广东省人教版高二化学必修2第二章第1节《化学能与热能》全套教案.docx
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广东省人教版高二化学必修2第二章第1节《化学能与热能》全套教案
人教版高二化学必修2第二章第1节全套教案
教材简析:
知道化学反应中能量变化的主要原因。
根据反应前后物质总能量的相对大小判断化学反应是吸热反应还是放热反应。
课题名称
化学能与热能(1课时)
教师姓名
学生年级
高二
学习目标
1.知道化学反应中能量变化的主要原因。
(重点)2.根据反应前后物质总能量的相对大小判断化学反应是吸热反应还是放热反应。
(重难点)3.了解化学能与热能的相互转化。
4.了解化学能转化为热能在生产、生活中的应用及其对人类文明发展的贡献。
任务评价
1、学生当堂测验、限时练完成度正确率达85%以上,
2、对本章节或本周知识点能够在做题中熟练运用,并在单元检测中合格率80%以上。
教学过程
教学环节
教学活动
评价要点
[自主预习·探新知]
1.化学反应中能量变化的原因——微观角度
(1)化学反应的实质:
原子的重新组合,即反应物中旧化学键的断裂和生成物中新化学键的形成的过程。
(2)化学反应中能量变化的原因
(3)实例
断裂1molH—H键(H—H―→2H)吸收436kJ能量,形成1molH—H键(2H―→H—H)放出436kJ能量;
断裂4molC—H键(CH4―→C+4H)吸收1660kJ能量,形成1molC—H键(C+H―→C—H)放出415kJ能量。
(4)结论:
化学键的断裂和形成是物质在化学反应中发生能量变化的主要原因。
2.化学反应中能量变化的决定因素——宏观角度
化学反应放热
↑
↓
化学反应吸热
结论:
化学反应中的能量变化决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。
3.化学能与热能的相互转化
(1)两个基本的自然规律——“质量守恒”和“能量守恒”
质量守恒定律:
自然界中的物质发生转化时,总质量不变;
能量守恒定律:
不同形式的能量发生转换时,总能量不变。
(2)吸热反应与放热反应
①吸热反应:
吸收热量的化学反应,实现了热能转化为化学能。
②放热反应:
放出热量的化学反应,实现了化学能转化为热能。
(3)化学反应中能量变化的应用:
利用化学能转化为热能进行生活、生产和科研,提供人类生存和发展所需要的能量和动力;利用热能转化为化学能进行化工生产、研制新物质。
【注意】 需要加热才能进行的反应不一定是吸热反应,不需要加热就能进行的反应也不一定是放热反应。
4.能源利用的三阶段
【提醒】 常见新能源有太阳能、氢能、生物质能、地热能、潮汐能、海洋能、风能、水能、核能。
其中太阳能、氢能、生物质能、风能和水能属于可再生能源。
[基础自测]
1.判断对错(对的打“√”,错的打“×”)。
(1)化学键断裂需要吸收能量,化学键形成会放出能量( )
(2)化学反应必然伴随能量变化( )
(3)相同条件下由原子形成1molH—Cl键所放出的能量与断开1molH—Cl键吸收的能量相等( )
(4)吸热反应的进行必须加热,放热反应的进行不用加热( )
(5)煤、石油和天然气都是化石能源( )
(6)柴草燃烧时,化学能全部转化为热能( )
【答案】
(1)√
(2)√ (3)√ (4)× (5)√ (6)×
2.下列反应中,属于放热反应的是________,属于吸热反应的是________(填序号)。
①煅烧石灰石(主要成分是CaCO3)制生石灰(CaO)
②燃烧蜂窝煤取暖 ③炸药爆炸 ④硫酸与氢氧化钾溶液反应 ⑤生石灰与水作用制熟石灰 ⑥食物腐败 ⑦碳与水蒸气反应制得水煤气 ⑧Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl混合反应
【答案】 ②③④⑤⑥ ①⑦⑧
[合作探究·攻重难]
利用化学键进行能量的变化计算
利用化学键的能量变化可粗略计算化学反应过程中的能量变化。
以反应H2+Cl2===2HCl为例:
[问题思考]
(1)断裂1molH—H和1molCl—Cl形成H和Cl,能量有什么变化?
数值为多少?
【提示】 吸收能量。
数值为(436+243)kJ。
(2)H与Cl形成2molH—Cl,能量有什么变化?
数值为多少?
【提示】 放出能量。
数值为2×431kJ。
(3)1molH2与1molCl2生成2molHCl气体,能量有什么变化?
数值为多少?
【提示】 放出能量。
数值为2×431kJ-436kJ-243kJ=183kJ。
(4)原子形成1mol化学键所放出的能量与断开1mol该化学键所吸收的能量有什么关系?
【提示】 相等。
(1)化学键与能量变化的关系:
(2)计算公式:
用Q(吸)表示反应物分子化学键断裂时吸收的总能量,Q(放)表示生成物分子化学键形成时放出的总能量。
公式:
ΔQ=Q(吸)-Q(放)
利用化学键形成和断裂时的能量变化计算化学反应中的能量变化:
ΔQ=Q(吸)-Q(放)
[对点训练]
1.化学反应A2+B2===2AB的能量变化如图所示,则下列说法正确的是( )
【导学号:
43722077】
A.该反应是吸热反应
B.断裂1molA—A键和1molB—B键能放出xkJ能量
C.断裂2molA—B键需要吸收ykJ的能量
D.2molAB的总能量高于1molA2和1molB2的总能量
C [由图示知反应物总能量高于生成物总能量,该反应是放热反应,A、D项错误;断键时吸收能量,B项错误。
]
2.根据下面的信息,判断下列叙述正确的是( )
【导学号:
43722078】
A.氢气跟氧气反应生成水的同时释放能量
B.氢气跟氧气反应生成水的同时吸收能量
C.1molH2跟
molO2反应生成1molH2O一定释放能量245kJ
D.2molH2(g)跟1molO2(g)反应生成2molH2O(g)吸收能量490kJ
A [由题中信息可知,1molH2(g)的共价键断裂吸收能量436kJ,
molO2(g)的共价键断裂吸收能量249kJ,两项共吸收能量685kJ;2molH(g)与1molO(g)形成1molH2O(g)共释放能量930kJ。
在1molH2(g)跟
molO2(g)反应生成1molH2O(g)的过程中,放出的能量比吸收的能量多245kJ,C项中缺少物质的状态,所以释放的能量不一定是245kJ。
]
常见吸热反应与放热反应的实验探究
[问题思考]
(1)
【提示】 气泡 发热 上升 放热
(2)
【提示】 刺激性 发凉 黏结在一起 糊状 吸热
(3)
【提示】 高 H++OH-===H2O 放热
(1)放热反应与吸热反应的比较
类型
比较
放热反应
吸热反应
形成原因
反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量
反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量
与化学
键强弱
的关系
生成物分子成键时释放出的总能量大于反应物分子断裂时吸收的总能量
生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量
反应过
程示意图
【注意】 有的放热反应需要加热才能发生,例如煤的燃烧就是放热反应,但需要加热或点燃引发反应;有的放热反应不需要加热,如磷的自燃。
吸热反应大都需要加热,也有不需加热就能反应的,例如Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应。
(2)常见放热反应和吸热反应
①放热反应
②吸热反应
[对点训练]
3.下列说法正确的是( )
A.Fe与S在加热条件下才能发生反应,所以该反应属于吸热反应
B.HNO3、H2SO4分别与NaOH溶液反应都放出热量
C.分解反应都是吸热反应,化合反应都是放热反应
D.合成氨的反应是放热反应,所以N2与其他物质的反应也是放热反应
B [Fe与S虽然需加热才能发生反应,但反应开始后,停止加热,反应能继续进行,加热只是为了引发反应,所以该反应是放热反应,A错误;中和反应都是放热反应,B正确;分解反应不一定是吸热反应,如H2O2的分解反应就是放热反应,化合反应也不一定是放热反应,如CO2与C的反应就是吸热反应,C错误;与N2反应的物质不同,能量变化也不同,不能根据合成氨反应的能量变化来类推N2与其他物质反应的能量变化,如N2和O2在放电条件下生成NO就是吸热反应,D错误。
]
4.如图表示吸收能量反应的图像是( )
【导学号:
43722079】
C [反应物的能量低于生成物的能量,反应表现为吸热。
]
[当堂达标·固双基]
1.下列说法正确的是( )
A.化学反应未必伴随能量变化
B.放热反应全部不需要加热即可发生
C.需要加热条件的化学反应都是吸热反应
D.化学变化中的能量变化主要是由化学键变化引起的
D [化学反应过程中必然伴随有能量变化,A错误;放热反应与吸热反应与反应条件无关,B、C错误;化学反应可以分为旧键断裂和新键形成两个过程,前者吸热,后者放热,化学反应的吸放热取决于两个过程的热量多少,D正确。
]
2.下列有关能量转换的说法不正确的是( )
【导学号:
43722080】
A.煤燃烧是化学能转化为热能的过程
B.化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能
C.动物体内葡萄糖被氧化成CO2是热能转变成化学能的过程
D.植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变成化学能的过程
C [煤燃烧是将化学能转化为热能的过程,A项正确;化石燃料和植物燃料中的能量均来自太阳能,B项正确;动物体内葡萄糖被氧化生成CO2,是化学能转化为热能的过程,C项错误;植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖,是太阳能转化为化学能的过程,D项正确。
]
3.已知反应X+Y===M+N为吸热反应,下列说法正确的是( )
A.X的能量一定低于M的,Y的能量一定低于N的
B.该反应一定需要加热,反应才能进行
C.破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中的化学键所放出的能量
D.X和Y的总能量低于M和N的总能量
D [由该反应为吸热反应可知,反应物的总能量小于生成物的总能量,即X和Y的总能量低于M和N的总能量。
吸热反应不一定需要加热反应才能进行,如Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应,常温下就可以发生。
破坏化学键所吸收的能量小于形成化学键所放出的能量时,为放热反应。
故A、B、C错误,D正确。
]
4.新能源的开发利用是人类社会可持续发展的重要课题。
下列属于新能源的是( )
A.氢气 B.煤炭
C.天然气D.石油
A [煤炭、天然气、石油为化石能源,不属于新能源。
]
5.已知断裂1mol共价键所需要吸收的能量分别为H—H:
436kJ,I—I:
151kJ,H—I:
299kJ,下列对H2(g)+I2(g)
2HI(g)的反应类型判断错误的是( )
【导学号:
43722081】
A.放出能量的反应B.吸收能量的反应
C.氧化还原反应D.化合反应
B [依题意,断裂1molH—H键和1molI—I键吸收的能量为436kJ+151kJ=587kJ,生成2molH—I键放出的能量为299kJ×2=598kJ,因为598kJ>587kJ,所以,该反应的正反应是放出能量的反应;根据反应式可知该反应是化合反应,也是氧化还原反应。
]
板书设计
教学反思
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