)下列叙述正确的是( )。
A．风力是二级能源 B．水力是二级能源
C．天然气是一级能源 D. 电能是一级能源
(2)关于用水制取二级能源氢气，以下研究方向不可行的是( )。
A．构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可研究在水不分解的情况下，使氢气成为二级能源
B．设法将太阳能聚焦，产生高温，使水分解产生氢气
C．寻找高效催化剂，利用太阳能使水分解产生氢气
D．寻找特殊催化剂，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气