高中化學魯科版有機化學基礎第一章有機化合物的結構與性質(zhì)烴 全國獲獎

課題：第二章化學反應與能量第一節(jié)化學能與熱能(一)授課班級課時教學目的知識與技能獲得化學能與熱能化學實驗的基礎知識和基本技能，學習實驗研究的方法，能設計并完成吸熱反應和放熱反應的化學實驗。2、形成吸熱反應和放熱反應的概念過程與方法具有較強的問題意識，能夠發(fā)現(xiàn)和提出化學能與熱能的探究性問題，敢于質(zhì)疑，勤于思考，逐步形成獨立思考的能力。2、在教師的指導下與同學合作完成科學探究實驗情感態(tài)度價值觀發(fā)展學習化學的興趣，樂于探究物質(zhì)變化的奧秘，體驗科學探究的艱辛和喜悅，感受化學世界的奇妙與和諧。有參與化學科技活動的熱情，有將化學能與熱能的化學知識應用于生產(chǎn)、生活實踐的意識，能夠?qū)εc化學能有關的社會和生活問題做出合理的判斷。樹立正確的能源觀熱愛家鄉(xiāng)，熱愛祖國，樹立為中華民族復興、為人類文明和社會進步而努力學習化學的責任感和使命感。重點化學鍵與能量變化的關系難點從本質(zhì)上(微觀結構角度)理解化學反應中能量的變化，從而建立起科學的能量變化觀知識結構與板書設計第二章化學反應與能量第一節(jié)化學能與熱能一、化學能(chemicalenergy)與熱能(heatenergy)的相互轉(zhuǎn)化1、鋁與鹽酸反應中的能量變化結論：鋁與鹽酸反應放熱2、Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應中的能量變化結論：該反應是吸熱反應3、酸堿中和反應中的能量變化結論：該反應是放熱反應酸與堿發(fā)生中和反應生成1molH2O時所釋放的熱量稱為中和熱。二、常見的吸熱反應和放熱反應1、放熱反應：物質(zhì)與氧氣的反應；燃料的燃燒；中和反應；金屬與酸；活潑金屬與水的反應；生石灰和水反應；大部分化合反應2、吸熱反應：C+CO2；C+H2O；H2+CuO；Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl；Fe+H2O（g）；大部分分解反應三、化學能的利用教學過程教學步驟、內(nèi)容教學方法【板書】第二章化學反應與能量【學生閱讀】前言內(nèi)容【講解】通過閱讀本章前言，我們知道本章我們要解決的核心問題：在現(xiàn)代廣泛使用的各種能源中，那些與化學密切相關？面對能源枯竭的危機，提高能源利用率和開辟新能源是解決這一問題的兩個主要方向，在這方面化學能做出什么貢獻？【提問】]煤、石油和天然氣等化石燃料或它們的制品的燃燒所產(chǎn)生的熱能從何而來？與化學物質(zhì)及化學反應有什么關系？石灰石經(jīng)高溫煅燒生成生石灰，高溫提供的熱能在分解反應中起什么作用？【回答】這里所列舉的兩類反應說明了化學反應與熱能之間的辯證關系以及它們之間的相互轉(zhuǎn)化?；瘜W反應煤、石油、天然氣的燃燒產(chǎn)生CaCO煤、石油、天然氣的燃燒產(chǎn)生CaCO3經(jīng)過高溫煅燒分解成CaO一方面，用煤、石油、天然氣的燃燒放熱來說明化學能向熱能的轉(zhuǎn)化，人們利用這些化學反應獲取能量；另一方面，人們利用熱能來完成常溫下很難發(fā)生的化學反應，用CaCO3經(jīng)過高溫煅燒分解生成CaO來闡述熱能對化學反應的支持作用，【引入】演示實驗：往一片棉花里加入兩藥匙的過氧化鈉，然后滴加幾滴水，觀察現(xiàn)象。【提問】問什么棉花可以燃燒，燃燒的條件是什么？【分析】燃燒的條件：可燃物、氧氣、可燃物的溫度達到著火點2Na2O2+2H2O==4NaOH+2O2↑【講解】可燃物是棉花、反應產(chǎn)生了氧氣，那么可燃物達到著火點的溫度是怎么產(chǎn)生的？【回答】該反應放出熱量使得棉花溫度升高從而達到棉花的著火點【設問】熱能是能量的一種表現(xiàn)形式。那么，除剛才的這個反應，其它的化學反應過程中是不是也會有能量變化呢？其表現(xiàn)形式又是怎樣的？根據(jù)你已有的知識經(jīng)驗舉例說明?！净卮稹繉W生回答并舉例【歸納小結】物質(zhì)在發(fā)生化學反應的同時都還伴隨著能量的變化，這些能量變化通常又表現(xiàn)為熱量的變化。（除此之外還有的反應表現(xiàn)為還有光能、電能的變化）【板書】一、化學能與熱能的相互轉(zhuǎn)化【設疑】那么，化學變化中熱量變化的具體形式又有哪些呢？這將是我們本節(jié)課研究的主要內(nèi)容。下面我們通過實驗來進行研究、探討，從中我們還可以了解到科學研究的一般過程和方法?！狙菔緦嶒炓弧挎V條與鹽酸的反應能量的變化【板書】1、鎂條與鹽酸的反應能量的變化【投影】實驗步驟：在試管里加入2-3mL6mol/L的鹽酸，再插入鎂條，立即用手觸摸試管外壁，感受其溫度，并用溫度計測量溶液的溫度，做好記錄，當反應進行到大量氣泡冒出時，再用手觸摸試管外壁感受其溫度，并用溫度計測量溶液的溫度，做好記錄?！局v解】注意事項：鎂與稀酸和弱酸反應現(xiàn)象不明顯，常常需要加熱，所以要選擇強酸且濃度不要太低。盡量使用純度好的鎂條，反應前要用砂紙打磨光亮，這樣進行實驗時，用手觸摸才能明顯感覺到反應放熱，用溫度計測量效果會更好。【投影小結】實驗現(xiàn)象：試管外壁和溶液的溫度，反應后比反應前高，有大量氣泡逸出。實驗結論：鋁與鹽酸反應產(chǎn)生H2，并放出熱量。該反應是放熱反應方程式：Mg+2HCl==MgCl2+H2【板書】結論：鋁與鹽酸反應放熱【實驗二】Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應中的能量變化【板書】2、Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應中的能量變化【投影實驗】實驗步驟實驗現(xiàn)象得出結論1、將晶體混合后立即用玻璃棒快速攪拌混合物有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，該氣體能使?jié)駶櫟淖仙镌嚰堊兯{有NH3氣生成2、用手觸摸燒杯下部感覺燒杯變涼反應吸熱3、用手拿起燒杯燒杯下面的帶有幾滴水的玻璃片（或小木板）粘到了燒杯底部反應吸收熱量使體系溫度降低，使水結成冰4、將粘有玻璃片的燒杯放在盛有熱水的燒杯上一會兒再拿起玻璃片脫離上面燒杯底部冰融化5、反應完后移走燒杯上的多孔塑料片，觀察反應物混合物成糊狀有水生成【講解】注意事項：這個實驗成功的關鍵是在短時間內(nèi)反應充分進行，使體系溫度快速降低，將玻璃片上的水凝固。實驗中要注意兩點：（1）將Ba(OH)2·8H2O晶體研磨成粉末，以便與NH4Cl晶體充分接觸；（2）由于該反應屬于固相反應，一定要在晶體混合后立即用玻璃棒快速攪拌混合物，以使它們很快起反應；（3）反應放出有刺激性氣味的氨氣，會造成學習環(huán)境的污染，所以要注意對氨氣的吸收?！就队靶〗Y】1、方程式：Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl==BaCl2+2NH3↑+10H2O2、玻璃棒的作用：攪拌，使混合物充分接觸3、反應物成糊狀的原因：結冰粘結【板書】結論：該反應是吸熱反應【實驗三】酸堿中和反應中的能量變化【板書】3、酸堿中和反應中的能量變化【投影實驗】實驗步驟：在50mL燒杯中加入20mL2mol/L的鹽酸，測其溫度。另用量筒量取20mL2mol/LNaOH溶液，測其溫度，并緩慢地傾入燒杯中，邊加邊用玻璃棒攪拌。觀察反應中溶液溫度的變化過程，并作好記錄。鹽酸溫度/℃NaOH溶液溫度/℃中和反應后溶液溫度/℃室溫室溫溫度升高【提問】是不是所有強堿與強酸的反應都放熱呢？下面讓我們做一組對比實驗?！驹O疑】對實驗進行原理性抽象──為什么強酸與強堿發(fā)生反應時都會放出熱量？【講解】由此可見，強酸與強堿的反應的化學方程式雖然不同，反應物也不同，但是它們的反應本質(zhì)相同，都是H+與OH-離子反應生成水的反應，屬于中和反應，其離子方程式都是：H++OH-=H2O。所以，可提出推測，即中和反應都放熱?！景鍟拷Y論：該反應是放熱反應3、酸與堿發(fā)生中和反應生成1molH2O時所釋放的熱量稱為中和熱?！局v解】最后，讓我們一起來總結一下常見的吸放熱反應【板書】二、常見的吸熱反應和放熱反應1、放熱反應：（1）、燃料的燃燒C+O2＝CO2（2）、中和反應HCl+NaOH=NaCl+H2O（3）、活潑金屬與水或酸的反應（4）、大部分化合反應（5）、食物的緩慢氧化【板書】2、吸熱反應（1）、大多數(shù)分解反應：CaCO3=CaO+CO2↑（2）、Ba(OH)2·8H2O晶體與NH4Cl晶體的反應：Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl＝BaCl2+2NH3↑+10H2O(3）、碳與CO2氣體的反應：C+CO2＝2CO(4)、碳與水蒸氣的反應：C+H2O＝CO+H2(5)、氫氣還原氧化銅：H2+CuO=H2O+Cu【講解】人類不但利用化學能轉(zhuǎn)化為熱能的原理來獲取所需的能量進行生活、生產(chǎn)和科研，如化石燃料的燃燒、炸藥開山、發(fā)射火箭等?；瘜W家們也常常利用熱能使很多化學反應得以發(fā)生。從而探索物質(zhì)的組成、性質(zhì)或制備所需的物質(zhì)，如高溫冶煉金屬、分解化合物等。化學反應伴隨著能量變化是化學反應的一大特征?；瘜W物質(zhì)的化學能通過化學反應轉(zhuǎn)化為熱能，是人類社會發(fā)展的動力之源；而熱能轉(zhuǎn)化為化學能又是人們進行化學科研創(chuàng)造新物質(zhì)不可缺少的條件和途徑?！緦W生閱讀】科學視野：生物體中的能量轉(zhuǎn)化【講解】能量轉(zhuǎn)化在生物體內(nèi)也是普遍存在的。例如植物通過光合作用使光能轉(zhuǎn)化為化學能儲存在所形成的淀粉等糖類中。人通過食物將淀粉等糖類攝入體內(nèi)，通過一系列化學反應（生化反應）釋放出能量，維持人的生理活動?！镅趸窃凇?。在分子水平上，化學和生物學正在出現(xiàn)交叉和融合?；瘜W必將對生物與生命科學的發(fā)展做出更大的貢獻?！景鍟咳⒒瘜W能的利用【投影】1、社會發(fā)展與能源利用（圖2-3不同社會發(fā)展水平時期的人均耗能量）【投影】2、人類利用能源的三個階段(1)柴草時期：（圖2-4中國古代制陶圖）【講解】柴草時期(火的發(fā)現(xiàn)至18世紀產(chǎn)業(yè)革命)以樹枝雜草為主要能源。其主要貢獻是：(1)推動了人類文明的進步(2)鉆木取火使人類告別了“茹毛飲血”的生活，熟食促進了人的進化(3)陶瓷、煉銅、冶鐵等化學工藝在烈火中誕生，促進物質(zhì)文明?！就队啊?2)化石能源時期：（圖2-5汽車發(fā)動機汽缸中燃料燃燒）【講解】化石能源時期(18世紀中期至現(xiàn)代)以煤、石油、天然氣為主要能源。主要貢獻：(1)促進了冶金工業(yè)的發(fā)展和蒸汽機的推廣，推動了近代產(chǎn)業(yè)革命。(2)推動了汽車、飛機等工業(yè)的發(fā)展，加速了現(xiàn)代工業(yè)化的過程?！就队啊?3)多能源結構時期：【講解】多能源結構時期，可再生能源和清潔能源(綠色能源)將成為新能源的主力軍。太陽能、氫能、核能、生物能、地愨地表能將成為能源家庭族的主要成員。主要貢獻：(1)滿足人們生產(chǎn)、生活所需的能源。(2)提高了能源的利用率(3)最大限度地減少對環(huán)境的污染【小結】化學反應伴隨著能量變化是化學反應的基本特征之一?；瘜W物質(zhì)中的化學能通過化學反應轉(zhuǎn)化為熱能，提供了人類生存和發(fā)展需要的能量和動力，而熱能轉(zhuǎn)化為化學能又是人們進行化工生產(chǎn)、研制新物質(zhì)不可或缺的條件和途徑。【自我評價】1.下列說法正確的是()A.大多數(shù)的化合反應是釋放能量的反應B.大多數(shù)分解反應是吸收能量的反應C.釋放能量的反應都不需要加熱D.吸收能量的反應都需要加熱2.下列反應既屬于氧化還原反應,又屬于吸熱反應的是A.鋁片與稀鹽酸的反應B.Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的反應C.灼熱的炭與CO2的反應D.甲烷在氧氣中的燃燒反應3、下列說法正確的是（）A.需要加熱才能發(fā)生的反應一定是吸熱反應B.任何放熱反應在常溫條件下一定能發(fā)生反應C.反應物和生成物所具有的總能量決定了反應結果是放熱還是吸熱D.吸熱反應在一定條件下也能發(fā)生反應4、有關下列能量轉(zhuǎn)化的認識不正確的是()A．植物的光合作用使得太陽能轉(zhuǎn)化為了化學能B．人類使用照明設備是將電能轉(zhuǎn)化為了光能C．生物體內(nèi)的化學變化過程在能量轉(zhuǎn)化上比在體外發(fā)生的一些能量轉(zhuǎn)化更為合理、有效D．燃料燃燒時只是將化學能轉(zhuǎn)化為了熱能5、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).①②⑤6、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.鎂條燃燒教學回顧：本節(jié)教學內(nèi)容比較簡單，主要是在復習初中化學實驗的基礎上進行的。學生學習起來比較容易，易于掌握。課堂教學效果較好。課后習題基礎達標一、單項選擇題1．下列對化學反應的認識錯誤的是()。A．會引起化學鍵的變化B．會產(chǎn)生新的物質(zhì)C．必然引起物質(zhì)狀態(tài)的變化D．必然伴隨著能量的變化2．“即食即熱型快餐”適合外出時使用，其內(nèi)層是用鋁箔包裹已加工好的真空包裝食品，外層則是分別包裝的兩包化學物質(zhì)，使用時拉動預留在外的拉線使這兩種化學物質(zhì)發(fā)生反應，放出的熱量便可對食物進行加熱，這兩包化學物質(zhì)最適合的選擇是()。A．濃硫酸和水B．生石灰和水C．熟石灰和水D．氯化鈉和水3．對放熱反應：A＋B=C＋D，以下說法一定正確的是(EA、EB、EC、ED分別表示物質(zhì)A、B、C、D所具有的能量)()。A．EA>EBB．EA>EB＋ECC．EA＋EB>EC＋EDD．EA＋EB<EC＋ED4．下列說法不正確的是()。 A.利用太陽能等清潔能源代替化石燃料，有利于節(jié)約資源、保護環(huán)境 B.中和反應都是放熱反應 C.已知金剛石在一定條件下轉(zhuǎn)化成石墨是放熱的，所以金剛石比石墨穩(wěn)定 D.生石灰放入水中會顯著放熱5．下列反應中，生成物的總能量高于反應物的總能量的是()。①液態(tài)水汽化②將膽礬加熱變?yōu)榘咨勰蹪饬蛩嵯♂將苈人徕浄纸庵蒲鯕猗萆腋磻墒焓褹．①④B．②③C．①④⑤D．②④6．已知反應：X＋Y=M＋N為吸熱反應，對這個反應的下列說法中正確的是()。A．X的能量一定低于M的，Y的能量一定低于N的B．因為該反應為吸熱反應，故一定要加熱反應才能進行C．破壞反應物中的化學鍵所吸收的能量小于形成生成物中化學鍵所放出的能量D．X和Y的總能量一定低于M和N的總能量7．已知化學能與其他形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化，下列反應中能量的轉(zhuǎn)化形式是由化學能轉(zhuǎn)化為熱能的是()。A．CH4＋2O2eq\o(=,\s\up7(點燃))CO2＋2H2OB．CaCO3eq\o(=,\s\up7(高溫))CaO＋CO2↑C．2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2H2↑＋O2↑D．Pb＋PbO2＋2H2SO4eq\o(,\s\up7(放電),\s\do5(充電))2PbSO4＋2H2O8．對于反應中的能量變化，表述正確的是()。A．放熱反應中，反應物的總能量大于生成物的總能量B．斷開化學鍵的過程會放出能量C．加熱才能發(fā)生的反應一定是吸熱反應D．氧化反應均為吸熱反應二、雙項選擇題9．下列反應屬于吸熱反應的是()。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10．下列說法正確的是()。A．若反應X＋Y=M是放熱反應，該反應一定不用加熱B．需要加熱方能發(fā)生的反應不一定是吸熱反應C．CO2與CaO化合是放熱反應，則CaCO3分解是吸熱反應D．1mol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三、非選擇題11．在一個小燒杯里，加入20gBa(OH)2·8H2O粉末，將小燒杯放在事先已滴有3～4滴水的玻璃片上，然后加入10gNH4Cl晶體，并立即用玻璃棒攪拌。(1)實驗中玻璃棒的作用是____________________。(2)寫出有關反應的化學方程式：______________________________，該反應屬于__________反應。(3)實驗中觀察到的現(xiàn)象有____________________________________和反應混合物成糊狀。反應混合物呈糊狀的原因是___________________________________________________。(4)通過__________現(xiàn)象，說明該反應為____熱反應，這是由于反應物的總能量________生成物的總能量。能力提高12．已知H＋＋OH－=H2O生成1molH2O放出熱量kJ，下列反應中符合該特點的是()。A．1mol稀H2SO4與足量稀NaOH溶液反應B．稀HCl與氨水反應生成1molH2OC．稀HCl與稀Ba(OH)2生成1mol水D．稀NaOH與95%濃硫酸生成1mol水13．把下列物質(zhì)分別加入到裝有水的錐形瓶里，立即塞緊帶U形管的塞子，已知U形管內(nèi)預先裝有少量水(為使水容易觀察，預先染成紅色)，如圖2－1－1所示，結果U形管左邊液面升高，則加入的物質(zhì)可能是()。圖2－1－1A．NaOH固體B．濃H2SO4C．NH4NO3晶體D．Na2O2固體14．已知反應A2＋B2=2AB，破壞1molA2中的化學鍵消耗的能量為Q1kJ，破壞1molB2中的化學鍵消耗的能量為Q2kJ，形成1molAB中的化學鍵釋放的能量為Q3kJ，則下列說法正確的是()。 A.若A2和B2的總能量之和大于生成的AB的總能量，則反應放熱 B.若A2和B2的總能量之和小于生成的AB的總能量，則反應放熱 C.若該反應為放熱反應，則Q1＋Q2<2Q3 D.若該反應為吸熱反應，則Q1＋Q2<Q315．“長征二號”F型火箭用的燃料是液態(tài)的偏二甲基肼(C2H8N2)，氧化劑是液態(tài)的N2O4，已知1.5g偏二甲基肼完全燃燒生成N2、CO2和液態(tài)H2O放出熱量50kJ。下列說法不正確的是()。A．燃料在火箭發(fā)動機中燃燒是將化學能主要轉(zhuǎn)化為熱能和機械能B．偏二甲基肼在N2O4中的燃燒反應是放熱反應C．該反應中偏二甲基肼和N2O4總能量低于CO2、N2和H2O的總能量D．燃燒時的總反應方程式為C2H8N2＋2N2O4eq\o(=,\s\up7(點燃))2CO2↑＋3N2↑＋4H2O16．如圖2－1－2所示，把試管放入盛有25℃圖2－1－2(1)試推測試劑A和B各是什么？(不一定填滿，最少2組)固體試劑A液體試劑B①②③④(2)解釋燒杯中澄清石灰水變渾濁的原因：_____________________________________。17．人們常利用化學反應中的能量變化為人類服務。(1)煤是一種重要的燃料，燃燒時放出大量的熱。從點燃至燃燒的過程中能量的變化與下圖中的________(填字母)最相符。(2)將一定量的碳酸鈉晶體與硝酸銨晶體密封于一塑料袋中，用線繩綁住塑料袋中間部分，使兩種晶體隔開，做成“冰袋”。使用時將線繩解下，用手使袋內(nèi)兩種固體粉末充分混合，便立即產(chǎn)生低溫，這種“冰袋”可用于短時間保鮮食物。則碳酸鈉與硝酸銨的總能量________(填“高于”或“低于”)反應后生成產(chǎn)物的總能量。(3)化學反應