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    第06讲 化学反应与热能(教师版)-【精准提分】2020-2021学年高一化学必修第二册同步培优(新教材人教版)教案
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    第06讲 化学反应与热能(教师版)-【精准提分】2020-2021学年高一化学必修第二册同步培优(新教材人教版)教案

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    这是一份第06讲 化学反应与热能(教师版)-【精准提分】2020-2021学年高一化学必修第二册同步培优(新教材人教版)教案,共13页。

     

    一、化学反应的本质和特征

    1本质:

    1化学反应的本质是旧化学键的_______和新化学键的_______

    2断开化学键要_______能量,形成化学键要______能量,吸收的能量与释放的能量__________

    2特征:

    1)生成新物质(符合质量守恒定律);

    2)释放能量或吸收能量(符合能量守恒定律)。

    【答案】(1)断裂   形成   2)吸收  放出  不相等

     

    明辨是非

    【答案】××√;  √×√

     

    实验探究

    实验操作

    在一只试管中加入2 mL 2 mol/L 盐酸,并用温度计测量其温度。再向试管中放入用砂纸打磨光亮的镁条

    实验现象

    镁条逐渐溶解,有气泡产生,温度计温度上升,用手触摸试管壁,有温热感

    反应原理

    Mg + 2HCl === MgCl2 + H2

    实验结论

    该反应放出热量

     

    实验操作

    20g Ba(OH)2•8H2O晶体研细后与10g NH4Cl在烧杯中混合,并将烧杯放在滴有几滴水的木片上,用玻璃棒快速搅拌,闻到气味后迅速用玻璃片盖上烧杯,用手触摸烧杯下部,试着用手拿起烧杯

    实验现象

    有刺激性气味气体产生;木片上的水结成冰,与烧杯底粘在了一起;用手触摸杯壁下部,有凉的感觉

    反应原理

    Ba(OH)2·8H2O + 2NH4Cl === BaCl2 + 2NH3+ 10H2O

    实验结论

    该反应吸收热量

     

    二、吸热反应和放热反应

    1吸热反应:吸收热量的化学反应。

    2放热反应:放出热量的化学反应。

     

    三、常见的放热反应与吸热反应

    放热反应

    吸热反应

    大多数化合反应

    所有燃烧反应

    酸碱中和反应

    金属与酸或水的置换反应

    铝热反应

    大多数分解反应

    Ba(OH)2·8H2ONH4Cl反应

    CCOH2为还原剂的氧化还原反应

     

    明辨是非

    【答案】 ××××

     

    【总结1吸热反应和放热反应的对象都是化学变化,物理变化除外

    【总结2一个化学反应是吸热还是放热,与反应条件(是否需要加热)没有必然联系。

     

    • 化学反应的本质与能量变化

    1下列说法正确的是  

    A.物质发生化学变化都伴随着能量变化

    B.任何反应中的能量变化都表现为热量变化

    C.物质变化时若伴有能量变化,则一定是化学变化

    D.没有物质的化学变化,也就没有能量的变化

    答案A

     

    • 吸热反应与放热反应的判断

    2下列是吸热反应的是__________

    水蒸气冷凝     煅烧石灰石     浓硫酸稀释       酸碱发生中和反应    

    生石灰跟水反应生成熟石灰       干冰升华       液氨汽化    

    碳和二氧化碳在高温下反应       氢原子两两结合为氢分子

    答案】②⑧

     

    2-1下列变化中属于吸热反应的是  

    冰融化成水  胆矾受热分解  浓硫酸加水稀释  高锰酸钾分解制取氧气

    生石灰与水反应生成熟石灰   石灰石高温分解  CO2 + C  2CO

    Ba(OH)2·8H2O与固体NH4Cl混合  C + H2O(g)  CO + H2

    A②④⑥⑦⑨ B①②④⑥⑦⑧⑨

    C②③④⑤⑥⑧ D②④⑥⑦⑧⑨

    答案D

     

    2-2把下列物质分别加入盛冷水的锥形瓶内,立即塞紧带U形管的塞子。已知U形管内预先装有少量水且液面相平(为便于观察,预先染成红色),加入下列哪些物质后,发生如图变化(  )

    NaOH粉末;浓硫酸;硝酸铵晶体;过氧化钠固体;生石灰。

    A.①②④⑤ B.①②③ C.②③⑤ D.③④⑤

    答案A

     

    • 吸热反应与放热反应的实验探究

    3在一个小烧杯里,加入约20 g已研磨成粉末的氢氧化钡晶体 [Ba(OH)2·8H2O],将小烧杯放在事先已滴有3 4滴水的木片上,然后向烧杯内加入约10 g NH4Cl晶体,并立即用玻璃棒迅速搅拌,如图所示。

    试回答下列问题:

    1)实验中要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是__________________________________________________

    2)如果实验中没有看到结冰现象,可能的原因是___________________________________________

    ____________________________________________________________________________________________

    ____________________________________________(答出3个或3个以上原因)。

    3)如果没有看到结冰”现象,为说明该反应吸热,我们还可以采取的方式_____________________

    __________________________________

    【答案】1)使反应物迅速混合而充分反应,使温度迅速下降

    2 药品用量太少; Ba(OH)2·8H2O晶体未研成粉末,反应太慢; 没有迅速搅拌;

    环境温度太高; 玻璃片上加水太多等

    3用温度计来检验,发现温度降低等

     

    3为了探究化学反应的热效应,某兴趣小组进行了如下实验:

    1)将纯固体物质分别装入有水的锥形瓶里(发生化学反应),立即塞紧带U形管的塞子,发现U形管内红墨水的液面高度如图所示。

    若如图1所示,发生的反应(假设没有气体生成)是________(填放热吸热)反应,________(填两种物质的化学式)。

    若如图2所示,发生的反应(假设没有气体生成)是________(填放热吸热)反应,以下选项中与其能量变化相同的是________(填序号)。

    ACO还原CuO的反应        BCaCO3的分解反应          CAlFe2O3的反应

    2)如图所示,把试管放入盛有25饱和澄清石灰水的烧杯中,试管中开始放几小块片,再滴入盐酸。试回答下列问题:

    实验中观察到的现象是:镁片逐渐溶解、有大量气泡产生、________________________________

    产生上述现象的原因是____________________________________

    答案1放热    NaNa2OCaO(填两种即可)   吸热    B   

    2饱和澄清石灰水中出现白色浑浊    稀盐酸反应生成H2,且该反应是放热反应,Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低   

     

    从化学键的角度分析化学反应的能量变化

    1键能:断开(形成)1 mol化学键所吸收(放出)的能量叫键能。单位:kJ/mol

    例如,断开(形成)1 mol H-H吸收(放出)的能量为436.0 kJ那么H-H的键能是436.0 kJ/mol

    2化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因

    1吸收能量E1>释放能量E2该反应为吸热反应

    2吸收能量E1<释放能量E2该反应为放热反应

    3实例

    化学键

    HH

    ClCl

    HCl

    键能kJ/mol

    436

    243

    431

    从键能角度分析H2 +Cl2  2HCl 反应体系中能量变化情况

    1 mol H21 mol Cl2反应生成2 mol HCl分子的过程中,           kJ的能量。

    【答案】 吸收;吸收;431431;释放;183

     

    及时小练

    【答案】2 mol H21 mol O2反应生成2 mol H2O分子,放出490 kJ的能量。

     

    从总能量的角度分析化学反应的能量变化

    1一个确定的化学反应完成后的结果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的相对大小。

    1反应物总能量E生成物总能量E该反应为放热反应

    2反应物总能量E生成物总能量E该反应为热反应

     

         

    E ___ E ______ 反应       E ___ E ______ 反应

    【答案】>,放热;<,吸热。

     

    2吸热反应与放热反应的真实能量变化图:

    E E放热反应

    E E吸热反应

     

    资料卡片——能量与稳定性

     

     

    •     能量变化图

    4已知反应A + B === C + D的能量变化如图所示,下列关于此反应的说法不正确的是(  )

    A.是吸热反应

    B.该反应不符合能量守恒定律

    C.生成物的总能量高于反应物的总能量

    D.反应中断开化学键吸收的总能量高于形成化学键放出的总能量

    答案B

     

    4反应A + B C(放热)分两步进行:A + B X(吸热),X C(放热)。下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是(  )

    A

    B

    C

    D

    答案D

     

    •     键能的计算

    5已知部分键能如下表所示,计算下列三个反应中的能量变化情况。

    化学键

    HH

    HN

    N≡N

    OO

    CH

    CO

    HO

    P—P

    P—O

    键能

    kJ/mol

    436

    391

    x

    498

    414

    750

    465

    198

    360

    1CH4 + 2O2  CO2 + 2H2O1 mol CH4完全反应时,_________(填吸收/放出)________ kJ能量。

    2已知N2 + 3H2 2NH3消耗1 mol N2 时放出92 kJ的热量,则上表中x的数值为 ________

    3如下图为白磷(P4)和P4O6的结构,1mol 白磷完全燃烧,________(填吸收/放出)________kJ能量

    【答案】 1)放出,7082946;(3)放出,1638

     

    5NF3是一种温室气体,其存储能量的能力是CO212000 20000倍,在大气中的寿命可长达740年,如表所示是几种化学键的键能:

    化学键

    N≡N

    F—F

    N—F

    键能/kJ·mol-1

    946

    154.8

    283.0

    下列说法中正确的是   

    A.过程N2(g)2N(g)放出能量

    B.过程N(g) + 3F(g) NF3(g)放出能量

    C.反应N2(g)3F2(g) === 2NF3(g)是吸热反应

    DNF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成,仍可能发生化学反应

    答案B

     

    •     能量越低越稳定

    6金刚石和石墨是C元素组成的两种结构不同单质。在100 kPa时,1 mol石墨转化为金刚石,要吸收1.895 kJ的能量。据此判断, 100 kPa时,下列结论正确的是(   

    A1 mol石墨比1 mol金刚石的总能量高

    B.金刚石比石墨稳定

    C.石墨比金刚石稳定

    D1 mol石墨与1 mol金刚石的总能量相等

    【答案】 C

     

    6-1如图表示有关反应的反应过程与能量变化的关系,据此判断下列说法中正确的是(  )

    A.红磷和白磷互为同素异形体

    B磷比磷稳定

    C.白磷转化为红磷是放热反应

    D.白磷比红磷更容易与氧气反应生成P4O10

    【答案】 B

     

    6-225101 kPa下,含1 mol碳原子的石墨完全燃烧生成CO2放出热量393.51 kJ;含1 mol碳原子的金刚石完全燃烧生成CO2放出395.41 kJ的热量。据此判断,下列说法正确的是(  )

    A.由石墨制备金刚石是吸热反应;石墨比金刚石稳定

    B.由石墨制备金刚石是吸热反应;金刚石比石墨稳定

    C.由石墨制备金刚石是放热反应;石墨比金刚石稳定

    D.由石墨制备金刚石是放热反应;金刚石比石墨稳定

    【答案】 A

     

     

    、人类对能源的利用

    1获取热能的途径——物质的燃烧

    1)早期:以树枝杂草为主要能源。

    2)现代:以煤、石油和天然气为主要能源。

    2面临问题

    1短期内不可再生,储量有限

    2煤和石油产品燃烧排放的粉尘、SO2NOxCO造成大气污染

    3解决方法

    1)节能减排

    2)开发利用新能源

     

    明辨是非

    【答案】××√× ×√×

     

    •     能源的利用

    【例7下列叙述不正确的是(   

    A.开发氢能、太阳能、风能、生物质能等新能源是践行低碳生活的有效途径

    B.火力发电是将燃料中的化学能直接转化为电能的过程

    C.利用生物质能就是间接利用太阳能

    D.绿色植物进行光合作用时,将太阳能转化为化学能

    【答案】B

     

    7氢气是未来的理想能源,理由是(   

    ①燃烧放热多 ②燃烧时不污染环境

    ③用于制取H2的水资源丰富 ④密度小,便于运输

    A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②③④

    答案A

     

    1下列说法错误的是  

    A.化学反应放热还是吸热,取决于生成物具有的总能量和反应物具有的总能量的相对大小

    B化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因

    C.需要加热才能发生的化学反应一定是吸热反应

    D.反应物的总能量高于生成物的总能量时,发生放热反应

    答案C

     

    2如图所示,有关化学反应和能量变化的说法正确的是  

    A.图a表示的是吸热反应的能量变化

    B.图b中生成物比反应物稳定

    C.图b可以表示氯化铵固体与氢氧化钡晶体反应的能量变化

    D.图a不需要加热就一定能发生,图b一定需要加热才能发生

    答案C

     

    3“能源分类相关图”如下图所示,四组能源选项中全部符合图中阴影部分的能源是(   

    A.煤炭、石油、潮汐能 B.水能、生物质能、天然气

    C.太阳能、风能、沼气 D.地热能、海洋能、核能

    【答案】C

     

    4科学家已获得了极具理论研究意义的N4分子,其结构为正四面体(如图所示),与白磷分子相似。已知断裂 1 mol NN键吸收193 kJ热量,断裂 1 mol NN键吸收941 kJ热量,则下列说法不正确的是(  )

    AN4N2互为同素异形体

    B1 mol N4气体转化为N2时要放出724 kJ能量

    CN4变成N2是化学变化

    D2 mol N2的能量比1 mol N4的能量高

    答案D

     

    5下列反应中旧化学键断裂吸收的总能量大于新化学键形成放出总能量的是(  )

    A电解水制取H2O2  B甲烷燃烧

    C铝粉与氧化铁粉末反应   D铁与稀盐酸反应

    答案A

     

    6最新报道:科学家首次用X射线激光技术观察到COO在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程示意图如下:

    下列说法正确的是(   

    ACOO生成CO2是吸热反应

    B.在该过程中,CO断键形成CO

    CCOO形成了具有极性共价键的CO2

    D.状态 状态 表示COO2反应的过程

    答案C

     

    7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(  )

    A.该反应是吸热反应

    B.断裂1 mol AA键和1 mol BB键能放出x kJ能量

    C.断裂2 mol AB键需要吸收y kJ的能量

    D2 mol AB的总能量高于1 mol A21 mol B2的总能量

    答案C

     

    8为了探究化学能与热能的转化,某实验小组设计了如下三套实验装置:

    1)上述3个装置中,不能证明“铜与浓硝酸反应是吸热反应还是放热反应”的_________

    2)某同学选用装置进行实验实验前U形管里液面左右相平,在甲试管里加入适量氢氧化钡溶液与稀硫酸,U形管中可观察到的现象是__________________________________,说明该反应属于_______吸热“放热”反应。

    3)为探究固体M溶于水的热效应,选择装置进行实验反应在甲中进行

    M为钠,则实验过程中烧杯中可观察到的现象是______________________________________________

    ______________________________________________

    若观察到烧杯里产生气泡,则说明M溶于水_________________________“一定是放热反应”“一定是吸热反应”或“可能是放热反应”),理由是_________________________________________________

    ______________________________________________

    4)至少有两种实验方法能证明超氧化钾与水的反应(4KO2 + 2H2O === 4KOH + 3O2↑)是放热反应。

    方法①:选择上述装置_________________(填“Ⅰ”、“”或“Ⅲ”)进行实验。

    方法②:取适量超氧化钾粉末用脱脂棉包裹并放在石棉网上,向脱脂棉上滴加几滴蒸馏水,片刻后,若观察到_________________,则说明该反应是放热反应。

    【答案】1III2左端液柱降低,右端液柱升高放热

    3)①产生气泡,反应完毕后,冷却至室温,烧杯里的导管内形成一段液柱;②可能是放热反应有热量放出不一定为化学变化,所以不一定属于放热反应,也可能是反应产生气体。

    4)Ⅰ(或Ⅱ);棉花燃烧

     

     

     

     

     

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        第06讲 化学反应与热能(教师版)-【精准提分】2020-2021学年高一化学必修第二册同步培优(新教材人教版)教案
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