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1、第二章化学反应与能量第二章化学反应与能量第一节化学能与热能第一节化学能与热能情景设疑情景设疑目标定位目标定位“神舟神舟”七号飞船返回时怎样七号飞船返回时怎样“退烧退烧”？“釜底抽薪式退釜底抽薪式退烧烧”烧蚀，就是用一些高分烧蚀，就是用一些高分子材料做飞船的蒙皮，有意识地子材料做飞船的蒙皮，有意识地让它在高温加热时烧掉，将热量让它在高温加热时烧掉，将热量带走，从而达到保存主要结构的带走，从而达到保存主要结构的目的。烧蚀防热是广泛用于载人目的。烧蚀防热是广泛用于载人飞船进入大气层时降温的一种方飞船进入大气层时降温的一种方法，目前，随着技术的发展，烧法，目前，随着技术的发展，烧蚀材料的种类越来越多。
2、蚀材料的种类越来越多。“神舟神舟”七号飞船的热量是怎样产生的呢？七号飞船的热量是怎样产生的呢？(附图下页附图下页)1.知道化学键的断裂知道化学键的断裂与形成是化学反应中与形成是化学反应中能量变化的主要原因。能量变化的主要原因。2知道反应物与生成知道反应物与生成物总能量的相对高低物总能量的相对高低是反应过程中能量变是反应过程中能量变化的决定因素。化的决定因素。3了解化学能与热能了解化学能与热能的相互转化。的相互转化。4了解能量转化在生了解能量转化在生产、生活中的应用。产、生活中的应用。1化学反应的实质化学反应的实质化学反应的实质是化学反应的实质是_，即反应物中即反应物中_的断裂和生成物中的断裂和
3、生成物中_的形成。的形成。原子原子(或原子团或原子团)的重新组合的重新组合旧化学键旧化学键新化学新化学键键2化学反应中能量变化的原因化学反应中能量变化的原因(微观角度微观角度)(1)物质中的原子之间是通过物质中的原子之间是通过_结合的。结合的。(2)断开反应物中的化学键要断开反应物中的化学键要_能量，形成生能量，形成生成物中的化学键要成物中的化学键要_能量。能量。(3)实例实例(25 和和101 kPa的条件下的条件下)化学键化学键吸收吸收放出放出(4)物质在化学反应中发生能量变化的主要原因是物质在化学反应中发生能量变化的主要原因是化学键的化学键的_。断裂和形成断裂和形成3化学反应中能量变化的
4、决定因素化学反应中能量变化的决定因素(宏观角度宏观角度)(1)物质的稳定性与能量的关系物质的稳定性与能量的关系(2)化学反应中能量变化的决定因素化学反应中能量变化的决定因素(用用E表示物质表示物质能量能量)即：即：断裂化学键断裂化学键吸收的能量吸收的能量形成化学键形成化学键放出的能量放出的能量H2Cl2HCl1 mol化化学键学键436 kJ243 kJ431 kJH2Cl2=2HCl共吸收共吸收436 kJ243 kJ679 kJ共放出共放出862 kJ679 kJ862 kJ183 kJ，即反应，即反应放出放出183 kJ热量热量3举例举例化学键变化化学键变化能量变化能量变化拆开拆开1 m
5、ol NN吸收吸收942 kJ折开折开1 mol HH吸收吸收436 kJ形成形成1 mol NH放出放出391 kJ则反应：则反应：N23H2=2NH3的能量变化的能量变化QQ(吸吸)Q(放放)(942 kJ436 kJ3)391 kJ3296 kJ即该过程放出即该过程放出96 kJ热量。热量。特别提醒特别提醒公式中公式中Q(吸吸)表示所有反应物断裂表示所有反应物断裂时所有化学键吸收的能量和，时所有化学键吸收的能量和，Q(放放)表示所有生表示所有生成物形成时所有化学键放出的能量和。成物形成时所有化学键放出的能量和。1已知拆开已知拆开1 mol氢气中的化学键需要消耗氢气中的化学键需要消耗436
6、 kJ能量，拆开能量，拆开1 mol O2分子中的化学键需要消耗分子中的化学键需要消耗496 kJ能量，形成水分子中的能量，形成水分子中的1 mol HO共价键共价键能释放出能释放出463 kJ能量。试说明反应能量。试说明反应2H2O2=2H2O中的能量变化，并将反应中能量变化中的能量变化，并将反应中能量变化的数值标注在如下图所示的坐标系中。的数值标注在如下图所示的坐标系中。1两条基本的自然定律两条基本的自然定律(1)质量守恒定律：自然界的物质发生转化时，质量守恒定律：自然界的物质发生转化时，_不变。不变。(2)能量守恒定律：一种形式的能量可以转化为能量守恒定律：一种形式的能量可以转化为另一种
7、形式的能量，但是体系包含的另一种形式的能量，但是体系包含的_不不变。变。总质量总质量总能量总能量3化学能与热能相互转化的意义化学能与热能相互转化的意义过程过程(1)：提供了人类生存和发展所需要的能量：提供了人类生存和发展所需要的能量和动力。和动力。过程过程(2)：人类进行化工生产、研制新物质不可：人类进行化工生产、研制新物质不可或缺的条件和途径。或缺的条件和途径。4人类利用能源的三个阶段人类利用能源的三个阶段(1)柴草时期柴草时期该时期从火的发现至该时期从火的发现至18世纪产业革命，以树枝世纪产业革命，以树枝杂草为主要能源。杂草为主要能源。(2)化石能源时期化石能源时期从从18世纪中期到现代，
8、以世纪中期到现代，以_为为主要能源。主要能源。(3)多能源结构时期多能源结构时期以可再生能源和清洁能源以可再生能源和清洁能源(_能源能源)为主要能为主要能源，主要源，主要_、生物质能、生物质能等。等。煤、石油、天然气煤、石油、天然气绿色绿色包括太阳能、氢能、核能包括太阳能、氢能、核能特别提醒特别提醒吸热反应和放热反应均是化学反应。吸热反应和放热反应均是化学反应。NaOH固体溶于水、浓固体溶于水、浓H2SO4溶于水，属于放热过溶于水，属于放热过程，不属于放热反应；程，不属于放热反应；NH4NO3固体溶于水、升固体溶于水、升华、蒸发、分子形成原子等属于吸热过程，不属华、蒸发、分子形成原子等属于吸热
9、过程，不属于吸热反应。于吸热反应。CD D规律方法规律方法化学反应都伴随着能量变化，只有化学反应都伴随着能量变化，只有两种情况：一种为吸热反应，一种为放热反应。两种情况：一种为吸热反应，一种为放热反应。某个反应是吸热反应还是放热反应与反应条件无某个反应是吸热反应还是放热反应与反应条件无必然关系。必然关系。1下列反应一定属于放热反应的是下列反应一定属于放热反应的是()硫酸与硫酸与Ba(OH)2溶液混合溶液混合Mg与与CH3COOH溶液的反应溶液的反应燃烧中和反应复分解反应燃烧中和反应复分解反应ABC D全是全是A下表中的数据是破坏下表中的数据是破坏1 mol物质中的化学键所消耗物质中的化学键所消
10、耗的能量：的能量：物质物质Cl2Br2I2HCl HBr HIH2能量能量(kJ)243 193 151 432366298 436根据上述数据回答下列问题：根据上述数据回答下列问题：(1)下列物质本身具有的能量最低的是下列物质本身具有的能量最低的是_。AH2BCl2CBr2 DI2(2)下列氢化物中最稳定的是下列氢化物中最稳定的是_。AHCl BHBrCHIAA(3)X2H2=2HX(X代表代表Cl、Br、I)的反应是吸的反应是吸热反应还是放热反应？热反应还是放热反应？_。(4)相同条件下，相同条件下，X2(X代表代表Cl、Br、I)分别与氢气分别与氢气反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出或
11、吸收反应，当消耗等物质的量的氢气时，放出或吸收的热量最多的是的热量最多的是_。思路点拨：思路点拨：解决此题的关键有以下两点：解决此题的关键有以下两点：(1)键能越大，物质越稳定。键能越大，物质越稳定。(2)化学键变化所吸收或放出的能量即为反应热。化学键变化所吸收或放出的能量即为反应热。放热反应放热反应Cl22氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中，破坏应过程中，破坏1 mol氢气中的化学键消耗的能量氢气中的化学键消耗的能量为为Q1 kJ，破坏，破坏1 mol氯气中的化学键消耗的能量氯气中的化学键消耗的能量为为Q2 kJ，形成，形成1 mol氯化氢中
12、的化学键释放的能氯化氢中的化学键释放的能量为量为Q3 kJ。下列关系式正确的是。下列关系式正确的是()AQ1Q2Q3BQ1Q22Q3CQ1Q2Q3DQ1Q22Q3答案：答案：D热点实验探究热点实验探究Ba(OH)28H2O和和NH4Cl的吸热反的吸热反应应探究探究Ba(OH)28H2O和和NH4Cl的反应应注意以下问的反应应注意以下问题：题：(1)注意药品的用量注意药品的用量因为反应物越多，所吸收的热量越多，温度降低因为反应物越多，所吸收的热量越多，温度降低的越快，所以该反应所用药品的量不能少于教材的越快，所以该反应所用药品的量不能少于教材中提供的药品用量：中提供的药品用量：20 g Ba(O
13、H)28H2O、10 g NH4Cl。(2)注意仪器的选择注意仪器的选择烧杯以选择烧杯以选择100 mL规格的为宜；对于玻璃片规格的为宜；对于玻璃片(或或小木板小木板)应该选择质量轻、面积和烧杯底部吻合应该选择质量轻、面积和烧杯底部吻合(比烧杯底面积稍大比烧杯底面积稍大)的的,最好选用薄的毛玻璃。最好选用薄的毛玻璃。(3)注意正确的操作注意正确的操作玻璃片上铺水要均匀；搅拌要快、要稳。玻璃片上铺水要均匀；搅拌要快、要稳。探究举例探究举例在一个小烧杯里，加入约在一个小烧杯里，加入约20 g已研已研磨成粉末的氢氧化钡晶体磨成粉末的氢氧化钡晶体Ba(OH)28H2O，将，将小烧杯放在事先已滴有小烧杯
14、放在事先已滴有34滴水的玻璃片滴水的玻璃片(或三或三合板合板)上，然后向烧杯内加入约上，然后向烧杯内加入约10 g NH4Cl晶体晶体,并立即用玻璃棒迅速搅拌如图所示。并立即用玻璃棒迅速搅拌如图所示。试回答下列问题：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如果实验中没有看到“结冰结冰”现象，可能的现象，可能的原因是原因是_。(答出答出3个或个或3个以上原因个以上原因)(3)如果没有看到如果没有看到“结冰结冰”现象，为说明该反应现象，为说明该反应吸热，我们还可以采取的方式是吸热，我们还可以采取的方式是_。(答出两答
15、出两种方案种方案)(4)实验中即使不实验中即使不“结冰结冰”，提起烧杯的时候，提起烧杯的时候，发现烧杯与玻璃片也发现烧杯与玻璃片也“粘在一起了粘在一起了”，原因是，原因是_。(5)试用简单的方法说明烧杯与玻璃片之间是因为试用简单的方法说明烧杯与玻璃片之间是因为“结冰结冰”而粘在一起的：而粘在一起的：_。解析：解析：要想证明该反应吸热，不一定要通过要想证明该反应吸热，不一定要通过“结冰结冰”现象，还可以是现象，还可以是“人的感觉人的感觉”、“温温度计度计”等，但是无论通过什么方式，实验成功等，但是无论通过什么方式，实验成功的关键是让反应快速进行，从而在较短的时间的关键是让反应快速进行，从而在较短
16、的时间内使体系温度得到明显的下降。内使体系温度得到明显的下降。通过通过“结冰结冰”现象推断反应吸热时，容易出现现象推断反应吸热时，容易出现一个假象，因为即使在不结冰的情况下，由于一个假象，因为即使在不结冰的情况下，由于水排开了烧杯底部与玻璃片之间的空气，在大水排开了烧杯底部与玻璃片之间的空气，在大气压的作用下，烧杯和玻璃片也可能粘在一起，气压的作用下，烧杯和玻璃片也可能粘在一起，当然这种假象可以通过烧杯和玻璃片之间是否当然这种假象可以通过烧杯和玻璃片之间是否能够发生相对滑动来验证，如果是大气压的作能够发生相对滑动来验证，如果是大气压的作用，它们之间可以发生相对滑动；如果是结冰用，它们之间可以发
17、生相对滑动；如果是结冰的原因，它们之间不能发生相对滑动。的原因，它们之间不能发生相对滑动。答案：答案： (1)使反应物迅速混合而充分反应，使使反应物迅速混合而充分反应，使温度迅速下降温度迅速下降(2)药品用量太少；药品用量太少；Ba(OH)28H2O晶体未研晶体未研成粉末，反应太慢；没有立即迅速搅拌；环成粉末，反应太慢；没有立即迅速搅拌；环境温度太高；玻璃片上加水太多；氢氧化钡境温度太高；玻璃片上加水太多；氢氧化钡晶体失水晶体失水(3)用皮肤感受，感觉很凉；用温度计来检验，用皮肤感受，感觉很凉；用温度计来检验，发现温度降低发现温度降低(4)水排开了烧杯底部与玻璃片之间的空气，在大水排开了烧杯底
18、部与玻璃片之间的空气，在大气压的作用下，烧杯与玻璃片粘在一起了气压的作用下，烧杯与玻璃片粘在一起了 (5)看能否从侧面相对滑动，若不能，则是由于看能否从侧面相对滑动，若不能，则是由于“结冰结冰”而粘在一起的而粘在一起的1. (2011江苏化学江苏化学)化学与人类生活、社会可持续化学与人类生活、社会可持续发展密切相关。下列措施有利于节能减排、保护发展密切相关。下列措施有利于节能减排、保护环境的是环境的是() 加快化石燃料的开采与使用；加快化石燃料的开采与使用；研发易降解的生物农药；应用高效洁净的能研发易降解的生物农药；应用高效洁净的能源转化技术；田间焚烧秸秆；推广使用节能源转化技术；田间焚烧秸秆
19、；推广使用节能环保材料。环保材料。ABC D解析：解析：本题考查化学与本题考查化学与STSE的联系，意在考的联系，意在考查考生运用化学知识解决实际问题的能力。加快查考生运用化学知识解决实际问题的能力。加快化石燃料的开采与使用不利于节能减排，田间焚化石燃料的开采与使用不利于节能减排，田间焚烧秸秆会污染环境，故选烧秸秆会污染环境，故选B。答案：答案：B2下列变化过程需要吸收能量的是下列变化过程需要吸收能量的是()解析：解析：A选项中氢气球发生爆炸时发生了氢气与选项中氢气球发生爆炸时发生了氢气与氧气的反应，是燃烧反应为放热反应；氧气的反应，是燃烧反应为放热反应；B选项中选项中向河水中投放生石灰时发生
20、了向河水中投放生石灰时发生了CaOH2O=Ca(OH)2，是放热反应；，是放热反应；C选项中两个选项中两个氯原子之间结合成氯气分子，原子之间形成了氯原子之间结合成氯气分子，原子之间形成了共价键，对外释放能量；因此，共价键，对外释放能量；因此，A、B、C三个三个过程均是释放能量的变化过程。过程均是释放能量的变化过程。D选项中一个氢选项中一个氢气分子分解生成了两个氢原子，破坏氢气分子气分子分解生成了两个氢原子，破坏氢气分子中的化学键要吸收能量。所以正确答案为中的化学键要吸收能量。所以正确答案为D。答案：答案：D3如图所示，燃料燃烧后的产物如图所示，燃料燃烧后的产物(如如CO2、H2O、N2等等)可
21、以利用太阳能实现转化循环利用。则下可以利用太阳能实现转化循环利用。则下列有关说法不正确的是列有关说法不正确的是()A通过上述循环，太阳能最终转化为热能通过上述循环，太阳能最终转化为热能B所有可燃物燃烧时放出的能量均来源于太阳所有可燃物燃烧时放出的能量均来源于太阳能能C上述转化涉及的反应都属于化学变化上述转化涉及的反应都属于化学变化D上述转化不仅可以消除对大气的污染，还可上述转化不仅可以消除对大气的污染，还可以节约燃料，缓解能源危机以节约燃料，缓解能源危机解析：解析：由题图信息知燃料燃烧的产物由题图信息知燃料燃烧的产物H2O、CO2、N2在太阳能的作用下生成可燃物，此过在太阳能的作用下生成可燃物
22、，此过程将太阳能转化为化学能而贮存起来，当这些程将太阳能转化为化学能而贮存起来，当这些燃料燃烧时，又由化学能转化为热能，因此太燃料燃烧时，又由化学能转化为热能，因此太阳能最终转化为热能，故阳能最终转化为热能，故A项正确；所有可燃项正确；所有可燃物燃烧时放出的能量均来自化学能，而化学能物燃烧时放出的能量均来自化学能，而化学能不一定来自太阳能，不一定来自太阳能，B项错误；题中转化涉及项错误；题中转化涉及的反应均有新物质生成，都属于化学变化，的反应均有新物质生成，都属于化学变化，C项正确；化石燃料的大量燃烧，导致温室效应，项正确；化石燃料的大量燃烧，导致温室效应，而燃烧产物的循环利用，不仅降低了温室
23、气体而燃烧产物的循环利用，不仅降低了温室气体的排放，同时减少了化石燃料的使用，缓解了的排放，同时减少了化石燃料的使用，缓解了能源危机，故能源危机，故D项正确。项正确。答案：答案：B4根据下面的信息，判断下列叙述正确的是根据下面的信息，判断下列叙述正确的是(双双选选)()答案：答案：AD5预计将于预计将于2011年发射的年发射的“神舟八号神舟八号”宇宙飞宇宙飞船将会有两个重大使命，一是突破空间交会对接船将会有两个重大使命，一是突破空间交会对接技术，二是实现载人飞船定型。技术，二是实现载人飞船定型。“神舟神舟”系列火系列火箭用偏二甲肼箭用偏二甲肼(C2H8N2)作燃料，四氧化二氮作氧作燃料，四氧化二氮作氧化剂，生成氮气和二氧化碳气体。化剂，生成氮气和二氧化碳气体。(1)写出反应的化学方程式：写出反应的化学方程式：_。(2)该反应是该反应是_(填填“放热放热”或或“吸热吸热”)反应，反应物的总能量反应，反应物的总能量_(填填“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”)生成物的总能量，断开化学生成物的总能量，断开化学键键_的总能量小于形成化学键的总能量小于形成化学键_的总能量。的总能量。解析：解析：因为此反应是燃烧反应，所以应是放热因为此反应是燃烧反应，所以应是放热反应。反应。