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

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2019-2020年人教版高中化學必修二 2-1 化學能與熱能（教案）2 教學目標 知識與技能： 1、知道化學鍵的斷裂和形成是化學反應中能量變化的主要原因；了解放熱反應和吸熱反應，知道一個化學反應是吸收能量還是放出能量的決定因素； 2、通過實例和實驗，了解化學能與熱能的相互轉化，了解化學能轉化為熱能的應用及其對人類文明發(fā)展的貢獻。 過程與方法：1、通過實驗，理解化學反應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、通過科學探究和學生活動，讓學生在實驗探究中認識和感受化學能與熱能之間的相互轉化。 情感態(tài)度與價值觀：通過實驗培養(yǎng)學生的探究意識，提高學生的觀察、思考的能力，體現(xiàn)合作學習，讓學生自主地獲取知識，感受到學習的樂趣。 教學重點：化學能與熱能之間的內在聯(lián)系以及化學能與熱能的相互轉化 教學難點：從本質上（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 教學過程： [[創(chuàng)設問題情景] 氫氣和氯氣的混合氣體遇到強光會發(fā)生什么現(xiàn)象？為什么？ [學生思考、討論] 氫氣和氯氣的混合氣體遇到強光會發(fā)生爆炸。這是因為反應在有限的空間里進行，放出大量的熱，使周圍氣體急劇膨脹。 [進一步思考] 反應中的熱量由何而來？ 氫氣和氯氣反應的本質是什么？ [學生思考、討論] 從化學鍵角度分析氫氣和氯氣反應的本質。 板書：一、化學鍵與化學反應中能量的變化關系 [教師補充講解] 化學反應的本質是反應物中化學鍵的斷裂和生成物中化學鍵的形成?；瘜W鍵是物質內部微粒之間強烈的相互作用，斷開反應物中的化學鍵需要吸收能量，形成生成物中的化學鍵要放出能量。氫氣和氯氣反應的本質是在一定的條件下，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”，多余的能量就會以熱量的形式釋放出來。 [歸納小結] 1、 化學鍵的斷裂和形成是化學反應中能量變化的主要原因。 2、 能量是守恒的。 [練習反饋] 已知拆開1molH2中的化學鍵要吸收436kJ的能量，拆開1molO2中的化學鍵要吸收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反應中能量變化的主要原因，那么，又怎樣從宏觀的角度來判斷一個反應到底是放熱還是吸熱的呢？各種物質中都含有化學鍵，因而我們可以理解為各種物質中都儲存有化學能?；瘜W能是能量的一種形式，它可以轉化為其他形式的能量。不同物質由于組成、結構不同，因而所包含的化學能也不同。在化學反應中，隨著物質的變化，化學能也隨之改變，如H2 與Cl2、O2的反應。那么，一個化學反應吸收能量還是放出能量是由什么決定的呢？ [學生討論、交流] 1、一個確定的化學反應在發(fā)生過程中是吸收能量還是放出能量取決于反應物 的總能量和生成物的總能量的相對大小。 2、畫出反應物、生成物總能量的大小與反應中能量變化的關系示意圖。 [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，試從化學鍵和物質所含能量的角度分析氣原因，并說明反應過程中能量的轉變形式。 [提出問題] 前面我們通過對具體反應的分析，從微觀和宏觀兩個角度探討了化學反應中能量變化的主要原因，知道了化學能和其它能量是可以相互轉變的，還知道化學反應中能量變化通常表現(xiàn)為熱量的變化。那么，怎樣把物質變化和熱量變化統(tǒng)一地表達出來呢？你可以在和同學討論的基礎上提出自己的想法，并對其他同學提出的表達方式作出評價。 [創(chuàng)設問題情景] 在一支試管中放入一小塊生石灰，加入少量水，讓學生觀察實驗現(xiàn)象，再讓學生用手觸摸試管外壁，然后要求學生回答觀察到了什么現(xiàn)象？觸摸試管外壁時有何感覺？說明什么問題？并要求學生寫出反應方程式。 [結論] 生石灰與水反應生成糊狀的氫氧化鈣，試管發(fā)燙，說明反應放出了熱能。 [聯(lián)系實際]農村建造房子時“發(fā)灰”（即生石灰加水生成熟石灰的反應），鄰居們便會拿雞蛋或蕃薯埋到灰（生石灰）里，很快雞蛋或蕃薯就會熟透了？這其中的道理是什么呢？ [講解分析] [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。 [學生舉例、說明] [歸納小結]物質在發(fā)生化學反應的同時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、化學能與熱能的相互轉化 [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。 [演示實驗]鋁片與鹽酸的反應 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，并用溫度計測量溶液溫度的變化． [記錄現(xiàn)象]有氣泡冒出，用手觸摸有熱的感覺 [得出結論] 鋁與鹽酸反應的過程放出熱量。 [演示實驗] [記錄現(xiàn)象] 有刺激性氣味氣體產(chǎn)生；玻璃片上的水結成冰，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 [得出結論] Ba(OH)28H2O與NH4Cl反應的過程吸收熱量 [小結]化學反應中的能量變化經(jīng)常表現(xiàn)為熱量的變化，有的放熱，有的吸熱。 （1）有熱量放出的化學反應叫做放熱反應 （2）吸收熱量的化學反應叫做吸熱反應 [設疑]通過前面的學習，我們知道燃燒反應、金屬與酸的反應是放熱的，而氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體的反應是吸熱的，那么，作為一類重要而常見的反應，酸與堿的中和反應是放熱的還是吸熱的呢？下面，我們通過實驗來揭開這個秘密。 [演示實驗] 實驗步驟 溫度(℃) 量取20mL6mol/LHCl，倒入小燒杯，測其溫度 量取20mL6mol/L的NaOH，倒入小燒杯，測其溫度 將NaOH 溶液緩慢傾入盛有鹽酸的燒杯中，邊加邊攪拌，測其溫度 [討論與交流] 1、通過實驗，你得出什么結論？如何解釋？ 2、通過這個實驗，你學到了哪些知識？學會了哪些研究方法？ 3、要明顯的感知或測量反應中的熱量變化，實驗中應注意哪些問題？假如要讓你設計一個能較準確地測量反應中熱量變化的裝置，它的大體構造是怎樣的，你可以和同學交流探討共同確定。 [教師講解]中和反應都是放熱反應。中和熱：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。 [歸納小結] 常見的放熱反應： （1）所有燃燒反應 （2）中和反應 （3）大多數(shù)化合反應 （4）活潑金屬跟水或酸反應 （5）物質的緩慢氧化 常見的吸熱反應： （1）大多數(shù)分解反應 （2）幾個物質的例子 C+CO2＝2CO H2+CuO＝Cu+H2O C+ H2O＝CO+H2 Ba(OH)2 8H2O+2NH4Cl＝BaCl2+2NH3↑+ 10 H2O 等。 板書設計： 第二章 化學反應與能量 第一節(jié) 化學能與熱能 一、化學鍵與化學反應中能量變的關系 1、化學反應的本質： 斷鍵吸收的總能量 < 成鍵放出的總能量 化學反應放出能量 斷鍵吸收的總能量 > 成鍵放出的總能量 化學反應吸收能量 2、化學反應中反應物和生成物的總能量的大小 反應物的總能量＞生成物的總能量 化學反應放出能量 反應物的總能量＜生成物的總能量 化學反應吸收能量 3、放熱反應和吸熱反應 化學反應中放出能量的反應稱為放熱反應。 化學反應中吸收能量的反應稱為吸熱反應。 二、實驗探究 實驗一：鋁與鹽酸反應 方程：6HCL+2AL=3H2 ↑+2ALCL 結論：鋁與鹽酸反應放出熱量 實驗二：氫氧化鋇晶體和氯化銨晶體的反應 方程：Ba(OH)28H2O+2NH4Cl==BaCl2+2NH3↑+10H2O 結論：氫氧化鋇晶體和氯化銨晶體的反應吸收熱量 實驗三：酸堿中和反應 結論：酸堿發(fā)生中和反應放出熱量 三、常見的放熱、吸熱反應 四、化學能與熱能的應用 教學回顧： 本節(jié)課我們結合已有的知識經(jīng)驗，以實驗為主要的研究手段，初步探討了化學反應中的能量變化及其主要形式。通過實驗引導學生學習易于掌握。課堂教學效果較好。