高中化学鲁科版有机化学基础第一章有机化合物的结构与性质烃 《化学能与热能》导学案

《化学能与热能》导学案化学键在化学反应中能量变化的关系【本课时学习目标(导)】1．知道化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因；2.知道反应物与生成物总能量的相对高低是反应过程中能量变化的决定因素【自主思考(思)】阅读课本P32正文第一段，完成下列内容：1.化学反应中能量变化的原因——微观角度(1)化学反应的实质化学反应的过程就是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程。(2)化学反应中的能量变化①原因②实例断裂1mol键③吸收436kJ能量；形成1mol键④放出436kJ能量。断裂4mol键⑤吸收1660kJ能量；形成1mol键⑥放出415kJ能量。结论:化学反应中能量变化的主要原因是⑦化学键的断裂和形成。阅读课本P32正文第二、三段以及P33图2-1，完成下列内容：2.化学反应中能量变化的决定因素——宏观角度结论:化学反应中的能量变化取决于⑩反应物总能量与生成物总能量的相对大小。【小组合作学习(议、展)】1.试从化学键的角度阐释化学反应中是否一定有能量的变化？为什么？答：是。化学反应的过程是旧化学键断裂和新化学键形成的过程，旧化学键断裂需要吸收能量，新化学键形成则释放能量，这两个过程吸收和释放的能量不相等，因此化学反应过程一定有能量的变化。2.从化学键角度如何理解吸热和放热反应？从总能量的角度如何判断放热与吸热反应？答：旧键断裂要吸收能量，新键生成要释放能量，当旧键断裂吸收的能量大于新键生成释放的能量时，反应为吸热反应，反之则为放热反应；确定一个的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量，取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小，若E总(反应物)>E总(生成物)，则放出能量，若E总(反应物)<E总(生成物)，则吸收能量。(能量主要以热能表现)3.常温常压下，断开1molH-H键变成H原子要吸收436KJ的热量；断开1molC-H键要吸收415KJ的能量，那么断开1molCH4中的所有C-H键要吸收1660KJ的能量。H2和CH4谁更活泼？答：H2比CH4更活泼4.物质的能量(即物质所储存的化学能)与其化学活性(即化学性质稳定/活泼)的关系？答：一种物质(如Cl2)内部贮存的化学能越多，使其化学键断裂需要的能量就越少，则断键(如断裂Cl-Cl键)就越容易，则这种物质就越活泼。即物质能量越高这种物质越活泼，反之则结论相反。5.如下图所示，A图表示放热反应，B图表示吸热反应。试分析abc表示的含义？abc A图B图【课堂训练(检)】探究:定量分析反应中能量的变化1、判断1molA2分子与2molA原子的能量大小？答：1molA2分子断键变成2molA时要吸收能量，则2molA的能量更大。2、若已知反应:A2+B22AB放出akJ能量，则反应:2ABA2+B2的能量变化情况如何？答：吸收akJ能量3、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(C)A．该反应过程吸收能量B．断裂1molA－A键和1molB－B键可放出xkJ能量C．断裂2molA－B键需要吸收ykJ能量D．2molAB的总能量高于1molA2和1molB2的总能量4、已知H—H键、Cl—Cl键和H—Cl键的键能分别为436kJ·mol-1、243kJ·mol-1和431kJ·mol-1，由此可知，由1molCl2和1molH2生成2molHCl的反应过程中(A)。A.放热183kJ B.放热kJC.吸热183kJ D.吸热kJ【课后练习(练)】1.下列过程一定吸收能量的是(C)。A.化合反应B.氧化反应C.分子拆成原子 D.原子组成分子2、下列对化学反应认识中错误的是(D)A.会引起化学键的变化B.会产生新的物质C.必然伴随能量的变化D.必然引起物质状态的变化3、下列叙述错误的是(C)A.钠与氯气反应生成食盐后，其结构的稳定性增强，体系的能量降低B.化学反应中，反应物的总能量与生成物的总能量必定不相等C.当反应物的总能量低于生成物的总能量时，反应释放能量D.当断键吸收的能量大于成键释放的能量时，该反应吸收能量4、对于放热反应:2H2+O22H2O，下列说法中正确的是(B)。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、已知反应：X+Y=M+N为放热反应，下列说法中正确的是(B)的能量一定高于M和Y的总能量一定高于M和N的总能量C.因为该反应是放热反应，故不必加热反应就一定能发生D.能量守恒是指X和Y的总能量之和等于M和N的总能量之和6、已知:断裂1molH—F键、1molF—F键、1molH—H键所需能量分别为565kJ、154kJ、436kJ。请回答下列问题:(1)由H2(g)和F2(g)反应生成HF(g)，每生成10gHF(g)，断裂旧化学键所需能量为kJ。

(2)上述反应中每生成1molHF(g)放出(填“吸收”或“放出”)的热量为270kJ。

7、已知1g氢气完全燃烧生成水蒸气时放出热量121kJ，且氧气中1molO=O键完全断裂时吸收热量496kJ，水蒸气中1molH—O键形成时放出热量463kJ，则氢气中1molH—H键断裂时吸收的热量为436kJ化学能与热能的相互转化【本课时学习目标(导)】1．通过实验认识化学能可以转化为热能。；2.认识常见的吸热反应和放热反应；3.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4.树立能量守恒的化学思想。【自主思考(思)】1.两个基本的自然定律——质量守恒定律和能量守恒定律(1)质量守恒定律:自然界中的物质发生转化时①总质量保持不变(2)能量守恒定律:不同形式的能量发生转换时②总能量保持不变。化学能是能量的一种形式，可以转化为③热能和④电能等。

2.吸热反应和放热反应化学能转化为热能时，化学反应通常可分为⑤吸热反应和⑥放热反应。当反应物的总能量大于生成物的总能量时，该反应是⑦放热反应，当反应物的总能量小于生成物的总能量时，该反应是⑧吸热反应。3.实验探究，(1)铝和稀盐酸反应实验现象有⑨气体产生；用温度计测量，其水银柱⑩上升离子方程式⑪2Al+6H+=2Al3++3H2↑实验结论该反应是⑫放热反应(2)氢氧化钡晶体与氯化铵反应实验现象闻到⑬刺激性气味，烧杯壁⑭变冷，玻璃片和烧杯⑮粘在一起，混合物呈⑯糊状化学方程式eq\o\ac(○,17)Ba(OH)2▪8H2O+2NH4Cl==BaCl2+2NH3↑+10H2O实验结论该反应是eq\o\ac(○,18)吸热反应(3)盐酸与氢氧化钠反应实验现象混合后溶液比原两种溶液的温度高离子方程式eq\o\ac(○,19)H++OH-=H2O实验结论该反应是eq\o\ac(○,20)放热反应4、人类利用能源包含哪三个阶段？答：柴草时期，化石能源时期，多能源结构时期。【小组合作学习(议、展)】1、一个化学反应的能量变化是不是全部都表现为热量的变化？请举例说明。答：不是。比如镁条燃烧不仅放热还会发光，即除了热能还有光能的转化。2.化学反应中有许多反应需要加热才能进行，是不是需要加热才能进行的反应一定是吸热反应？答：不一定；判断某反应是吸热反应还是放热反应，不能通过反应的条件(是否需要加热)来判断，需要加热才能进行的反应也有可能是放热反应，如铝热反应、燃烧反应等。3.水结冰是否属于放热反应？为什么？答：不是，属于物理变化，不属于化学反应。【教师讲解(评)】常见的放热反应：①燃烧反应②中和反应③物质的缓慢氧化④金属与水或酸反应⑤大多数化合反应⑥铝热反应常见的吸热反应：①氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应(常温进行)②大多数分解反应③部分以碳或氢气还原剂的氧化还原反应【课堂训练(检)】1.化学反应中通常伴随着能量的变化，下列说法中错误的是(B)。A.煤燃烧时将部分化学能转化为热能B.光合作用时将光能转化为电能C.火药爆炸时将部分化学能转化为动能D.镁条燃烧时将部分化学能转化为光能2.下列反应属于放热反应的是(D)。A.氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的反应B.能量变化如下图所示的反应C.化学键断裂吸收的热量比化学键生成放出的热量多的反应D.燃烧反应和中和反应3.化学反应中的能量变化，通常表现为热量的变化，如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应要吸收热量，在化学上叫作吸热反应。其原因是(D)A.反应物NH4Cl所具有的能量比较低B.反应物Ba(OH)2·8H2O所具有的能量比较低C.反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量D.反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量低4.人类对于能源的利用大致分为三个时期：柴草时期、化石能源时期、多能源结构时期。以下说法正确的是(C)A、原始社会人类学会了利用火，他们以天然气取暖，吃熟食，从事生产活动B、目前我国广大农村生活使用的能源都是化石燃料C、多能源结构时期指的是新能源时期，包括核能、太阳能、氢能等D、化石燃料的燃烧没有污染5.下列反应中一定属于放热反应的是①②③⑥(填序号)。

①H2SO4与Ba(OH)2溶液反应②Mg与CH3COOH溶液反应③燃烧反应④复分解反应⑤C与CO2反应⑥Na2O2与水反应⑦胆矾受热分解【课后练习(练)】1、下列变化中，吸收热量但不属于吸热反应的是(A)A、干冰升华B、生石灰和水反应C、氢气还原氧化铜D、浓硫酸稀释2、能源分类相关图如右图所示，下列四组选项中，全部符合图中阴影部分的能源是(C) A、煤炭、石油、沼气B、水能、生物能、天然气C、太阳能、风能、潮汐能D、地热能、海洋能、核能3、在相同温度和压强下，将等质量的硫分别在足量的纯氧气、空气中燃烧，设前者放出的热量为Q1，后者放出的热量为Q2，则Q1和Q2的相对大小判断正确的是(C)A．Q1＝Q2 B．Q1>Q2C．Q1<Q2 D．无法判断4、下列说法正确的是(A)A、化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化B、放热反应不需要加热即可发生C、需要加热才能发生的化学反应都是吸热反应D、1mol硫酸与足量氢氧化钠发生反应所释放的热量称为中和热5、下列叙述错误的是(C)A.钠与氯气反应生成食盐后，其结构的稳定性增强，体系的能量降低B.化学反应中，反应物的总能量与生成物的总能量必定不相等C.当反应物的总能量低于生成物的总能量时，反应释放能量D.当断键吸收的能量大于成键释放的能量时，该反应吸收能量6、某反应过程中体系的能量变化如图所示，下列说法错误的是(D)A、反应过程可表示为→→