貴州省頂效開發(fā)區(qū)頂興學(xué)校高中化學(xué)必修二21化學(xué)能與熱能教案4

教案趙慧化學(xué)能與熱能2018年春季第7周[上周教學(xué)反思]：經(jīng)過幾個星期的學(xué)習(xí)，物質(zhì)結(jié)構(gòu)及元素周期律已經(jīng)結(jié)課，進入復(fù)習(xí)階段。學(xué)生體現(xiàn)出來的狀態(tài)是，知識點知道，但是并不會運用，不會把知識和題目結(jié)合起來，或者看見題目不知道考的是什么，看不懂題目，這個需要在這個復(fù)習(xí)階段通過習(xí)題的講解，讓學(xué)生回到書本上來，進一步鞏固對本章節(jié)重難點的理解，將知識點吃透，又能通過做題，進一步去理解課本的內(nèi)容，對知識的框架有個宏觀的認識。[課題]：化學(xué)能與熱能課型：新課課時：7課題：第一節(jié)化學(xué)能與熱能(一)授課班級課時教學(xué)目的知識與技能1、了解化學(xué)能與化學(xué)反應(yīng)中能量變化之間的關(guān)系2、能從化學(xué)鍵的角度理解化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因過程與方法具有較強的問題意識，能夠發(fā)現(xiàn)和提出有探究價值的化學(xué)問題，敢于質(zhì)疑，勤于思考，逐步形成獨立思考能力，善于與人合作，具有團隊精神情感態(tài)度價值觀1、初步建立起科學(xué)的能量觀，加深對化學(xué)在解決能源問題中重要作用的認識。2、通過師生互動，增加師生感情重點實驗探究和通過實驗探究化學(xué)反應(yīng)與能量的關(guān)系，掌握吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的概念難點設(shè)計探究實驗知識結(jié)構(gòu)與板書設(shè)計一、化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系引起化學(xué)反應(yīng)中的能量變化：1、微觀：化學(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因（1）鍵能：拆開1mol化學(xué)鍵鍵所需的能量叫鍵能。單位：kJ/mol。破壞化學(xué)鍵時要吸收能量，形成化學(xué)鍵時放出能量鍵能越大，物質(zhì)的能量越低，物質(zhì)越穩(wěn)定。2、宏觀：在化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量間的能量差。反應(yīng)物的總能量生成物的總能量——放出能量反應(yīng)物的總能量生成物的總能量——吸收能量（2）物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)與體系的能量變化是同時發(fā)生的，只要有化學(xué)反應(yīng)就一定有能量變化。3、化學(xué)反應(yīng)中能量變化的計算Q=Q吸Q放Q0，則反應(yīng)吸熱；Q0，則反應(yīng)放熱；教學(xué)過程教學(xué)步驟、內(nèi)容教學(xué)方法一、微觀上化學(xué)反應(yīng)能量變化的原因【復(fù)習(xí)】化學(xué)鍵：使離子相結(jié)合或原子相結(jié)合的作用。*鍵能：拆開1mol某鍵所需的能量叫鍵能。單位：kJ/mol?！局v解】化學(xué)鍵的形成蘊涵著能量變化，在進行反應(yīng)時化學(xué)鍵要斷裂，吸收能量，反應(yīng)后形成新化學(xué)鍵要放出能量，【分析】2H→H2中能量變化？【講解】1molH2中含有1molH－H，在250【板書】1、鍵能：拆開1mol某鍵所需的能量叫鍵能。單位：kJ/mol。破壞化學(xué)鍵時要吸收能量，形成化學(xué)鍵時放出能量【講解】不同物質(zhì)形成的化學(xué)鍵能量不同，而化學(xué)鍵存在于不同的物質(zhì)間，物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化時，反應(yīng)物和生成物的能量不同，這樣的過程就出現(xiàn)了能量變化?！绢惐确治觥緾H4→4C+4H（吸收4mol×415kJ/mol=1660kJ）【板書】2、物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)與體系的能量變化是同時發(fā)生的，只要有化學(xué)反應(yīng)就一定有能量變化。【提問】氫氣和氯氣的混合氣體遇到強光會發(fā)生爆炸，放出大量的熱。反應(yīng)中的熱量由何而來？氫氣和氯氣反應(yīng)的本質(zhì)是什么？從微觀上（從化學(xué)鍵角度）加以分析。【講解】化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是反應(yīng)物中化學(xué)鍵的斷裂和生成物中化學(xué)鍵的形成。化學(xué)鍵是物質(zhì)內(nèi)部微粒之間強烈的相互作用，斷開反應(yīng)物中的化學(xué)鍵需要吸收能量，形成生成物中的化學(xué)鍵要放出能量。氫氣和氯氣反應(yīng)的本質(zhì)是在一定的條件下，氫氣分子和氯氣分子中的HH鍵和ClCl鍵斷開，氫原子和氯原子通過形成HCl鍵而結(jié)合成HCl分子。1molH2中含有1molHH鍵，1molCl2中含有1molClCl鍵，在25℃和101kPa的條件下，斷開1molHH鍵要吸收436kJ的能量，斷開1molClCl鍵要吸收242kJ的能量，而形成1molHCl分子中的HCl鍵會放出431kJ【投影分析】在25℃和101kPa的條件下，1molH2與1molCl2反應(yīng)：H22H消耗能量約436kJCl22Cl消耗能量約242kJ+）2H+2Cl2HCl釋放能量約862kJH2+Cl22HCl共放熱約184kJ【講解】這樣，由于破壞舊鍵吸收的能量少于形成新鍵放出的能量，根據(jù)“能量守恒定律”，多余的能量就會以熱量的形式釋放出來?！景鍟?、引起化學(xué)反應(yīng)中的能量變化：微觀：化學(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因?！局v解】我們在初中學(xué)習(xí)過“質(zhì)量守恒定律”，知道自然界中物質(zhì)可以相互轉(zhuǎn)化，但是總質(zhì)量保持不變；同樣一種能量可以轉(zhuǎn)化成另一種能量，能量也是守恒的，這就是“能量守恒定律”這是兩條基本的自然定律，各種物質(zhì)中都含有化學(xué)鍵，因而我們可以理解為各種物質(zhì)中都儲存有化學(xué)能。化學(xué)能是能量的一種形式，它也可以轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。不同物質(zhì)由于組成、結(jié)構(gòu)不同，因而所包含的化學(xué)能也不同?！景鍟慷⒑暧^上化學(xué)反應(yīng)能量變化的原因【板書】1、宏觀：在化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量間的能量差【投影】圖21水能、化學(xué)能對比示意圖【投影一】水由高處向地處的流動【提問】水往高處流的過程中，能量發(fā)生了什么變化？【回答】重力勢能轉(zhuǎn)化為動能【提問】化學(xué)反應(yīng)中，由總能量高的反應(yīng)物生成總能量低的生成物時，能量發(fā)生了什么變化？【回答】反應(yīng)釋放出能量（即化學(xué)能轉(zhuǎn)化為其它能量）【講解】水由高處向上流要釋放能量，勢能轉(zhuǎn)換為動能，同理，反應(yīng)物的總能量>生成物的總能量，化學(xué)反應(yīng)放出能量?！景鍟?、反應(yīng)物的總能量生成物的總能量——放出能量【投影二】水由低處送向高處【講解】反之將水由低處送向高處需提供能量(電能轉(zhuǎn)換為機械能，再轉(zhuǎn)換為重力勢能)，同理，在化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物的總能量<生成物的總能量，化學(xué)反應(yīng)吸收能量?！景鍟?、反應(yīng)物的總能量生成物的總能量——吸收能量【思考與交流】吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)中，反應(yīng)物本身所具有的能量和生成物本身所具有的能量之間的大小關(guān)系分別如何？（提示：可從能量守恒角度分析）【總結(jié)】通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們了解到，化學(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中發(fā)生能量變化的主要原因，反應(yīng)是放熱還是吸熱，取決于反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的比較?！咀晕以u價】1、下列說法不正確的是（）A化學(xué)反應(yīng)除了生成新物質(zhì)外，還伴隨著能量的變化B物質(zhì)燃燒和中和反應(yīng)均放出熱量C分解反應(yīng)肯定是吸熱反應(yīng)D化學(xué)反應(yīng)是吸熱還是放熱決定于生成物具有的總能量和反應(yīng)物具有的總能量2、已知金剛石在一定條件下轉(zhuǎn)化為石墨是放熱的。據(jù)此，以下判斷或說法正確的是（）A需要加熱方能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)B放熱反應(yīng)在常溫下一定很容易發(fā)生C反應(yīng)是放熱還是吸熱，必須看反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對大小D吸熱反應(yīng)在一定條件下也能發(fā)生3、有專家指出，如果將燃燒產(chǎn)物如CO2、H2O、N2等利用太陽能使它們重新組合變成CH4、CH3OH、NH3等的構(gòu)想能夠成為現(xiàn)實，則下列說法中，錯誤的是（）A可消除對大氣的污染B可節(jié)約燃料C可緩解能源危機D此題中的CH4、CH3OH、NH3等為一級能源4、已知反應(yīng)A＋B＝C＋D為放熱反應(yīng)，對該反應(yīng)的下列說法中正確的是（）A.A的能量一定高于CB.B的能量一定高于DC.A和B的總能量一定高于C和D的總能量D.該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故不必加熱就一定能發(fā)生5、氫氣在氧氣中燃燒產(chǎn)生藍色火焰，在反應(yīng)中，破壞1molH－H鍵消耗的能量為Q1kJ，破壞1molO=O鍵消耗的能量為Q2kJ，形成1molH－O鍵釋放的能量為Q3kJ。下列關(guān)系式中正確的是（）A.2Q1+Q2>4Q3B、2Q1+Q2<4Q3C、Q1+Q2<Q3D、Q1+Q2=Q3課后作業(yè)布置：課本課后習(xí)題17題課題：第二章化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié)化學(xué)能與熱能(二)授課班級課時教學(xué)目的知識與技能通過化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)變，理解“能量守恒定律”在化學(xué)實驗的基礎(chǔ)上，通過吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的概念，理解化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因。3、形成吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)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(xué)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(dǎo)下與同學(xué)合作完成科學(xué)探究實驗情感態(tài)度價值觀發(fā)展學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，樂于探究物質(zhì)變化的奧秘，體驗科學(xué)探究的艱辛和喜悅，感受化學(xué)世界的奇妙與和諧。初步建立起科學(xué)的能量觀，加深對化學(xué)在解決能源問題中重要作用的認識。。重點化學(xué)鍵與能量變化的關(guān)系難點從本質(zhì)上(微觀結(jié)構(gòu)角度)理解化學(xué)反應(yīng)中能量的變化，從而建立起科學(xué)的能量變化觀知識結(jié)構(gòu)與板書設(shè)計第二章化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié)化學(xué)能與熱能一、化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化放熱反應(yīng)：放出熱的化學(xué)反應(yīng)吸熱反應(yīng)：吸收熱的化學(xué)反應(yīng)1、鋁與鹽酸反應(yīng)中的能量變化結(jié)論：鋁與鹽酸反應(yīng)放熱2、Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應(yīng)中的能量變化結(jié)論：該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)3、酸堿中和反應(yīng)中的能量變化結(jié)論：該反應(yīng)是放熱反應(yīng)酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時所釋放的熱量稱為中和熱。二、常見的吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)1、放熱反應(yīng)：①燃燒反應(yīng)；②酸堿中和反應(yīng)；③金屬與酸或水的反應(yīng)；④物質(zhì)的緩慢氧化⑤大部分化合反應(yīng)2、吸熱反應(yīng)：①大部分分解反應(yīng)②Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl；③C+CO2；C+H2O；H2+CuO；Fe+H2O（g）；三、化學(xué)能的利用教學(xué)過程教學(xué)步驟、內(nèi)容教學(xué)方法【板書】一、化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化【講解】化學(xué)反應(yīng)的過程中伴隨著能量變化,通常表現(xiàn)為熱量的變化放熱反應(yīng)：放出熱的化學(xué)反應(yīng)【板書】化學(xué)反應(yīng)吸熱反應(yīng)：吸收熱的化學(xué)反應(yīng)【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?！咎釂枴繂柺裁疵藁梢匀紵?，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(yīng)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(yīng)放出熱量使得棉花溫度升高從而達到棉花的著火點【設(shè)問】熱能是能量的一種表現(xiàn)形式。那么，除剛才的這個反應(yīng)，其它的化學(xué)反應(yīng)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(xué)生回答并舉例【歸納小結(jié)】物質(zhì)在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)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(yīng)表現(xiàn)為還有光能、電能的變化）【板書】一、化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化【設(shè)疑】那么，化學(xué)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(xué)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(yīng)能量的變化【板書】1、鋁條與鹽酸的反應(yīng)能量的變化【投影】實驗步驟：在試管里加入23mL6mol/L的鹽酸，再插入鋁條，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(dāng)反應(yīng)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：鋁與稀酸和弱酸反應(yīng)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。盡量使用純度好的鋁條，反應(yīng)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(yīng)放熱，用溫度計測量效果會更好。【投影小結(jié)】實驗現(xiàn)象有氣泡產(chǎn)生；用溫度計測量，水銀柱上升離子反應(yīng)2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑實驗結(jié)論活潑金屬與酸反應(yīng)是放熱反應(yīng)【板書】結(jié)論：鋁與鹽酸反應(yīng)放熱【實驗二】Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應(yīng)中的能量變化【板書】2、Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應(yīng)中的能量變化【投影實驗】【講解】注意事項：這個實驗成功的關(guān)鍵是在短時間內(nèi)反應(yīng)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(yīng)屬于固相反應(yīng)，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(yīng)；（3）反應(yīng)放出有刺激性氣味的氨氣，會造成學(xué)習(xí)環(huán)境的污染，所以要注意對氨氣的吸收?！就队靶〗Y(jié)】實驗現(xiàn)象聞到刺激性氣味，燒杯壁發(fā)涼；玻璃片和燒杯黏結(jié)在一起，混合物呈糊狀化學(xué)反應(yīng)Ba(OH)2·8H2O＋2NH4Cl=BaCl2＋2NH3↑＋10H2O實驗結(jié)論該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)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(yīng)物成糊狀的原因：結(jié)冰粘結(jié)【板書】結(jié)論：該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)【實驗三】酸堿中和反應(yīng)中的能量變化【板書】3、酸堿中和反應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)都放熱呢？下面讓我們做一組對比實驗?！驹O(shè)疑】對實驗進行原理性抽象──為什么強酸與強堿發(fā)生反應(yīng)時都會放出熱量？【講解】由此可見，強酸與強堿的反應(yīng)的化學(xué)方程式雖然不同，反應(yīng)物也不同，但是它們的反應(yīng)本質(zhì)相同，都是H+與OH離子反應(yīng)生成水的反應(yīng)，屬于中和反應(yīng)，其離子方程式都是：H++OH=H2O。所以，可提出推測，即中和反應(yīng)都放熱?！景鍟拷Y(jié)論：該反應(yīng)是放熱反應(yīng)3、酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)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(jié)一下常見的吸放熱反應(yīng)【板書】二、常見的吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)1、放熱反應(yīng)：（1）、燃料的燃燒C+O2＝CO2（2）、中和反應(yīng)HCl+NaOH=NaCl+H2O（3）、活潑金屬與水或酸的反應(yīng)（4）、大部分化合反應(yīng)（5）、食物的緩慢氧化【板書】2、吸熱反應(yīng)（1）、大多數(shù)分解反應(yīng)：CaCO3=CaO+CO2↑（2）、Ba(OH)2·8H2O晶體與NH4Cl晶體的反應(yīng)：Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl＝BaCl2+2NH3↑+10H2O(3）、碳與CO2氣體的反應(yīng)：C+CO2＝2CO(4)、碳與水蒸氣的反應(yīng)：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(xué)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(xué)家們也常常利用熱能使很多化學(xué)反應(yīng)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?；瘜W(xué)反應(yīng)伴隨著能量變化是化學(xué)反應(yīng)的一大特征。化學(xué)物質(zhì)的化學(xué)能通過化學(xué)反應(yīng)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(xué)能又是人們進行化學(xué)科研創(chuàng)造新物質(zhì)不可缺少的條件和途徑。【學(xué)生閱讀】科學(xué)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(xué)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(xué)反應(yīng)（生化反應(yīng)）釋放出能量，維持人的生理活動。…生物氧化是在…。在分子水平上，化學(xué)和生物學(xué)正在出現(xiàn)交叉和融合。化學(xué)必將對生物與生命科學(xué)的發(fā)展做出更大的貢獻?！景鍟咳?、化學(xué)能的利用【投影】1、社會發(fā)展與能源利用（圖23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24中國古代制陶圖）【講解】柴草時期(火的發(fā)現(xiàn)至18世紀(jì)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(xué)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25汽車發(fā)動機汽缸中燃料燃燒）【講解】化石能源時期(18世紀(jì)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(jié)構(gòu)時期：【講解】多能源結(jié)構(gòu)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(jié)】化學(xué)反應(yīng)伴隨著能量變化是化學(xué)反應(yīng)的基本特征之一?；瘜W(xué)物質(zhì)中的化學(xué)能通過化學(xué)反應(yīng)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(xué)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?！菊n堂練習(xí)】1、下列說法不正確的是