专题6 第2单元 化学反应中的热-2021-2022学年新教材高中化学必修第二册【名师导航】同步Word教参(苏教版)

第二单元　化学反应中的热 发 展 目 标 体 系 构 建 1.能从宏观与微观相结合的角度解释化学反应中的能量变化。 2.能正确表示化学反应中热的释放或吸收。 3.能利用化学反应中的能量变化解决生产、生活中的简单问题。 4.能运用化学计量单位定量分析化学变化伴随的能量转化。 一、放热反应与吸热反应 1．放热反应与吸热反应 (1)放热反应：放出热量的化学反应，如燃烧反应、中和反应等。 (2)吸热反应：吸收热量的化学反应，如高温下煅烧石灰石等反应。 微点拨：需要加热才能进行的反应不一定是吸热反应(如炭的燃烧)，不需要加热就能进行的反应也不一定是放热反应（如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应）。 2．化学能与热能转化的实验探究 (1)镁与盐酸反应 实验操作 实验现象 实验结论 产生大量气泡、温度计指示温度升高 镁与盐酸反应的离子方程式为Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，该反应放出热量 (2)Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl晶体反应 实验操作 实验现象 实验结论 a.有刺激性气味气体产生 b．用手摸烧杯底部有冰凉感觉 c．用手拿起烧杯，玻璃片黏结到烧杯的底部 d．烧杯内反应物成糊状 化学方程式为Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl===BaCl2＋2NH3↑＋10H2O，该反应吸收热量 由上述实验可知，化学反应都伴随着能量变化，有的放出能量，有的吸收能量。 3．热化学方程式 (1)概念：表示化学反应中放出或吸收的热量的化学方程式。 (2)意义：不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。 (3)实例： 8 g CH4气体完全燃烧生成CO2和液态水，放出445 kJ的热量，则该反应的热化学方程式为CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－890 kJ·mol－1。 微点拨：(1)在热化学方程式中，要标明所有物质在反应条件下的状态(气态、液态、固态分别用g、l、s表示)。 (2)反应放出或吸收的热用ΔH表示，负值表示在该条件下反应放热，正值表示在该条件下反应吸热。 　CaCO3受热分解的热化学方程式为CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)　ΔH＝178.2 kJ·mol－1，该热化学方程式表示的含义是什么？ [提示]　表示1 mol CaCO3固体完全分解生成1 mol CaO固体和1 mol CO2气体吸收178.2 kJ的热量。 4．化学反应中能量变化的原因 (1)宏观解释——反应物与生成物的总能量不同。 宏观解释 放热反应示意图 吸热反应示意图 (2)微观角度——反应物断键吸收的能量与生成物成键释放的能量不同。 微观解释 反应物、生成物中化学键的变化关系 能量 变化 断裂旧化学键吸收的总能量＜形成新化学键释放的总能量 放出 能量 断裂旧化学键吸收的总能量 ＞形成新化学键释放的总能量 吸收 能量 　已知下列物质的键能： H—H Cl—Cl H—Cl 键能/(kJ·mol－1) 436.4 242.7 431.8 对于反应：H2＋Cl2===2HCl，若生成2 mol HCl，反应过程中断裂化学键共吸收的能量是多少？形成化学键共放出的能量是多少？依据以上两个数据判断该反应是放出还是吸收能量，并确定放出或吸收能量的多少。 [提示]　反应过程中断裂化学键共吸收的能量是436.4 kJ＋242.7 kJ＝679.1 kJ，形成化学键共放出的能量是431.8 kJ×2＝863.6 kJ，由于863.6＞679.1，故该反应放出能量，放出的能量为863.6 kJ－679.1 kJ＝184.5 kJ。 二、燃料燃烧释放的能量 1．燃料的热值 在一定条件下单位质量的可燃物完全燃烧所放出的热，单位是kJ·g－1。 2．燃料使用的现状与问题 (1)当前我国使用最多的能源：化石燃料，即煤、石油、天然气。 (2)化石燃料需亟待解决的问题： (3)解决燃料燃烧存在问题的研究方向 ①研究化石燃料完全燃烧的条件和减少燃料燃烧产生的热量损耗的技术，研究提高燃料利用率的措施； ②防止燃料燃烧造成的环境污染； ③通过化学方法把石油、煤等化石燃料转化为清洁燃料； ④开发氢能、核能、太阳能等清洁、高效的新能源。 三、氢燃料的应用前景 1．氢能的优点 2．氢能利用存在的问题 (1)廉价的制氢技术——首要难点 ①原因：制氢需要消耗大量的能量且效率低。 ②解决途径：将太阳能转化为电能，再将水催化电解获得氢气，其中最关键的高效、廉价、绿色的催化技术已有突破性进展。 (2)安全可靠的贮氢和输氢方法——关键 ①原因：H2密度小、熔点低、难液化，贮存液氢的容器要求高。 ②解决途径：研究具备良好吸收和释放氢气性能的合金(如镧