《化學能與熱能》教案

第二章化學反應與能量

第一節(jié)化學能與熱能

一、化學鍵與化學反應中能量變化的關系

1化學反應與體系的能量的變化：化學反應過程中伴隨著體系能量的變化,物質(zhì)的化學反應

與體系的能量變化是同時發(fā)生的。

2化學反應中能量變化的本質(zhì)原因：是化學鍵的斷裂與形成。

r斷開反應物中的化學鍵吸收能量]

（1）化學反應過程中?卜能量發(fā)生變化

I形成生成物中的化學鍵一放出能量J

例如：H2（g）+Cl2（g）=2HC1（g）

斷開linolIL分子中的H—II鍵時需要吸收426kJ的熱量

斷開ImolCk分子中的Cl—C1鍵時需要吸收243kJ的熱量

形成2molHCl分子中的H-C1鍵時要釋放2X431kJ的熱量

此反應中：生成物分子形成時釋放的總能量》反應物分子斷裂時吸收的總能量

反應中放出能量==2X431kJ—（436kJ十243kJ）==184.6kJ

（反應中放出能量后，體系的能量降低。）

若反應中：生成物分子形成時釋放的總能量<反應物分子斷裂時吸收的總能量，反應中就

要吸收能量。（反應中吸收能量后，體系的能量升高o）

（2）化學反應完成后的結果是吸收能量還是放出能量：決定于反應物的總能量與生成物的總能

量的相對大小o

二、化學能與熱能的相互轉(zhuǎn)化

1,質(zhì)量守恒和能量守恒定律（兩條基本自然定律）：

（1）質(zhì)量守恒定律：參加反應的各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于生成物的各物質(zhì)的質(zhì)量總和。

（2）能量守恒定律：能量可以互相轉(zhuǎn)化，但是體系包含的總能量不變。

（3）質(zhì)能守恒定律：質(zhì)量與能量是相互聯(lián)系的，公式：E=me2（C：光速）

2.能量的相互轉(zhuǎn)化：水由高處向低處流原電池

勢能?.動能化學能-,電能

降雨電解池

3.化學能與熱能的相互轉(zhuǎn)化物質(zhì)燃燒

化學能――熱能

加熱KC1O,分解

※化學反應中的能量變化通常表現(xiàn)為熱量的變化一一吸熱或放熱（反應熱）。

（1）反應熱：

①定義：化學反應過程中放出或吸收的熱量，通常叫做反應熱。

②符號：ZXH

③單位：kJ?mol-1

④計算：=生成物的總能量一反應物的總能量。

(2)放熱反應:和吸熱反應

①放熱反應：化學反應過程中釋放能量的反應叫放熱反應

②吸熱反應：化學反應過程中吸收能量的反應叫吸熱反應

(3)常見的放熱反應和吸熱反應

☆常見的放熱反應：①所有的燃燒反應

②酸堿中和反應

③大多數(shù)的化合反應

④金屬與酸的反應

⑤生石灰和水反應

☆常見的吸熱反應：①晶體Ba(OH)2?8H2。與NHE1反應

②大多數(shù)的分解反應

③以上、CO、C為還原劑的氧化還原反應

放出熱量：濃硫酸稀釋、氫氧化鈉固體溶解等(強酸、強堿的水化熱大)

※溶解過程｛

吸收熱量：錢鹽溶解等。

三、化學反應中的能量變化與鍵能變化及反應熱的關系：

放熱反應吸熱反應

表現(xiàn)形式△H<0或為“一”△H>0或4H為“+”

生成物的總能量低于生成物的總能量局于

能量變化

反應物的總能量反應物的總能量

鍵能變化生成物總鍵能高于反應物總鍵能生成物總鍵能低于反應物總鍵能

鍵能越大，物質(zhì)能量越一低，越穩(wěn)定；反之

聯(lián)系

鍵能越小，物質(zhì)能量越高，越不穩(wěn)定°

反能量

總

應

能

物

圖

示

量

的△H為“一”

生

總

成△H<0

能

物

量

的

反應過叁

反應熱：二生成物的總能量一反應物的總能量。

AH=反應物的總鍵能一生成物的總鍵能

【隨堂練習】

1、已知化學反應2c(s)+02(g)=2C0(g)、2C0(g)+02=2CO2(g)都是放熱反應據(jù)

此判斷，下列說法不正確的是(其他條件相同)

A、12gC所具有的能量一定高于28gCO所具有的能量----------------------------(A)

B、56gCO和32go2所具有的總能量大于88gCO2所具有的總能量

C、12gC和32go2所具有的總能量大于44gCO2所具有的總能量

D、將一定量的C燃燒、生成CCh比生成C0時放出的熱量多

2、下列說法正確的是-----------------------------------------------(AC)

A、物質(zhì)發(fā)生化學變化都伴隨著能量變化

B、伴有能量變化的物質(zhì)變化都是化學變化

C、在一個確定的化學反應關系中，反應物的總能量與生成物的總能量一定不同

D、在一個確定的化學反應關系中，反應物的總能量總是高于生成物的總能量

3、下列過程中4H小于零的是----------------------------------……----------(A)

A.NCh轉(zhuǎn)化為N2O4B.醋酸的電離

C.硝酸鏤的水解D.氯酸鉀分解制氧氣

4、下列說法正確的是..........................-.......-..................-......(C)

A.需要加熱才能發(fā)生的反應一定是吸熱反應

B.放熱反應在常溫下一定很容易發(fā)生

C.化學反應除了生成新物質(zhì)外，還伴隨著能量的變化

D.imol硫酸與足量氫氧化鈉發(fā)生中和反應生成水所釋放的熱量稱為中和熱。

5.ImolH-H鍵的鍵能是436KJ,Imoll-I鍵的鍵能是151KJ,ImolH-I鍵的健能是299KJ。則

H2(g)+12(g)=2HI(g)的反應是--------------------------------(B)

A.吸熱反應B.放熱反應C.分解反應D.可逆反應

6.指出下列說法的正確的是........................-.............................(AB)

A.生物體內(nèi)進行的緩慢氧化反應是放熱反應。

B.化學鍵斷裂吸收的能量越多，化學鍵越牢固。

C.植物光合作用吸收太陽能，與化學能無關。D.柴草的燃燒與化學能無關。

7.下列反應中屬吸熱反應的是...................-.......-.......................(D)

A.鎂與鹽酸反應放出氫氣B.氫氧化鈉與鹽酸的反應

硫在空氣或氧氣中燃燒與反應

C.D.Ba(OH)2*8H2ONH4cl

8.下列反應既是氧化還原反應，又是放熱反應的是------------------------------------(A)

A.鋁與稀鹽酸的反應B.Ba(OH)2?8H2。與NH4cl的反應

C.灼熱的碳與二氧化碳的反應D.生石灰溶于水

11.面粉廠必須嚴禁煙火的主要原因是------------------------------------------(D)

A.防止火災發(fā)生B.防止污染面粉C.吸煙有害健康

D.面粉顆粒極小，當其擴散在空氣中與空氣充分接觸，一旦引發(fā)反應，極易發(fā)生爆炸

12.已知反應：X+Y==M+N為放熱反應，對該反應的下列說法中正確的是------(B)

A.X的能量一定高于MB.X和Y的總能量一定高于M和N的總能量

C.Y的能量一定高于ND.因為該反應為放熱反應，故不必加熱反應就可發(fā)

第二章第一節(jié)化學能與熱能練習卷

班級姓名坐號

一、選擇題

1.近年來，科學家在海洋中發(fā)現(xiàn)了一種冰狀物質(zhì)一一可燃冰，其有效成分為甲烷。下列說法正

確的是--------……--------------------------------------------------()

①甲烷屬于嫌類②在相同條件下甲烷的密度大于空氣

③甲烷難溶于水④可燃冰是一種極具潛力的能源

A.①②③B.②③④C.①③@D.①②④

2.綠色能源是指使用過程中不排放或排放極少污染物的能源，如一級能源中的水能、地熱、天

然氣等；二級能源中電能、氫能等。下列能源屬于綠色能源的是..................()

①太陽能②風能③石油④煤⑤潮汐能⑥木材

A.①②③B.③④⑤C.④⑤⑥D(zhuǎn).①②⑤

3.已知反應物的總能量高于產(chǎn)物的總能量，則反應是--------------.......-......()

A.放熱反應B.吸熱反應C.有催化劑作用D.無法判斷

4.下列反應中，屬于吸熱反應的是----------------------------------------------()

A.活潑金屬跟酸反應B.制造水煤氣C.酸堿中和反應D.鎂條燃燒

5.為了更好的解決能源問題，人們一方面研究如何提高燃料的燃燒效率，另一方面尋找新能源。

以下做法不能提高燃料效率的是------------------------------------------------()

A煤的汽化與液化B液體燃料呈霧狀噴出

C通入大大過量的空氣D將煤粉粉碎

6.石墨炸彈爆炸時能在方圓幾百米范圍內(nèi)撒下大量石墨纖維，造成輸電線、電廠設備損壞。這

是由于石墨-----------------------------------------------------------------()

A.有放射性B.易燃易爆C.能導電D.有劇毒

7.下列反應既屬于氧化還原反應，又是吸熱反應的是----------------------------()

A.鋁片與稀鹽酸的反應B.Ba(OH)2?8H2O與NH4cl的反應

C.灼熱的炭與CO?的反應D.甲烷在氧氣中的燃燒反應

占燃

2H2他2H2。

8.對于放熱反應，下列說法中正確的是----------------------------()

A.產(chǎn)物H20所具有的總能量高于反應物比和02所具有的總能量

B.反應物比和Ch所具有的總能量高于產(chǎn)物H2O所具有的總能量

C.反應物比和02所具有的總能量等于產(chǎn)物H20所具有的總能量

D.反應物H2和02具有的能量相等

9.“搖搖冰”是一種即冷即用的飲料。吸食時將飲料罐隔離層中的物質(zhì)和水混合后搖動即會制

冷，該化學物質(zhì)是.....................................-..........-........-()

A.氯化鈉B.固體硝酸鍍C.生石灰D.固體氫氟化鈉

10.有三個熱化學方程式:①2H2(g)+02(g)=2H2O(g)+QikJ；

②2H2(g)+02(g)=2H2O⑴+Q2kJ；

③H2(g)+1/2Ch(g)=H2O(g)+Q3kJ;其中Qi、Q2、Q3的大小關系為——()

第7頁

A.Qi=Q2=Q3B.2Q3=Qi<Q2C.Q3<Q2<QiD.Qi<Q2<3Qs

11.在25℃,101kPa下，1mol的白磷(化學式為Pj)完全燃燒放出的熱量比4moi的紅磷(化

學式為P)完全燃燒放出的熱量多。反應方程式分別為：

P4(S)+5O2(g)=P4O10(s);

4P(s)+502(g)=P4O10(S)

由此判斷，下列說法正確的是-------------------------------------------------()

A.由紅磷轉(zhuǎn)化為白磷是吸熱反應，等質(zhì)量時紅磷能量比白磷高

B.由紅磷轉(zhuǎn)化為白磷是放熱反應，等質(zhì)量時紅磷能量比白磷低

C.由紅磷轉(zhuǎn)化為白磷是放熱反應，等質(zhì)量時紅璘能量比白磷高

D.由紅磷轉(zhuǎn)化為白磷是吸熱反應，等質(zhì)量時紅磷能量比白磷低

12.航天飛機用鋁粉與高氯酸鉞(NH4CIO4)的混合物為固體燃料，點燃時鋁粉氧化放熱引發(fā)

氯酸錢反應，其化學方程式可表示為：

2NH4C1O4=N2t+4H2Ot+Cht+202t+Q(該反應為放熱反應)

下列對此反應的敘述中錯誤的是----------------------------------------------()

A.上述反應屬于分解反應

B.上述反應瞬間產(chǎn)生大量高溫氣體推動航天飛機飛行

C.反應從能量變化上說，主要是化學能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎蛣幽?/p>

D.在反應中高氯酸鐵只起氧化劑作用

13.已知中和熱的數(shù)值是57.3kJ.molL下列物質(zhì)反應時,產(chǎn)生57.3kJ熱量的是-----()

A.稀HC1和稀NaOH

B.1.0mobL1HC1和1.0mol-LNaOH

C.500mL2.0mol-L1HC1和500mL2.0mol-LNaOH

11

D.50()mL2.0mol-LH2so4和5(X)mL2.0mol-LBa(OH)2

14.人類對于能源的利用大致可以分為三個時代：柴草能源、化石能源、多能源股代。以下說

法正確的是-------------------------------------------------------------()

A.原始社會人類學會利用火，他們以天然氣取暖，吃熟食，從事生產(chǎn)活動

B.日前我國廣大農(nóng)村生活做飯使用的都是化石原料

C.多能源時代指的是新能源時代，包括核能、太陽能、氫能

D.化石燃料的燃燒沒有污染

一一C（石器）=C（金剛石）口…卜一…,

15.反應是吸熱反應，由此可知---------------------------（）

A.石墨比金剛石更穩(wěn)定B.金剛石和石墨可以相互轉(zhuǎn)化

C.金剛石比石墨更穩(wěn)定D.金剛石和石墨不能相互轉(zhuǎn)化

16.下列說法正確的是-----------------------------------------------------------（）

A.由H原子形成ImolH-H鍵要吸收熱量

B.所有燃燒反應都是放熱反應

C.在稀溶液中，酸與堿發(fā)生中和反應生成1molH?O時所釋放的熱量稱為中和熱

D.凡經(jīng)加熱而發(fā)生的化學反應都是吸熱反應

第8頁

選擇題答案

12345678

910111213141516

二、填空計算題

1.已知反應：2氏+。2=2出0+能量，請?zhí)顚懴铝斜砀裰锌瞻滋幍目偰芰恐?，并注明消耗還

是放出。有關鍵能：H—H：436kJ/mol0—0：496kJ/molH—O：463kJ/mol

拆開化學鍵形成化學鍵能量變化

2molHz中的化學鍵

4molH0鍵4X463kJ—2X436kJ—496kJ=484kJ

1molO2中的化學鍵

2.[8分）1mol氫氣燃燒時約放熱286kJ,而Ikg汽油燃燒時約放熱46000kJ。請回答：

（1）等質(zhì)量的氫氣和汽油相比，哪種可以放出的熱量多？用計算和數(shù)據(jù)加以說明。

（2）氫氣被公認是21世紀替代礦物燃料的理想能源，試簡述氫氣作為能源的三個主要優(yōu)點:

①__________________________________________;②

；③O

3.美國《科學美國人》雜志在1971年7月刊登的“地球的能量資源”一文中提供了如下數(shù)據(jù):

到達地球表面的太陽輻射能的幾條主要去路：

直接反射52,000X109kJ/s

以熱能方式離開地球81,0()0X109kJ/s

水循環(huán)40,000X109kJ/s

大氣流動370X109kJ/s

光合作用40X109kJ/s

請選用以上數(shù)據(jù)計算（寫出計算過程）：

（1）地球?qū)μ柲艿睦寐始s為0

（2）通過光合作用，每年有千焦的太陽能轉(zhuǎn)化為化學能（每年按365天計算）。

（3）設每年由綠色植物通過光合作用（6CO2+6H2O_C6Hl2。6+6。2）為我們生存的環(huán)境除

去二氧化碳的質(zhì)量為A。根據(jù)能量關系列出A的計算式，列式中缺少的數(shù)據(jù)用符號表示。

A=（千克）

所缺少的數(shù)據(jù)的化學含義為O

第9頁

化學2第二章第一節(jié)化學能與熱能練習卷答案

一、選擇題

12345678

CDABCCCB

910111213141516

BBDDCCABBC

二、填空計算題

1.共消耗1368kJ共釋放1852kJ放熱484kJ

2.《1）解：1molHz為2g,則1kg出燃燒放熱為:

286kJXI000gXl/2g=1.43X105kJ>4.6X104kJ,故：燃燒等質(zhì)量的氫氣，比汽油放出的

熱量多。

[2）①來源豐富；②單位質(zhì)量的氫燃燒時發(fā)熱量大；③燃燒后不產(chǎn)生污染（合理回答均給

分）O

3.11）地球?qū)μ柲艿睦寐?[（水循環(huán)吸熱+大氣流動吸熱+光合作用吸熱）/太陽輻

射能]X100%=[（40000+370+40）X109kJ/s]/[（52000+81000+40000+370+40）X109

kJ/s]XI（）0%=23.3%

（2）通過光合作用，每年太陽能轉(zhuǎn)化的化學能為：

365X24X60X60sX40X109kJ/s=1.26XIO18kJ

（3）設每生成1molC6H|2O6（葡萄糖）所吸收的能量為QkJ,貝ij：

6CO2+6H2O?C（,H]2O6+6O2+Q

6X44X1（）-3kgQkJ

A1.26X1018kj

所以A=[（1.26X10,8X6X44）/1000Q]kg（其中Q為每生成1mol葡萄糖所需吸收的能

量）。

第二章第1節(jié)《化學能與熱能》單元練習

（分值：100分：時間：30分鐘c）

一、選擇題（本題共6小題，每題6分，共36分）

1.下列說法不正確的是（）。

①化石燃料在任何條件下都能充分燃燒

②化石燃料在燃燒過程中能產(chǎn)生污染環(huán)境的CO、SO2等有害氣體

③直接燃燒煤不如將煤進行深加工后再燃燒的效果好

④固體煤變?yōu)闅怏w燃料后，燃燒效率更低

A.①④B.②③④C.②③D.①③④

2.吸熱反應一定是（）o

A.釋放能量B.貯存能量

C.反應物總能量高于生成物總能量D.反應物總能量低于生成物總能量

3.能源可分為一級能源和二級能源，自然界中以現(xiàn)成形式提供的能源稱一級能源，需依

靠其他能源的能量間接制取的能源稱為二級能源。據(jù)此判斷，下列敘述正確的是（）

A.天然氣是二級能源B.石油是二級能源

C.電能是一級能源D.水力是一級能源

4.下列反應屬于放熱反應的是（）o

A.氫氣還原氧化銅B.氫氣在氧氣中燃燒

C.氫氧化鉀和硫酸中和D.碳酸鈣高溫分解成氧化鈣和二氧化碳

5.下列反應屬于吸熱反應的是（）o

A.二氧化碳與赤熱的碳反應生成一氧化碳B.葡萄糖在人體內(nèi)氧化分解

C.Ba（OHW8H20與NH4。反應D.鋅粒與稀H2s反應制取H?

6.下列說法不正確的是（）。

A.焦炭在高溫下與水蒸氣的反應是吸熱反應

B.氫氧化鉀與硝酸的反應是放熱反應

C.燃料有足夠的空氣就能充分燃燒

D.化學反應的過程，都可以看成是“貯存”在物質(zhì)內(nèi)部的能量轉(zhuǎn)化為熱能等

而被釋放出來的過程

二、填空題（本題共6小題，每空3分，共64分）

1、一切化學反應除了有質(zhì)量的變化外，還伴隨著的變化，它們分別遵循

定律和定律。能量變化通常主要表現(xiàn)為

的變化，即或者o

第1（）頁

2、既是化學反應過程的本質(zhì)，又是化學反應

中能量變化的主要原因。從能量的角度看，斷開化學鍵要,形成化學鍵

要o一個化學反應是吸收能量（熱量）還是放出能量（熱量），取決

于O

3.不同的物質(zhì)不僅組成不同、結構不同，所包含的也不同。放熱反應的宏

觀表現(xiàn)是，其微觀表現(xiàn)

是O

4.在氫氣與氯氣反應生成氯化氫氣體的反應中，若斷裂ImolH-H鍵要吸收436KJ的

能量，斷裂ImolCl-Cl鍵要吸收243KJ的能量,斷裂ImolH-Cl鍵要吸收432KJ

的能量，則充分燃燒ImolH2的能量變化是。

若AH〈0代表放熱，AH〉0代表吸熱，該化學反應的熱化學方程式

是o

5.有專家指出，如果將燃燒產(chǎn)物如C02、H2O>N2等利用太陽能使