2018秋高中化學 第二章 化學反應與能量 2.1.2 化學能與熱能學案 新人教版必修2.doc
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第2課時化學能與熱能的相互轉化學習目標1.通過分組實驗,學會觀察、記錄實驗現(xiàn)象,以及從分析現(xiàn)象中得出結論。2.掌握化學能與熱能的相互轉化的實驗依據(jù)。3.鞏固吸熱反應、放熱反應的概念,了解中和熱的測定方法。自主學習1.請說出決定一個化學反應是放熱還是吸熱的因素是什么(要求從兩個方面進行說明)。2.2Al+6HCl2AlCl3+3H2反應熱;Ba(OH)28H2O+2NH4ClBaCl2+2NH3+10H2O反應熱;H+OH-H2O反應熱。3.寫出實驗21所涉及的離子反應方程式:。寫出實驗22所涉及的化學反應方程式:。寫出實驗23所涉及的離子反應方程式:。4.閱讀課本P32,完成思考與交流。5.常見的放熱反應有:;吸熱反應:。課內探究一、化學反應中能量的轉化1.【課本實驗21】鋁與鹽酸的反應實驗步驟眼睛看到的現(xiàn)象用手觸摸的感覺用溫度計測量的數(shù)據(jù)在一支試管中加入23 mL 6 mol/L的鹽酸溶液向含有鹽酸溶液的試管中插入用砂紙打磨光的鋁條結論(1)鋁與鹽酸反應的化學方程式:。(2)在反應過程中你將能看到什么現(xiàn)象?(3)用眼睛不能直接觀察到反應中的熱量變化,你將采取哪些簡單易行的辦法來了解反應中的熱量變化?(4)要明顯地感知或測量反應中的熱量變化,你在實驗中應注意哪些問題?2.【課本實驗22】Ba(OH)28H2O晶體與NH4Cl晶體的反應【注意】由于這個實驗成功的關鍵是在短時間內反應充分進行,使體系溫度快速降低,將玻璃片上的水凝固。實驗中要注意三點:(1)將Ba(OH)28H2O晶體研磨成粉末,以便與NH4Cl晶體充分接觸;(2)由于該反應屬于固相反應,一定要在晶體混合后立即用玻璃棒快速攪拌混合物,以使它們很快起反應;(3)反應放出有刺激性氣味的氨氣,會造成學習環(huán)境的污染,所以要注意對氨氣的吸收?!痉纸M實驗】閱讀教材并根據(jù)已有知識設計實驗步驟如下:【填寫實驗記錄】實驗步驟實驗現(xiàn)象得出結論將晶體混合后立即用玻璃棒快速攪拌有刺激性氣味的氣體產生,該氣體能使?jié)駶櫟淖仙镌嚰堊兯{有NH3生成用手觸摸燒杯下部感覺燒杯變涼反應吸熱用手拿起燒杯燒杯下面的帶有幾滴水的玻璃片(或小木板)粘到了燒杯底部反應吸收熱量使體系溫度降低,使水結成冰將粘有玻璃片的燒杯放在盛有熱水的燒杯上一會兒再拿起玻璃片脫離上面燒杯底部冰融化反應完后移走燒杯上的多孔塑料片,觀察反應物混合物成糊狀有水生成用化學方程式表示上述反應:。二、中和熱的測定1.中和熱的概念在稀溶液中,酸與堿反應生成所釋放的熱量。2.中和熱的測定50 mL 0.50 mol/L鹽酸與50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液在如圖所示的裝置中進行中和反應。通過測定反應過程中所放出的熱量可計算中和熱?;卮鹣铝袉栴}:(1)從實驗裝置上看,圖中尚缺少的一種玻璃用品是。(2)燒杯間填滿碎紙條的作用是。(3)大燒杯上如不蓋硬紙板,求得的中和熱數(shù)值(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。(4)實驗中改用60 mL 0.50 mol/L鹽酸跟50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液進行反應,與上述實驗相比,所放出的熱量(填“相等”或“不相等”),所求中和熱(填“相等”或“不相等”),簡述理由。3.思考與總結要想提高中和熱測定的準確性,實驗應注意什么?4.【學生分組實驗23】三個學生分成一組進行實驗,其中每個學生做一個實驗并記錄現(xiàn)象和數(shù)據(jù),供組內交流、比較使用,然后討論得出結論。最后向全班匯報,進行組間交流。【填寫實驗記錄】反應物及用量酸HNO3 50 mL 0.5 mol/LHCl 50 mL 0.5 mol/LHCl 50 mL 0.5 mol/L堿NaOH 50 mL 0.55 mol/LNaOH 50 mL 0.55 mol/LKOH 50 mL 0.55 mol/L混合前溫度室溫t0室溫t0室溫t0混合后溫度t1t2t3結論HNO3與NaOH發(fā)生中和反應時放熱HCl與NaOH發(fā)生中和反應時放熱HCl與KOH發(fā)生中和反應時放熱對實驗進行歸納和概括強酸與強堿發(fā)生中和反應時放出熱量【討論分析】三個反應的化學方程式和離子方程式分別為:;。三、人類利用能源的三個階段1.時期。2.時期。3.時期?!纠?】近年來,科學家正在探索利用鋁粉作燃料的可能性,以期鋁能成為石油的一種取代物。假如鋁作為一種普遍使用的新型能源被開發(fā)利用,關于其有利因素的下列說法,你認為哪項是錯誤的()A.鋁質輕,便于運輸、貯存,且安全B.鋁燃燒時放出的熱量大,且燃燒后新產物對環(huán)境的污染容易得到有效控制C.在地球上,鋁礦資源豐富D.現(xiàn)代電冶鋁的工業(yè)技術已為鋁作為新能源奠定了重要基礎【例2】我國南海海底發(fā)現(xiàn)巨大的“可燃冰”帶,能源總量估計相當于中國石油總量的一半;而我國東?!翱扇急钡奶N藏量也很可觀“可燃冰”的主要成分是一水合甲烷晶體(CH4H2O)。請結合初中化學知識回答下列問題:(1)下列說法中正確的是()A.CH4H2O晶體中水是溶劑B.CH4H2O的組成元素有三種C.CH4H2O中CH4和H2O的質量比為11D.可燃冰能燃燒,說明水具有可燃性(2)可燃冰的發(fā)現(xiàn)為我國在新世紀使用高效新能源開辟了廣闊的前景。你認為能開發(fā)利用的新能源還有(至少填寫兩種)。隨堂檢測1.有關下列能量轉化的認識不正確的是()A.植物的光合作用使得太陽能轉化為了化學能B.人類使用照明設備是將電能轉化為了光能C.生物體內的化學變化過程在能量轉化上比在體外發(fā)生的一些能量轉化更為合理、有效D.燃料燃燒時只是將化學能轉化為了熱能2.下列反應既屬于氧化還原反應,又是吸熱反應的是()A.鋅粒與稀硫酸的反應B.灼熱的木炭與CO2反應C.甲烷在氧氣中的燃燒反應D.Ba(OH)28H2O晶體與NH4Cl晶體的反應3.為減少汽車對城市大氣的污染,近年來中國成功地開發(fā)出了以新燃料作能源的“綠色汽車”。這種汽車可避免有毒的有機鉛、苯和苯的同系物以及多環(huán)芳烴的排放,保護環(huán)境。這種“綠色汽車”的燃料是()A.甲醇B.汽油C.柴油D.重油4.下列變化中屬于吸熱反應的是()液態(tài)水汽化將膽礬加熱變?yōu)榘咨勰饬蛩嵯♂屄人徕浄纸庵蒲鯕馍腋磻墒焓褹.B.C.D.5.關于吸熱反應的說法正確的是()A.凡需加熱的反應一定是吸熱反應B.只有分解反應才是吸熱反應C.使用催化劑的反應是吸熱反應D.CO2與CaO化合是放熱反應,則CaCO3分解是吸熱反應6.一種“即食即熱型快餐”適合外出旅行時使用。其內層是用鋁箔包裹的、并已加工好的真空包裝食品,外層則是分別包裝的兩包化學物質,使用時拉動預留在外的拉線,使這兩種化學物質反應,此時便可對食物進行加熱,這兩包化學物質最合適的選擇是()A.濃硫酸與水B.生石灰與水C.熟石灰與水D.氯化鈉與水7.氫氣在氯氣中燃燒時產生蒼白色火焰。在反應過程中,破壞1 mol氫氣中的化學鍵消耗的能量為Q1 kJ,破壞1 mol氯氣中的化學鍵消耗的能量為Q2 kJ,形成1 mol氯化氫中的化學鍵釋放的能量為Q3 kJ。下列關系式中,正確的是()A.Q1+Q2Q3B.Q1+Q22Q3C.Q1+Q2Q3D.Q1+Q22Q38.能源可劃分為一級能源和二級能源,自然界以現(xiàn)成方式提供的能源稱為一級能源;需依靠其他能源的能量間接制取的能源稱為二級能源。氫氣是一種高效而沒有污染的二級能源,它可以由在自然界中大量存在的水來制取:2H2O(l)2H2(g)+O2(g),該反應需要吸收大量的熱。下列敘述正確的是()A.風力是二級能源B.水力是二級能源C.天然氣是一級能源D.電能是一級能源參考答案自主學習1.(1)反應物與生成物總能量的相對大小,若前者大,反應放熱,反之,反應吸熱。(2)舊鍵斷裂吸收的能量與新鍵形成釋放的能量的相對大小,若前者大,反應吸熱,反之,放熱。2.放吸放3.2Al+6H+2Al3+3H2Ba(OH)28H2O+2NH4ClBaCl2+2NH3+10H2OH+OH-H2O4.化學反應除伴隨著新物質生成外還伴隨著能量的變化。5.所有的燃燒反應、酸堿中和反應、金屬與水或酸的反應、自發(fā)進行的氧化還原反應(如鋁熱反應)、大多數(shù)的化合反應大多數(shù)的分解反應、八水合氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體的反應、碳與水(或二氧化碳)的反應、鐵和水蒸氣的反應、氫氣(或一氧化碳)還原氧化銅的反應等課內探究一、1.【實驗21】鋁片表面產生氣泡并溶解發(fā)熱溫度升高該反應為放熱反應(1)2Al+6HCl2AlCl3+3H2(2)鋁片表面產生氣泡并溶解,溫度計溫度指數(shù)升高。(3)用手觸摸或用溫度計測量。(4)用手觸摸感知時不宜太早(放熱不夠)也不宜太晚(散熱太多),用溫度計測量時要記錄最高溫度。2.Ba(OH)28H2O+2NH4ClBaCl2+2NH3+10H2O二、1.1 mol水2.(1)環(huán)形玻璃攪拌棒(2)減少熱量的散失(3)偏小(4)不相等相等中和熱是指生成1 mol水時所釋放的熱量3.(1)攪拌或傾倒時不要有溶液損失。(2)準確讀取混合液的最高溫度值。(3)溶液濃度不能太高或太低。4.HNO3+NaOHNaNO3+H2OH+OH-H2OHCl+NaOHNaCl+H2OH+OH-H2OHCl+KOHKCl+H2OH+OH-H2O三、1.柴草2.化石能源3.多能源結構【例1】解析:鋁質輕,燃燒時放熱多,在地殼中是含量最大的金屬元素,鋁礦資源豐富,這些都是用鋁作為新型燃料的有利條件,但是電冶鋁本身需要消耗大量的能量,從這一點考慮,如果沒有開發(fā)出新的冶煉金屬鋁的技術,則用鋁作為新能源的做法是不合理的。所以D說法錯誤。答案:D【例2】解析:(1)溶劑是能夠溶解其他物質的物質,溶劑與溶質間沒有固定的組成,而CH4H2O的組成固定,故A不正確。CH4中含C、H兩種元素,H2O中含H、O兩種元素,故CH4H2O由C、H、O三種元素組成,B正確。CH4H2O分子中CH4與H2O的物質的量之比為11,則C不正確。CH4H2O可燃是由于分解產生CH4的原因,故D不正確。(2)新能源是指以新技術為基礎,系統(tǒng)開發(fā)利用的能源包括太陽能、生物能、風能、地熱能、氫能源等。答案:(1)B(2)太陽能、潮汐能、水能、風能、核能、地熱、氫能源等隨堂檢測1.D2.B3.A4.D5.D6.B7.解析:燃燒反應均屬于放熱反應,舊鍵斷裂吸收的能量一定小于新鍵形成釋放的能量。答案:D8.C- 配套講稿:
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- 關 鍵 詞:
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