2019-2020年人教版高中化學(xué)必修二 2-1 化學(xué)能與熱能（教案）2.doc

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2019-2020年人教版高中化學(xué)必修二 2-1 化學(xué)能與熱能（教案）2 教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)與技能： 1、知道化學(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；了解放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)，知道一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是吸收能量還是放出能量的決定因素； 2、通過實(shí)例和實(shí)驗(yàn)，了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化，了解化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的應(yīng)用及其對(duì)人類文明發(fā)展的貢獻(xiàn)。 過程與方法：1、通過實(shí)驗(yàn)，理解化學(xué)反應(yīng)中能量變化主要表現(xiàn)為熱量形式，形成吸熱和放熱的概念； 2、通過科學(xué)探究和學(xué)生活動(dòng)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中認(rèn)識(shí)和感受化學(xué)能與熱能之間的相互轉(zhuǎn)化。 情感態(tài)度與價(jià)值觀：通過實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)，提高學(xué)生的觀察、思考的能力，體現(xiàn)合作學(xué)習(xí)，讓學(xué)生自主地獲取知識(shí)，感受到學(xué)習(xí)的樂趣。 教學(xué)重點(diǎn)：化學(xué)能與熱能之間的內(nèi)在聯(lián)系以及化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化 教學(xué)難點(diǎn)：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 教學(xué)過程： [[創(chuàng)設(shè)問題情景] 氫氣和氯氣的混合氣體遇到強(qiáng)光會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？為什么？ [學(xué)生思考、討論] 氫氣和氯氣的混合氣體遇到強(qiáng)光會(huì)發(fā)生爆炸。這是因?yàn)榉磻?yīng)在有限的空間里進(jìn)行，放出大量的熱，使周圍氣體急劇膨脹。 [進(jìn)一步思考] 反應(yīng)中的熱量由何而來(lái)？ 氫氣和氯氣反應(yīng)的本質(zhì)是什么？ [學(xué)生思考、討論] 從化學(xué)鍵角度分析氫氣和氯氣反應(yīng)的本質(zhì)。 板書：一、化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量的變化關(guān)系 [教師補(bǔ)充講解] 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?；瘜W(xué)鍵是物質(zhì)內(nèi)部微粒之間強(qiáng)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H-H鍵和Cl-Cl鍵斷開，氫原子和氯原子通過形成H-Cl鍵而結(jié)合成HCl分子。1molH2中含有1molH-H鍵，1mol Cl2中含有1mol Cl-Cl鍵，在25℃和101kPa的條件下，斷開1molH-H鍵要吸收436kJ的能量，斷開1mol Cl-Cl鍵要吸收242 kJ的能量，而形成1molHCl分子中的H-Cl鍵會(huì)放出431 kJ的能量。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(huì)以熱量的形式釋放出來(lái)。 [歸納小結(jié)] 1、 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。 2、 能量是守恒的。 [練習(xí)反饋] 已知拆開1molH2中的化學(xué)鍵要吸收436kJ的能量，拆開1molO2中的化學(xué)鍵要吸收496 kJ的能量，形成水分子中的1mol H-O鍵要放出463 kJ的能量，試說(shuō)明2H2+O2=2H2O中的能量變化。 [講解] 剛才我們從微觀的角度分析了化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因，那么，又怎樣從宏觀的角度來(lái)判斷一個(gè)反應(yīng)到底是放熱還是吸熱的呢？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(chǔ)存有化學(xué)能?；瘜W(xué)能是能量的一種形式，它可以轉(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。在化學(xué)反應(yīng)中，隨著物質(zhì)的變化，化學(xué)能也隨之改變，如H2 與Cl2、O2的反應(yīng)。那么，一個(gè)化學(xué)反應(yīng)吸收能量還是放出能量是由什么決定的呢？ [學(xué)生討論、交流] 1、一個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)在發(fā)生過程中是吸收能量還是放出能量取決于反應(yīng)物 的總能量和生成物的總能量的相對(duì)大小。 2、畫出反應(yīng)物、生成物總能量的大小與反應(yīng)中能量變化的關(guān)系示意圖。 [思考與分析] 甲烷燃燒要放出熱量，水電解產(chǎn)生氫氣和氧氣，試從化學(xué)鍵和物質(zhì)所含能量的角度分析氣原因，并說(shuō)明反應(yīng)過程中能量的轉(zhuǎn)變形式。 [提出問題] 前面我們通過對(duì)具體反應(yīng)的分析，從微觀和宏觀兩個(gè)角度探討了化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因，知道了化學(xué)能和其它能量是可以相互轉(zhuǎn)變的，還知道化學(xué)反應(yīng)中能量變化通常表現(xiàn)為熱量的變化。那么，怎樣把物質(zhì)變化和熱量變化統(tǒng)一地表達(dá)出來(lái)呢？你可以在和同學(xué)討論的基礎(chǔ)上提出自己的想法，并對(duì)其他同學(xué)提出的表達(dá)方式作出評(píng)價(jià)。 [創(chuàng)設(shè)問題情景] 在一支試管中放入一小塊生石灰，加入少量水，讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，再讓學(xué)生用手觸摸試管外壁，然后要求學(xué)生回答觀察到了什么現(xiàn)象？觸摸試管外壁時(shí)有何感覺？說(shuō)明什么問題？并要求學(xué)生寫出反應(yīng)方程式。 [結(jié)論] 生石灰與水反應(yīng)生成糊狀的氫氧化鈣，試管發(fā)燙，說(shuō)明反應(yīng)放出了熱能。 [聯(lián)系實(shí)際]農(nóng)村建造房子時(shí)“發(fā)灰”（即生石灰加水生成熟石灰的反應(yīng)），鄰居們便會(huì)拿雞蛋或蕃薯埋到灰（生石灰）里，很快雞蛋或蕃薯就會(huì)熟透了？這其中的道理是什么呢？ [講解分析] [設(shè)問]熱能是能量的一種表現(xiàn)形式。那么，除剛才的這個(gè)反應(yīng)，其它的化學(xué)反應(yīng)過程中是不是也會(huì)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(shí)經(jīng)驗(yàn)舉例說(shuō)明。 [學(xué)生舉例、說(shuō)明] [歸納小結(jié)]物質(zhì)在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的同時(shí)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。 板書：二、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(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)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。 [演示實(shí)驗(yàn)]鋁片與鹽酸的反應(yīng) 在一支試管中加入2-3mL６mol/L的鹽酸，再插入用砂紙打磨光的鋁條，觀察現(xiàn)象，并用溫度計(jì)測(cè)量溶液溫度的變化． [記錄現(xiàn)象]有氣泡冒出，用手觸摸有熱的感覺 [得出結(jié)論] 鋁與鹽酸反應(yīng)的過程放出熱量。 [演示實(shí)驗(yàn)] [記錄現(xiàn)象] 有刺激性氣味氣體產(chǎn)生；玻璃片上的水結(jié)成冰，玻璃片與燒杯底被冰粘在了一起；用手觸摸杯壁下部，有冰涼的感覺。 Ba(OH)28H2O+2NH4Cl = BaCl2+ 2NH3↑+10H2O [得出結(jié)論] Ba(OH)28H2O與NH4Cl反應(yīng)的過程吸收熱量 [小結(jié)]化學(xué)反應(yīng)中的能量變化經(jīng)常表現(xiàn)為熱量的變化，有的放熱，有的吸熱。 （1）有熱量放出的化學(xué)反應(yīng)叫做放熱反應(yīng) （2）吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)叫做吸熱反應(yīng) [設(shè)疑]通過前面的學(xué)習(xí)，我們知道燃燒反應(yīng)、金屬與酸的反應(yīng)是放熱的，而氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體的反應(yīng)是吸熱的，那么，作為一類重要而常見的反應(yīng)，酸與堿的中和反應(yīng)是放熱的還是吸熱的呢？下面，我們通過實(shí)驗(yàn)來(lái)揭開這個(gè)秘密。 [演示實(shí)驗(yàn)] 實(shí)驗(yàn)步驟 溫度(℃) 量取20mL6mol/LHCl，倒入小燒杯，測(cè)其溫度 量取20mL6mol/L的NaOH，倒入小燒杯，測(cè)其溫度 將NaOH 溶液緩慢傾入盛有鹽酸的燒杯中，邊加邊攪拌，測(cè)其溫度 [討論與交流] 1、通過實(shí)驗(yàn)，你得出什么結(jié)論？如何解釋？ 2、通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，你學(xué)到了哪些知識(shí)？學(xué)會(huì)了哪些研究方法？ 3、要明顯的感知或測(cè)量反應(yīng)中的熱量變化，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意哪些問題？假如要讓你設(shè)計(jì)一個(gè)能較準(zhǔn)確地測(cè)量反應(yīng)中熱量變化的裝置，它的大體構(gòu)造是怎樣的，你可以和同學(xué)交流探討共同確定。 [教師講解]中和反應(yīng)都是放熱反應(yīng)。中和熱：酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時(shí)所釋放的熱量稱為中和熱。 [歸納小結(jié)] 常見的放熱反應(yīng)： （1）所有燃燒反應(yīng) （2）中和反應(yīng) （3）大多數(shù)化合反應(yīng) （4）活潑金屬跟水或酸反應(yīng) （5）物質(zhì)的緩慢氧化 常見的吸熱反應(yīng)： （1）大多數(shù)分解反應(yīng) （2）幾個(gè)物質(zhì)的例子 C+CO2＝2CO H2+CuO＝Cu+H2O C+ H2O＝CO+H2 Ba(OH)2 8H2O+2NH4Cl＝BaCl2+2NH3↑+ 10 H2O 等。 板書設(shè)計(jì)： 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)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變的關(guān)系 1、化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)： 斷鍵吸收的總能量 < 成鍵放出的總能量 化學(xué)反應(yīng)放出能量 斷鍵吸收的總能量 > 成鍵放出的總能量 化學(xué)反應(yīng)吸收能量 2、化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物和生成物的總能量的大小 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 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 3、放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng) 化學(xué)反應(yīng)中放出能量的反應(yīng)稱為放熱反應(yīng)。 化學(xué)反應(yīng)中吸收能量的反應(yīng)稱為吸熱反應(yīng)。 二、實(shí)驗(yàn)探究 實(shí)驗(yàn)一：鋁與鹽酸反應(yīng) 方程：6HCL+2AL=3H2 ↑+2ALCL 結(jié)論：鋁與鹽酸反應(yīng)放出熱量 實(shí)驗(yàn)二：氫氧化鋇晶體和氯化銨晶體的反應(yīng) 方程：Ba(OH)28H2O+2NH4Cl==BaCl2+2NH3↑+10H2O 結(jié)論：氫氧化鋇晶體和氯化銨晶體的反應(yīng)吸收熱量 實(shí)驗(yàn)三：酸堿中和反應(yīng) 結(jié)論：酸堿發(fā)生中和反應(yīng)放出熱量 三、常見的放熱、吸熱反應(yīng) 四、化學(xué)能與熱能的應(yīng)用 教學(xué)回顧： 本節(jié)課我們結(jié)合已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，以實(shí)驗(yàn)為主要的研究手段，初步探討了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化及其主要形式。通過實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)易于掌握。課堂教學(xué)效果較好。