整合必修二 2-1 第一节 化学能与热能学案第二课时 精

第二章化学反应与能量第一节化学能与热能【学习目标】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．通过生产、生活中的实例了解化学能与热能的相互转化3．理解中和热的概念，学会定性和定量的研究化学反应中热量变化的科学方法2．拓宽学生的科学视野，使学生建立正确的能量观，提高节能意识。

【学习重点】化学能与热能之间的内在联系以及化学能与热能的相互转化第2课时化学能与热能的相互转化基础知识]一、两条基本的自然定律1. 质量守恒定律：自然界的物质发生化学变化时，不变。

2. 能量守恒定律：一种形式的能量可以转化为另一种形式的能量，但体系包含的____不变。

【思考与交流】举例说明物质在发生化学变化的同时还伴随着能量变化。

二、化学能与热能的相互转化1. 感受化学反应中能量变化【科学探究】（2）氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应（3）酸碱中和反应的能量变化在50 mL 烧杯中加入20 mL 2 mol/L 的盐酸，测其温度，另用量筒量取20 mL 2 mol/LNaOH 溶液，测其温度，并缓慢地倒入烧杯中，边加边用玻棒搅拌，观察反应中溶液温度的变化过程，并做好记录。

结论：中和反应是 反应。

【思考与交流】放热反应在常温下就一定很容易反应吗？需要加热方能进行的反应一定是吸热反应吗？吸热反应一定需要加热才能进行吗？请举例说明。

2. 中和热（1）定义：酸和碱发生中和反应生成 时所释放的热量叫中和热。

（2）中和热的测定①实验用品：大烧杯（500 mL ）、小烧杯（100 mL ）、温度计、2个量筒（50 mL ）、泡沫塑料或硬纸条、泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个小孔）、环形玻璃搅拌棒。

0.50 mol·L -1盐酸、0.55 mol·L -1氢氧化钠溶液。

②反应原理：H +(aq)＋OH －(aq)==H 2O(l)实验中通过酸碱中和反应，测得反应过程中所放出的热量即可计算中和热。

50 mL 0.50 mol·L -1盐酸与50 mL 0.55 mol·L -1 NaOH 溶液发生中和反应时放出的热量为 (m 1＋m 2)·c ·(t 2－t 1)＝0.418×(t 2－t 1) kJ 。

生成 1 mol H 2O 时放出的热量即中和热为0.418×(t 2－t 1) kJ0.025 mol。

③实验步骤a. 在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。

然后在大、小烧杯之间填满碎泡沫塑料（或纸条），大烧杯上用泡沫塑料 （或硬纸板）作盖板， 在板中间开两个小孔，正好使温度计和玻璃搅拌棒通过，以达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的，如右图所示，该实验也可在保温杯中进行。

b. 用一个量筒取 50 mL 0.50 mol·L -1盐酸，倒入小杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下表。

然后把温度计上的酸用水冲洗干净。

c. 用另一个量筒量取50 mL 0.55 mol·L -1 NaOH 溶液，并用温度计测量 NaOH 溶液的温度，计入下表。

d. 把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯中的盐酸中，并把量筒中的 NaOH 溶液一次倒入（注意不要洒在外面），用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读出混合溶液的最高温度，作e. 重复实验两次， 取测量所得数据的平均值作为计算依据。

④注意事项a. 酸碱溶液应当用强酸、强碱的稀溶液 (0.1 mol·L -1～0.5 mol·L -1)。

b. 测定中和热不能用浓酸或浓碱，因浓酸或浓碱溶于水一般都要放热。

c. 测定中和热时不能用弱酸或弱碱，它们电离时要吸收一部分热量。

d. 实验中所用的盐酸和氢氧化钠溶液配好后要充分冷却至室温，才能使用。

e. 操作时动作要快，尽量减少热量的散失。

典例导析【例1 】在一个小烧杯里，加入20 g Ba(OH)2·8H2O粉末，将小烧杯放在事先已滴有4～5滴水的玻璃片上。

然后加入10 g NH4Cl晶体，并用玻璃棒迅速搅拌。

回答下列问题：（1）实验中玻璃棒的作用是。

（2）反应方程式是，该反应属于（填反应类型）。

（3）实验中观察到的现象有；反应混合物呈糊状的原因是。

（4）通过现象，说明该反应为热反应，这是由于反应物的总能量生成物的总能量。

【例2 】根据中和热的测定实验填空。

取0.55 mol/L的NaOH溶液50 mL与0.5 mol/L的盐酸50 mL置于如图所示的装置中进行反应和测定中和反应的反应热。

（1）该装置的名称是，装置中缺少的一种仪器是_______________，装置中还存在的错误有________________________，这种错误会造成最高温度读数_______（填“增大”“减小”或“无影响”）。

（2）大烧杯杯口若不盖硬纸板，测得的中和热的数值将________（填“偏大”“偏小” 或“无影响”）。

（3）假定0.5 mol/L的盐酸和0.55 mol/L的NaOH溶液的密度都是1 g/cm3，反应前的温度为18 ℃，反应后最高温度为t，则中和热的表达式为。

（4）实验中，若改用60 mL 0.5 mol/L的盐酸进行实验，与上述实验结果相比，则放出的热量（填“增多”“减小”或“相等”），测得的中和热（填“相同”或“不相同”）。

（5）实验中，将盐酸倒入NaOH溶液中，或将NaOH溶液倒入盐酸中，对实验结果__________ （填“有影响”或“无影响”）。

该溶液快速混合好还是慢速混合好？理由是：________________________________________________________。

课堂巩固1. 国家游泳中心“水立方”由3000多个半透明的气枕组成（如图所示），照明节能可达60 %以上，在温控方面，膜结构还能帮助“水立方”节省30 %的电力，这正符合奥运会“绿色、环保”的理念。

下列关于能量变化的说法中正确的是（）A. 伴有能量变化的物质变化都是化学变化B. 物质发生化学变化时都伴随着能量变化C. 需要加热才能发生的反应都是吸热反应D. 放热反应不需加热就一定能发生2. 下列关于能量转化的认识中不正确．．．的是（）A. 电解水生成氢气和氧气时，电能转化为化学能B. 绿色植物进行光合作用时，太阳能转化为化学能C. 煤燃烧时，化学能主要转化为热能D. 白炽灯工作时，电能全部转化为光能3. 1.50 L 1.00 mol·L-1 H2SO4溶液与2.00 L 1.00 mol·L -1 NaOH溶液完全反应，放出114.6kJ热量，则可推算出该条件下酸与碱反应的中和热为（）A. 57.3 kJ·mol-1B. 114.9 kJ·mol-1C. 171.9 kJ·mol-1D. 229.2 kJ·mol-14. 现在电视上有一“自热米饭”的广告播的很火，它介绍在使用时，将一无色液体加入到一白色固体中，放上装米饭的盒子，过几分钟米饭就热气腾腾，可以食用了，非常方便。

请你推测其白色固体和无色液体可能是如下哪个组合（）A. 硝酸铵和水B. 浓硫酸和水C. 氧化钙和水D. 固体酒精和水5. 将V1 mL 1.00 mol·L-1HCl溶液和V2 mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图所示(实验中始终保持V1+V2=50)。

下列叙述正确的是( )A.做该实验时环境温度为22 ℃B.该实验表明化学能可以转化为热能C.NaOH溶液的浓度约是1.00 mol·L-1D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应晨记关键知识点1.常见的放热反应：①金属和水或酸的反应；②金属氧化物和水或酸的反应；③可燃物的燃烧反应及缓慢氧化；④酸和碱的中和反应；⑤大部分化合反应。

2.常见的吸热反应：①大部分分解反应；②以碳、CO、H2为还原剂的氧化还原反应；③Ba(OH)2·8H2O 和NH4Cl反应。

3.有些放热反应常温下不能进行，只有在加热条件下才能反应，如碳的燃烧；有些吸热反应，在常温下就能进行，如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应，因此不能根据反应条件判断一个反应是放热反应还是吸热反应。

4.NaOH固体溶于水、水蒸气转化为液态水是放热过程而不是放热反应；NH4NO3固体溶于水、碘的升华、水的蒸发是吸热过程，而不是吸热反应。

答案基础知识（略）典例导析【例1 】(1)由于是固体反应，搅拌可使混合物充分接触并起反应(2)Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl＝BaCl2+2NH3+10H2O 复分解(3)玻璃片上结冰而与小烧杯粘结在一起有少许刺激气味反应发生时有水生成(4)结冰(粘结) 吸小于【例2 】（1）量热计；环形玻璃搅拌棒；大烧杯杯口与小烧杯杯口没有相平、两烧杯之间没有塞满碎泡沫或碎纸条；减小（2）偏小（3）（4）增多；相同（5）无影响；快速；因为慢速混合导致较多热量散失课堂巩固1、B2、D3、A4、C5、B。