高中化学第二章化学反应与能量第一节化学能与热能学案新人教版必修2.docVIP

PAGE

15-

第二章化学反应与能量

第一节化学能与热能

[激趣导读]《拯救大兵瑞恩》里面有一个美军用燃烧弹烧死坑道中敌兵的镜头,这就是燃烧弹在现代坑道战、堑壕战中的作用之一。由于汽油密度较小,发热热量高,所以广泛用做燃料弹原料。加入能与汽油结合成胶状物的黏合剂,就制成了凝固汽油弹。为了攻击水中目标,有的还在汽油弹里添加活泼的碱金属和碱土金属,为了对付装甲坦克,还用铝粉和氧化铁制成了燃烧弹,燃烧弹为什么具有如此威力呢？化学能与热能之间存在着什么关系呢？就让我们在这一节中一起探讨吧！

[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。

2．知道一个化学反应是吸收能量还是放出能量,决定于反应物的总能量与生成物的总能量。

3．通过实例和实验,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、生活中的重大意义。

课时化学能与热能

一、化学键与化学反应中能量变化的关系

1．化学反应的实质

化学反应的实质是原子(或原子团)的重新组合,即反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成。

2．化学反应中能量变化的原因(微观角度)

(1)物质中的原子(或原子团)之间是通过化学键相结合的。

(2)当物质发生化学反应时,断开反应物中的化学键要吸收能量,而形成生成物中的化学键要放出能量。

(3)化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因。

3．化学反应中能量变化的决定因素(宏观角度)

(1)反应物的总能量大于生成物的总能量,则化学反应释放能量,如图甲所示；

(2)反应物的总能量小于生成物的总能量,则化学反应吸收能量,如图乙所示。

二、化学能与热能的相互转化

1．两条基本的自然定律(两个守恒)：质量守恒定律、能量守恒定律。

2．吸热反应和放热反应

(1)定义

吸热反应：吸收热量的化学反应。

放热反应：放出热量的化学反应。

(2)实验探究

三、中和热

中和热的概念：在稀溶液中酸与碱发生中和反应生成1_mol_H2O时所释放的能量称为中和热。

注：①中和反应都放出热量。

②稀溶液中,强酸与强碱的中和热为定值：57.3_kJ/mol。

③弱酸与弱碱的中和热偏低,因为弱酸或弱碱电离过程会吸热。

四、人类利用能源的三个阶段

1．柴草时期

从火的发现至18世纪产业革命时期,均以树枝杂草为主要能源。

2．化石能源时期

18世纪中期至现代,以煤、石油、天然气为主要能源。

3．多能源结构时期

这是将会出现的能源利用的新时期。可再生能源和清洁能源(绿色能源)将成为新能源的主力军。

探究点一正确理解吸热反应和放热反应

1．放热反应和吸热反应的比较：

E：物质的总能量；Q(吸)：反应物分子断键时吸收的总能量；Q(放)：生成物分子成键时放出的总能量。

2.常见的放热反应和吸热反应：

3．吸热反应和放热反应的判断方法

(1)根据反应物和生成物的总能量的相对大小判断——决定因素。

若反应物的总能量大于生成物的总能量,属于放热反应,否则是吸热反应。

(2)根据化学键破坏或形成时的能量变化判断——用于计算。若破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中化学键所放出的能量,属于放热反应,否则是吸热反应。

(3)根据反应物和生成物的相对稳定性判断。

由不稳定的物质(能量高)生成稳定的物质(能量低)的反应为放热反应,反之为吸热反应。

(4)根据反应条件判断。

凡是持续加热才能进行的反应一般就是吸热反应。

特别注意：化学反应是吸热反应还是放热反应与反应条件无必然的关系。具体如下：

1.需要加热才能进行的反应一定是吸热反应吗？

提示：化学反应表现为吸热或放热,与反应开始时是否需要加热无关,而应通过比较反应过程中吸收与放出能量的多少来确定,也可以通过比较反应物与生成物的总键能大小来确定。放热反应虽然会有能量放出,但有的放热反应需要加热才能进行,通过加热,可以引发放热反应,如C＋O2eq\o(=====,\s\up17(△))CO2为放热反应；绝大多数吸热反应需在加热条件下进行,但也有部分吸热反应不加热也能进行,如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应为吸热反应。

2．有能量变化的过程不是发生吸热反应就是发生放热反应吗？

提示：不能将反应类型(放热反应或吸热反应)与能量变化过程等同起来。化学反应中必然有能量的变化,但发生能量变化的却不一定是化学反应。

如NaOH固体溶于水、水蒸气转化为液态水时放出能量,但以上过程是放热的物理变化过程而不是发生放热反应；NH4NO3固体溶于水、碘升华、水蒸发时吸收能量,但以上过程是吸热的物理变化过程而不是发生吸热反应。

3．做实验时,不管是吸热反应还是放热反应都可能用到酒精灯,怎样根据加热的方法判断该反应是吸热反应还是放热反应？放热反应加热的目的是什么？

提示：持续用酒精灯加热,撤掉酒精灯反应就