第一节化学能与热能导学案.doc

第二章 化学反应与能量
第一节 化学能与热能（第一课时）
【学习目标】
1.理解化学键与化学反应中能量变化之间的关系；
2.掌握化学反应中能量变化的主要原因。
【学习重点】
1.掌握化学键与化学反应中能量变化之间的关系
2.掌握化学反应中能量变化的主要原因及能量吸收与放出的判断方法。
【学习过程】
一、化学键与能量
物质中的原子间是通过_____ ___相结合的.当物质发生化学变化时，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。________________________是物质在化学反应中能量变化的根本原因。物质的化学反应与体系的能量变化是____________的。
【思考】形成1molC-H键要放出415KJ能量，则断开1molCH4中所有的C-H键要吸收多少能量？

【注意】任何化学反应都伴随着能量变化，但伴随能量变化的不一定是化学变化。
例如：物质的_________态变化，就不是化学变化。化学反应的基本特征是____________________________，即在化学反应中__________________________________________________________
例1、 断裂1moLH-H键、1moLN-H键、1moLN≡N键吸收的能量分别为436KJ、391KJ946KJ，试计算：
①1moLN2与足量H2完全反应生成NH3需_________（填“放出”或“吸收”）热量____ ___KJ.
②1moLH2与足量N2完全反应生成NH3需_________（填“放出”或“吸收”）热量____ ___KJ.

【练习】：1.氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰，反应中，破坏1moL H2中的化学键消耗的能量为Q1KJ,破坏1moL O2所消耗的能量为Q2KJ,形成1moLH-O键释放的能量为Q3KJ.下列关系式中正确的是（ ）
A.2 Q1+ Q2﹥4 Q3 B.2 Q1+ Q2﹤4 Q3 C.Q1+ Q2﹤Q3 D.Q1+ Q2=Q3
二、化学反应中的吸热与放热
任何物质都储存有___ ____。一个化学反应完成后是吸收能量还是放出能量，决定于_____________
________________________________________________________。其关系如下图所示：

若反应物的总能量大于生成物的总能量，则反应________能量；若反应物的总能量小于生成物的总能量，则反应________能量.

【注意】物质所具有的能量越低越__________；而键能越_______越稳定。要注意断键需要___________能量、成键可以____能量与物质本身具有的能量之间的区别。

例2、金刚石在一定条件下可以转变为石墨，并放出能量，下列说法中正确的是（ ）
A.金刚石更稳定 B.金刚石所具有的能量更高
C.反应中断开金刚石中的化学键所消耗的能量比形成石墨中化学键所放出的能量多 D.该变化为物理变化
【练习】2.已知反应：X+Y=M+N为放热反应，下列说法正确的是（ ）
A.X的能量一定高于M的能量 B.Y的能量一定高于N的能量
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，故不必加热就可以反应
【自我测评】
1.下列变化过程中需要吸收能量的是（ ）
A.H+H→H2 B.H+Cl→HCl C.I2→I+I D.S+O2→SO2
2.吸收能量的反应一定是（ ）
A.反应物的总能量高于生成物的总能量 B.反应物的总能量等于生成物的总能量
3.关于化学键断裂的过程，下列说法中正确的是（ ）
A.在化学键断裂的过程中，肯定发生了化学反应 B.在化学键断裂的过程中，肯定伴随着能量变化
C.在化学键断裂的过程中，肯定吸收了能量 D.在化学键断裂的过程中，肯定放出了能量
4.氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰，放出大量的热，在反应过程中，破坏1moL H2中的化学键所需的能量为Q1KJ,破坏1moL Cl2中的化学键所需的能量为Q2KJ，形成1moL HCl中的化学键所释放的能量为Q3KJ，下列关系式中正确的是（ ）
A.Q1+ Q2=Q3 B.Q1+ Q2＞2 Q3 C.Q1+ Q2＜ Q3 D.Q1+ Q2＜2 Q3
5.关于能量放出的反应：A+B→C+D，下列说法中正确的是（EA、EB、EC、ED 分别表示A.B.C.D.所具有的能量）（ ）A.EA＞ EC B.EA＞ EC + ED C.EA+EB＞ EC+ED D.EA+EB＜ EC+ED
6.下列说法中正确的是（ ）
A.物质发生化学反应都伴随着能量的变化 B.伴随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中，反应物的总能量总是低于生成物的总能量。
D.在一个确定的化学反应中，反应物的总能量总是高于生成物的总能量
7.下列各图中，能表示反应吸收热量的是（ ）

8.2C+O2=2CO,2CO+O2=2CO2都是放热反应，据此判断下列说法不正确的是（ ）
A.12gC所具有的能量一定高于28gCO所具有的能量
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.将一定质量的C燃烧，生成CO2比生成CO时放出的热量多
9.已知甲烷的燃烧反应：CH4+2O2CO2+2H2O是一个放出热量的反应，则说明反应物1molCH4和2molO2所具有的总能量_______(填“大于”、“小于”或“等于”)生成物1mol CO2和2molH2O所具有的总能量。断开1molCH4和2molO2中的化学键需_______(填“吸收或“放出”，下同)能量，形成CO2中2molC=O和H2O中4molH-O键需________能量。

【课后反思】
常见的放热反应有哪些？①所有的燃烧反应，如碳、氢气、甲烷等在氧气或空气中的燃烧，氢气在氯气中的燃烧等。②酸碱中和反应。③大多数的化合反应。④金属与酸的反应，如镁条和盐酸的反应。
常见的吸热反应有哪些？①大多数的分解反应。②氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应。③碳和二氧化碳、碳和水的反应等。
2.根据生成物和反应物总能量的相对大小判断。若生成物的总能量大于反应物的总能量，则为吸热反应，反之为放热反应。实际上，反应放热就是因为反应物的总能量大于生成物的总能量；而反应吸热是因为生成物的总能量大于反应物的总能量。
3.根据生成物和反应物的相对稳定性判断。由稳定的物质生成不稳定的物质的反应为吸热反应，反之为放热反应。

第２课时
【学习目标】
1．知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因：化学键的断裂要吸收能量，化学键的形成要放出能量
2．了解提高燃料的燃烧效率的方法，认识到合理利用化石燃料，开发高效、清洁能源的重要性
3．认识合理利用化石燃料的重要性，以及当前使用化石燃料亟待解决的问题和解决问题的研究方向，培养学生的环境保护意识和社会责任感，加深对化学在解决能源问题中所起的重要作用的认识
【学习重点】
如何合理利用化石燃料，提高燃料的燃烧效率，开发高效、清洁能源的重要性
【学习过程】
1.创设情境，引入新课
我们所使用的燃料主要是化石燃料。化石燃料是经过亿万年才形成的蕴藏量有限的非再生能源，而随着社会的发展，人类对能源的需求量越来越大。你知道：化石燃料指的是哪些燃料？
①三大化石燃料指的是： 、 、 ，其中，“ ”被称为工业粮食，“ ”被称为工业血液。
② 的主要成分是 ，它是最简单的有机物，俗称“ ”或“ ”。
过渡：人类自从懂得了用火，便以草、木为燃料。质量相同的不同燃料，完全燃烧后放出的热量不相等。这是为什么？
2.进行新课
二．燃料燃烧释放的热量
几种燃料的热值
物质
天然气
石油
煤炭
氢气
甲醇
热值/kJ·g-1
约56
约48
约33
143
23
问题讨论：
①上述几种燃料中，热值含量最高的是 ，最低的是 。
② “天然气、石油、煤炭”的热值含量为何都用“约XX”？

合作探究：
反应过程
4H + 2O
2H2＋O2
吸收能量
KJ
放出能量
kJ
2H2O
放热 KJ
能量
己知拆开化学键需要消耗能量，形成化学键能够释放能量。下表是有关“化学键的形成与断裂的相关数据”。请回答所提问题：
1mol
化学键
吸热
或放热
能量/KJ
拆开H一H
吸热
436
拆开O一O
吸热
496
形成H一O
放热
463

⑴完成右图数据标注；
⑵写出氢气在氧气中燃烧的热化学方程式。

交流与讨论：燃烧是一种剧烈的氧化反应，那么燃烧的条件是什么？怎样能使燃料充分燃烧释放更多的能量呢？如果不充分燃烧会有什么危害呢？怎样合理利用能源呢？
1．燃烧的条件是：① ；② ；③ 。
2．燃料充分燃烧的条件是什么?
① ；②
3．燃料不充分燃烧会造成怎样的结果?
① ；②
4．增大燃料与空气接触面积可采取哪些措施?
① ；②
5．为使燃料充分燃烧，要通入足够多的空气，空气过多行吗?

例题：把煤作为燃料可通过下列两个途径：
途径Ⅰ：C(s)+O2(g) CO2(g)（放热Q1J），
途径Ⅱ：
①先制水煤气：C(s)+H2O(g)= CO(g)+H2(g)（吸热Q2J）
②再燃烧水煤气：CO(g)+1/2O2 (g) CO2，H2(g)+1/2O2 (g) H2O(g) (共放热Q3J)
试回答下列问题：
⑴判断两种途径放热大小：途径Ⅰ放出的热量 (填“大于”、“等于”或“小于”)途径Ⅱ放出的热量。
⑵Q1、Q2、Q3的数学关系式是
⑶由于制取水煤气反应里，反应物所具有的总能量 生成物所具有的总能量，所以反应过程中，反应物应需要 能量才能转化为生成物，因此其反应条件为
⑷简述煤通过途径Ⅱ作为燃料的意义。

。
3.小结
4.巩固练习
1．下列关于燃料充分燃烧的说法，不正确的是 （ ）
A．空气量越多越好 B．固体燃料燃烧前要粉碎
C．应通入适量的空气 D．液体燃料燃烧时可以以雾状喷出
２. 天然气、石油、煤等在地球上的蕴藏量是有限的，因此：①可利用电解水的方法得到氢气作能源；②可用酒精作能源；③砍伐树木作能源；④应开发太阳能、核能等新的能源。上述说法正确的是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（ ）
A．只有① B．①和④ C．②和③ D．只有④
３．下列选项中说明乙醇作为燃料的优点的是 （ ）
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燃烧时放出大量热量
A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④
４．对于放热反应2H2+O2 2H2O，下列说法正确的是 （ ）
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
５．氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中，破坏1 mol氢气中的化学键消耗的能量为Q 1 kJ，破坏1 mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2 kJ，形成1 mol氯化氢气体中的化学键释放的能量为Q3 kJ下列关系中正确的是 （ ）
A．Q1+Q2>Q3 B．Q1+Q2>2Q3 C．Q1+Q2