第6章 第1节 第1课时 化学反应与热能-【新课程学案】2025-2026学年高中化学必修第二册教师用书word（人教版 单选版）

第六章 |化学反应与能量 第一节　化学反应与能量变化 学习目标 重点难点 1.认识物质具有能量,认识吸热反应与放热反应,了解化学反应体系能量改变与化学键的断裂和形成有关。 2.知道化学反应可以实现化学能与其他能量形式的转化,以原电池为例认识化学能可以转化为电能,从氧化还原反应的角度初步认识原电池的工作原理。 3.体会提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性。 重点 1.化学反应中能量变化的本质。 2.化学能转化为电能的装置特点及原理。 难点 化学能转化为电能的装置特点及原理。 第1课时　化学反应与热能 新知探究(一)——吸热反应和放热反应 1.探究反应中的能量变化 实验 操作 实验现象 有气泡产生;用温度计测量,温度升高 闻到刺激性气味;烧杯壁发凉;木片和烧杯黏结;混合物呈糊状 实验结论 该反应产生气体,放出热量 该反应产生NH3和H2O,吸收热量 化学 方程式 Mg+2HCl===MgCl2+H2↑ Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl===BaCl2+2NH3↑+10H2O 结论:化学反应除了有新物质生成以外,还总会伴随着能量变化,通常主要表现为热量的释放或吸收。 2.放热反应与吸热反应 放热 反应 释放热量的化学反应,如镁条、铝片与盐酸的反应,木炭、氢气、甲烷等在氧气中的燃烧,氢气与氯气的化合等 吸热 反应 吸收热量的化学反应,如氢氧化钡与氯化铵的反应,盐酸与碳酸氢钠的反应,灼热的炭与二氧化碳的反应等 　　[微点拨]　化学反应中的能量变化不一定全部转化为热能,还可能转化为光能、动能、电能等。 应用化学 　　冬季生活中常常采用下列方法获得热量: ①烧炭取暖;②用电暖器取暖;③天然气壁挂炉取暖;④空调取暖;⑤地下水循环取暖等。在有些吸热反应和放热反应中都用到酒精灯,怎样判断该反应是吸热反应还是放热反应?放热反应加热的目的是什么? 　　提示:持续用酒精灯加热,撤掉酒精灯反应就停止的反应是吸热反应;开始用酒精灯加热,反应开始后,撤去酒精灯仍能继续反应的是放热反应。放热反应加热的目的一般是引发反应或加快反应速率。 [题点多维训练] 1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)硝酸铵固体溶于水,溶液的温度降低,该变化为吸热反应。 (×) (2)氢气燃烧,浓硫酸溶于水,都放出热量,这些变化都为放热反应。 (×) (3)镁条在空气中燃烧是放热反应,反应过程中所释放的能量全部转化为热能。 (×) (4)吸热反应需要加热才能进行,放热反应都不需要加热就可以进行。 (×) 2．下列属于吸热反应的是(　　) A．盐酸与氢氧化钠溶液反应 B．丙烷在空气中完全燃烧 C．碳酸钠粉末遇水生成水合碳酸钠(Na2CO3·xH2O) D．氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应 解析：选D　盐酸与氢氧化钠溶液反应是放热反应，A不符合题意；丙烷在空气中完全燃烧是放热反应，B不符合题意；碳酸钠粉末遇水生成水合碳酸钠(Na2CO3·xH2O)是放热反应，C不符合题意；氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应是吸热反应，D符合题意。 3.下列说法正确的是 (　　) A.Fe与S在加热条件下才能发生反应,所以该反应属于吸热反应 B.HNO3、H2SO4分别与NaOH溶液反应都放出热量 C.分解反应都是吸热反应,化合反应都是放热反应 D.合成氨的反应是放热反应,所以N2与其他物质的反应也是放热反应 解析:选B　Fe与S虽然需加热才能发生反应,但反应开始后,停止加热,反应能继续进行,加热只是为了引发反应,所以该反应是放热反应,A错误;中和反应都是放热反应,B正确;分解反应不一定是吸热反应,如H2O2的分解反应就是放热反应,化合反应也不一定是放热反应,如CO2与C的反应就是吸热反应,C错误;与N2反应的物质不同,能量变化也不同,不能根据合成氨反应的能量变化来类推N2与其他物质反应的能量变化,如N2和O2在放电条件下生成NO就是吸热反应,D错误。 4.把下列物质分别加入装有水的锥形瓶中,立即塞紧带U形管的塞子,已知U形管内预先装有少量水(为便于观察,预先将水染成红色),如图所示,结果U形管左边液面升高,则加入的物质可能是 (　　) A.NaOH固体　　　　　 B.浓H2SO4 C.NH4NO3晶体 D.Na2O2固体 解析:选C　由题意知,加入物质后应吸收热量,则加入A、B、D项物质后为放出热量,与题意不符。　 新知探究(二)——化学反应中能量变化的原因　　 导学设计 根据H2(g)+Cl2(g) ===2HCl(g)中能量变化的数据,探索化学反应前后的能量变化。 化学键 反应中能量变化 1 mol化学键 反应中能量变化 断裂H—H 吸收436 kJ 共吸收679 kJ 断裂Cl—Cl 吸收243 kJ 形成H—Cl 放出431 kJ 共放出862 kJ 结论 1 mol H2(g)与1 mol Cl2(g)反应生成2 mol HCl(g),放出183 kJ的能量 1.从化学键的断裂与形成分析,放热反应与吸热反应的原因是什么? 提示:反应物断键吸收的总能量低于生成物成键放出的总能量时表现为放热反应,反之为吸热反应。 2.从物质具有能量的高低,如何理解放热反应与吸热反应? 提示:反应物的总能量高于生成物的总能量时表现为放热反应,反之为吸热反应。 [系统融通知能] 1.化学键与能量变化的关系 2.放热反应与吸热反应的比较 项目 放热反应 吸热反应 形成原因 反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量 反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量 与化学键强弱的关系 生成物分子成键时释放的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量 生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量 3.能量图像分析 　　当a<b或Q1>Q2反应表现为放热反应,反之表现为吸热反应。 　　[典例]　已知某化学反应A2(g)+2B2(g) ===2AB2(g)(A2、B2、AB2的结构式分别为A==A、B—B、B—A—B),反应过程中的能量变化如图所示,下列有关叙述正确的是 (　　) A.该反应的进行一定需要加热 B.该反应若生成2 mol AB2(g),则放出的热量为(E1-E2)kJ C.该反应断开反应物中化学键吸收的总能量大于形成生成物中化学键释放的总能量 D.生成2 mol B—A放出E2 kJ能量 [解析]　吸热反应的发生不一定需要加热,A错误;由图可知生成2 mol AB2吸收的热量为(E1-E2)kJ,B错误;生成4 mol B—A放出E2 kJ能量,D错误。 [答案]　C |思维建模|判断吸热反应和放热反应的两种思维 (1)根据反应物和生成物的总能量的相对大小判断——反应物的总能量高于生成物的总能量的反应为放热反应,反之为吸热反应(宏观角度)。 (2)根据化学键断裂和形成时能量变化大小关系判断——断裂反应物中化学键吸收的能量大于形成生成物中化学键放出的能量的反应为吸热反应,反之为放热反应(微观角度)。 [题点多维训练] 题点(一)　能量变化的原因 1.(2025·广饶一中段考)下图是碳和水蒸气发生反应生成CO、H2的途径和三个状态的能量,该反应为吸热反应,下列说法中正确的是 (　　) C+H2OC+2H+OCO+H2 E1　　　　　　 E2　　　　　　 E3 A.步骤1是放热过程 B.步骤2是吸热过程 C.E1、E2、E3的大小关系是E2>E3>E1 D.C(s)+H2O(g)的总能量一定高于CO(g)+H2(g)的总能量 解析:选C　步骤1断裂旧化学键,需要吸收能量,为吸热过程,A项错误;步骤2形成新化学键,需要放出能量,为放热过程,B项错误;根据步骤1是吸热过程,可知E2>E1,步骤2是放热过程,可知E2>E3,由于总反应为吸热反应,故E2>E3>E1,C项正确;该反应为吸热反应,即C(s)+H2O(g)的总能量低于CO(g)+H2(g)的总能量,D项错误。 2.下列说法正确的是 (　　) A.化学反应除了生成新物质外,还伴随着能量的变化,且均表现为吸热或放热 B.能量守恒定律说明,放热反应必须从外界吸收能量后才能发生 C.石墨完全转化为金刚石时,要吸收热量,说明金刚石比石墨稳定 D.化学反应是吸热还是放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 解析:选D　化学反应的能量变化大多为热量变化,化学能也可能转化为光能、电能等,A错误;放热反应的实质是反应物的总能量高于生成物的总能量,并不一定从外界吸收能量,B错误;物质具有的能量越高越不稳定,故石墨比金刚石稳定,C错误;化学反应是吸热还是放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,D正确。 3.(2025·深圳罗湖区高一期中)某放热反应A+B===2C,在反应过程中,断裂1 mol A中的化学键消耗的能量为Q1 kJ,断裂1 mol B中的化学键消耗的能量为Q2 kJ,形成1 mol C中的化学键释放的能量为Q3 kJ。下列说法中正确的是 (　　) A.Q1+Q2<Q3　　　　　 B.Q1+Q2>Q3 C.Q1+Q2<2Q3 D.Q1+Q2>2Q3 解析:选C　 A+B===2C为放热反应,则断开化学键消耗的能量总和小于形成化学键释放的能量总和,则Q1+Q2<2Q3,故C正确。 题点(二)　能量图像分析 4.(2025·苏州期中)甲醇重整反应的原理为CH3OH+H2OCO2+3H2,其能量变化如图所示。下列说法正确的是 (　　) A.该反应是一个吸收热量的过程 B.反应物的总能量小于生成物的总能量 C.由氢原子形成H—H时放出能量 D.H—C断裂时放出能量 解析:选C　由图可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,题中转化过程是一个放出能量的过程,故A、B错误;形成H—H时放出能量,故C正确;断开H—C时吸收能量,故D错误。 5.反应A+B―→C(吸热)分两步进行:①A+B―→X(放热);②X―→C(吸热)。下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是 (　　) 解析:选A　根据①A+B―→X(放热)可知,A和B的总能量大于X的;根据②X―→C(吸热)可知,X的能量小于C的;再结合总反应A+B―→C为吸热反应,即A和B的总能量小于C的,可知A项正确。 新知探究(三)——化学反应中能量变化的应用　　 1.人类获取热能的途径与常规能源 现阶段人类获取热能的主要途径都是通过物质的燃烧;利用最多的常规能源是化石燃料(煤、石油和天然气)。 2.化石燃料获取能量面临的问题 (1)储量有限,短期内不可再生。 (2)影响环境:煤和石油产品燃烧排放的粉尘、SO2、NOx、CO等是大气污染物的主要来源。 3.节能减排的措施 (1)燃料燃烧阶段提高燃料的燃烧效率。 通过改进锅炉的炉型和燃料空气比、清理积灰等方法提高燃料的燃烧效率。 (2)能量利用阶段提高能源的利用率。如使用节能灯,改进电动机的材料和结构,以及发电厂、钢铁厂余热与城市供热联产等。 (3)开发使用新能源,目前,人们比较关注的新能源有太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等。 　　[微点拨]　理想的新能源特点是资源丰富、可以再生、对环境无污染等。 4.能源的分类 分类依据 种类 举例 来源 来自太阳辐射的能量 太阳能、煤、石油、天然气、生物质能、风能等 来自地球内部的能量 地热能、核能 来自天体的引力能量 潮汐能 转换过程 一次能源 太阳能、煤、石油、天然气、生物质能、风能 二次能源 石油制品、煤气、电能 利用历史 化石燃料 煤、石油、天然气 新能源 太阳能、风能、地热能、海洋能、氢能、生物质能等 性质 可再生能源 太阳能、风能、水能、生物质能 不可再生能源 煤、石油、天然气、核能 [题点多维训练] 1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)天然气为化石能源,可以再生。 (×) (2)煤的燃烧可以导致酸雨、加剧温室效应。 (√) (3)风能、水能为新能源。 (√) (4)氢能、电能为一次能源。 (×) 2.人类将在未来几十年内逐渐由“碳素燃料文明时代”过渡至“太阳能文明时代”(包括风能、生物质能等太阳能的转换形态),人们将适应“低碳经济”和“低碳生活”。下列说法不正确的是 (　　) A.研究菠菜蛋白质“发电”不属于“太阳能文明” B.发展太阳能经济会减缓温室效应 C.植物进行光合作用是将太阳能转化为化学能 D.石油和天然气都属于碳素燃料 解析:选A　菠菜蛋白质“发电”属于“太阳能文明”,A错误;发展太阳能经济,能减少CO2的排放,减缓温室效应,B正确。 3.为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染,同时缓解能源危机,有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。下列说法正确的是 (　　) A.H2O的分解反应是放热反应 B.氢能源已被普遍使用 C.氢气不易贮存和运输,无开发利用价值 D.2 mol H2O(l)具有的总能量低于2 mol H2(g)和1 mol O2(g)具有的总能量 解析:选D　水的分解反应是吸热反应,A错误;氢能源由于受贮存和运输等因素的限制,还未普遍使用,但有巨大的开发利用价值,B、C错误;水的分解是吸热反应,则2 mol H2O(l)具有的总能量低于2 mol H2(g)和1 mol O2(g)具有的总能量,D正确。 4.(2025·佛山高一期末)我国固体燃料运载火箭发射水平不断取得新突破。下列关于“该燃料”说法错误的是 (　　) A.与液体燃料相比易存储和运输 B.固体燃料提供的能量一定比液体燃料的多 C.燃烧时能量转化形式为化学能→热能→机械能 D.燃烧前后能量大小关系为反应物的总能量>生成物的总能量 解析:选B　与液体燃料相比易存储和运输,故A正确;固体燃料提供的能量不一定比液体燃料的多,如1 g的碳燃烧比10 L酒精燃烧提供的能量少,故B错误;燃烧时能量转化形式为化学能→热能→机械能,故C正确;燃烧是放热反应,则燃烧前后能量大小关系为反应物的总能量>生成物的总能量,故D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $