基礎課時8化學反應與熱能學習目標1.認識物質具有能量,知道化學反應可以實現化學能與熱能的轉化,認識吸熱反應和放熱反應。2.能用化學鍵解釋某些吸熱反應和放熱反應。3.認識燃料的燃燒效率、保護環境、開發清潔燃料的必要性和重要性。一、吸熱反應和放熱反應(一)知識梳理1.實驗探究——化學反應中的能量變化實驗操作實驗現象①看到有氣泡產生②用手觸摸反應后的試管,手感到熱③溫度計指示反應溫度升高①聞到刺激性氣味氣體②用手摸燒杯底部有冰涼感覺③用手拿起燒杯,玻璃片黏結到燒杯的底部④燒杯內反應物成糊狀反應方程式實驗結論該反應熱量

該反應熱量

化學反應中總會伴隨著能量變化,通常主要表現為的變化,有的釋放熱量,有的吸收熱量

2.放熱反應和吸熱反應(1)放熱反應:熱量的化學反應。

(2)吸熱反應:熱量的化學反應。

(二)互動探究氫氣、天然氣等燃燒放出熱量;而濃硫酸、NaOH固體等溶于水放熱,NH4NO3、KNO3、NH4Cl等固體溶于水吸熱。適合外出旅游時使用的“即熱快餐”,其外層分別包裝了兩種互不接觸的化學物質,使用時將兩種物質接觸并反應,對食物進行加熱。【問題討論】問題1放出(吸收)熱量的變化一定是放熱(吸熱)反應嗎?

問題2吸熱反應一定需要加熱才能發生嗎?放熱反應不需要加熱就能發生嗎?

問題3吸熱反應和放熱反應都用到酒精燈加熱,怎樣判斷該反應是吸熱反應還是放熱反應?放熱反應加熱的目的是什么?

問題4下列幾組物質:生石灰和水、濃硫酸和水、食鹽和水、硝酸銨和水,其中最適合用于“即熱快餐”加熱的是哪種?

【探究歸納】常見的放熱反應和吸熱反應歸類1.下列反應放出熱量的是()A.氫氧化鋇與氯化銨的反應B.鹽酸與碳酸氫鈉的反應C.灼熱的炭與二氧化碳的反應D.鎂條與稀鹽酸的反應2.下列反應不一定屬于放熱反應的是()A.燃燒反應B.H2SO4與Ba(OH)2溶液的反應C.鐵與鹽酸的反應D.復分解反應二、化學反應中能量變化的原因化學反應中熱能的利用(一)知識梳理1.化學反應中能量變化的原因(1)從化學鍵變化的角度理解能量變化的原因(微觀探析)①圖示②示例說明:H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)的反應過程如圖所示:根據上圖計算1molH2和1molCl2斷鍵吸收的總能量為kJ,形成2molHCl共釋放kJ能量,斷鍵吸收的總能量成鍵釋放的總能量,因此該反應為反應。

(2)從反應物及生成物總能量高低理解能量變化的原因(宏觀辨識)①原因:物質的組成、結構與不同,所具有的能量不同。因此,一個化學反應的能量變化取決于和的相對大小。

②圖示:放熱反應吸熱反應化學能轉化為

熱能轉化為化學能被生成物“儲存”2.化學反應中熱能的利用(1)化石燃料現階段人類獲取熱能的主要途徑是;

使用最多的常規能源是。

(2)化石燃料獲取能量面臨的問題①儲量有限,短期內不可再生。②影響環境:煤、石油產品燃燒排放的、

、、等是大氣污染物的主要來源。

(3)節能減排的措施①燃料燃燒階段提高燃料的燃燒效率。通過改進鍋爐的爐型和燃料空氣比、清理積灰等方法提高燃料的燃燒效率。②能量利用階段提高能源的利用率。如使用節能燈,發電廠、鋼鐵廠余熱與城市供熱聯產等。③開發使用新能源,目前人們比較關注的新能源有、風能、地熱能、海洋能和等。

(二)歸納總結1.放熱反應與吸熱反應的比較放熱反應吸熱反應含義釋放熱量的化學反應吸收熱量的化學反應與能量大小的關系反應物具有的總能量大于生成物具有的總能量反應物具有的總能量小于生成物具有的總能量與化學鍵強弱的關系生成物分子成鍵時釋放的總能量大于反應物分子斷鍵時吸收的總能量生成物分子成鍵時釋放的總能量小于反應物分子斷鍵時吸收的總能量反應過程能量變化圖示2.判斷放熱反應和吸熱反應的“四方法”依據反應條件判斷通常需要持續加熱的反應為吸熱反應依據能量變化圖像判斷(宏觀角度)反應物的總能量高于生成物的總能量,則反應為放熱反應;反之,則為吸熱反應依據斷鍵和成鍵所吸收和釋放的能量數據判斷(微觀角度)如果舊鍵斷裂吸收的能量大于新鍵形成釋放的能量,則為吸熱反應;反之,為放熱反應經驗判斷法根據常見的放熱反應、吸熱反應的類型判斷3.能量計算易錯點(1)舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形成是同時進行的,缺少任何一個過程都不是化學變化。(2)互為可逆反應的正反應和逆反應的能量變化恰好相反。(3)注意計算共價化合物中的共價鍵數目,如1molNH3中含有3molN—H鍵,1molH2O2中含有2molH—O鍵和1molO—O鍵,1molP4(白磷,正四面體結構)中含有6molP—P鍵。(4)計算時要注意化學計量數與共價鍵總數的關系,不能按1mol計算,要根據實際配平的化學方程式計算反應物或生成物的總能量。1.風力發電是一種綠色能源利用形式。下列有關風力發電的敘述不正確的是()A.可節約大量煤、天然氣、石油等燃料B.有效減少二氧化碳,控制溫室效應C.風能是一種清潔的環保型能源D.風力發電是化學能轉變為電能2.下列圖示變化為吸熱反應的是()3.根據下列信息判斷氫氣燃燒生成水時的熱量變化,其中一定正確的是()A.H2O分解為H2與O2時放出熱量B.生成1molH2O時吸收熱量245kJC.甲、乙、丙中物質所具有的總能量大小關系為乙>甲>丙D.氫氣和氧氣的總能量小于水的能量4.已知某化學反應A2(g)+2B2(g)===2AB2(g)(A2、B2、AB2的結構式分別為A==A、B—B、B—A—B),反應過程中的能量變化如圖所示,下列有關敘述正確的是()A.該反應的進行一定需要加熱或點燃B.該反應若生成2molAB2(g),則放出的熱量為(E1-E2)kJC.該反應斷開反應物中化學鍵吸收的總能量小于形成生成物中化學鍵釋放的總能量D.生成4molB—A放出E2kJ能量:基礎課時8化學反應與熱能一、(一)1.Mg+2HClMgCl2+H2↑Ba(OH)2·8H2O+2NH4ClBaCl2+2NH3↑+10H2O放出吸收熱能2.(1)釋放(2)吸收(二)問題1不一定。吸、放熱反應都屬于化學反應,而濃H2SO4、NaOH固體等溶于水放熱,NH4NO3、KNO3、NH4Cl等固體溶于水吸熱,以上變化過程均為物理變化,不是放、吸熱反應。問題2不一定,吸、放熱反應與反應是否需要加熱等條件沒有直接聯系,如NH4Cl晶體與Ba(OH)2·8H2O晶體常溫下的反應為吸熱反應。放熱反應可能需要加熱,如碳的燃燒,需要加熱引發反應。問題3持續用酒精燈加熱,撤掉酒精燈反應就停止的反應是吸熱反應;開始用酒精燈加熱,反應開始后,撤去酒精燈仍能繼續反應的是放熱反應。放熱反應加熱的目的一般是引發反應或加快反應速率。問題4生石灰和水。生石灰與水反應放出大量的熱,易使用;濃硫酸溶于水放熱,但濃硫酸具有極強的腐蝕性,不安全;食鹽和水不反應不放熱,食鹽溶于水不能對食物進行加熱;硝酸銨溶于水吸收熱量,不能給食物加熱。對點訓練1.D[氫氧化鋇與氯化銨的反應是吸熱反應;鹽酸與碳酸氫鈉反應生成氯化鈉、二氧化碳和水,是吸熱反應;灼熱的炭與二氧化碳的反應生成一氧化碳,是吸熱反應;鎂條與稀鹽酸的反應生成氯化鎂和氫氣,是放熱反應。]2.D[所有燃燒反應、金屬與酸的反應、中和反應都是放熱反應,復分解反應則不一定是放熱反應。]二、(一)1.(1)①吸收吸熱釋放放熱②吸收吸收釋放679862<放熱(2)①狀態反應物總能量生成物總能量②釋放吸收熱能2.(1)物質的燃燒化石燃料(煤、石油和天然氣)(2)②粉塵SO2NOxCO(3)③太陽能氫能對點訓練1.D[A項,風力發電可以減少熱力發電的需要,從而節約大量煤、天然氣、石油等燃料;B項,風力發電過程中沒有化石燃料的燃燒,且可以減少熱力發電,有效減少二氧化碳,控制溫室效應;C項,風力發電不會對環境造成污染,為清潔能源;D項,風力發電是把風能轉化為電能。]2.A[A項,反應物的總能量小于生成物的總能量,為吸熱反應;B項,反應物N2(g)+3H2(g)的總能量大于生成物2NH3(g)的總能量,為放熱反應;C項,濃硫酸溶于水放熱,不是放熱反應;D項,鋅粉與稀鹽酸發生的置換反應屬于放熱反應。]3.C[根據能量變化可知,1molH2與12molO2斷鍵時吸收685kJ能