2019-2020年高中化學(xué)化學(xué)能與熱能教案16 新人教版必修2教學(xué)目標(biāo)：1通過科學(xué)探究活動，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中認(rèn)識和感受化學(xué)能與熱能之間相互轉(zhuǎn)化及其研究過程，學(xué)會定性和定量的研究化學(xué)反應(yīng)中熱量變化的科學(xué)方法。2拓寬學(xué)生的科學(xué)視野，使學(xué)生建立正確的能量觀。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：復(fù)習(xí)1化學(xué)鍵與反應(yīng)中能量變化關(guān)系？2反應(yīng)吸放熱與反應(yīng)中能量關(guān)系？過渡上一節(jié)我們從理論上對反應(yīng)放吸熱進(jìn)行了探討，這節(jié)課我們主要通過實(shí)驗(yàn)來探討分析反應(yīng)過程中的吸放熱問題。實(shí)驗(yàn)2-1講解注意事項(xiàng)：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(qiáng)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，用手觸摸才能明顯感覺到反應(yīng)放熱，用溫度計(jì)測量效果會更好。分組實(shí)驗(yàn)巡視指導(dǎo)填寫實(shí)驗(yàn)記錄 實(shí)驗(yàn)步驟*眼睛看到的現(xiàn)象用手觸摸的感覺用溫度計(jì)測量的數(shù)據(jù)在一支試管中加入23mL6mol/L的鹽酸溶液向含有鹽酸溶液的試管中插入用砂紙打磨光的鋁條結(jié)論思考與討論1.鋁與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。2.在反應(yīng)過程中你將能看到什么現(xiàn)象？3.用眼睛不能直接觀察到反應(yīng)中的熱量變化，你將采取哪些簡單易行的辦法來了解反應(yīng)中的熱量變化？4.要明顯的感知或測量反應(yīng)中的熱量變化，你在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意哪些問題？反思與評價(jià)（一）個(gè)人反思和總結(jié)1.通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)銓W(xué)到了哪些化學(xué)知識？學(xué)會了哪些實(shí)驗(yàn)方法？2.在整個(gè)過程中，你最滿意的做法是什么？你最不滿意的做法是什么？（二）組內(nèi)交流和評價(jià)1.在思考、討論過程中，同組成員給了你哪些啟示？你又給了同組成員哪些啟示？2.在實(shí)驗(yàn)過程中，同組成員給了你哪些幫助？你又給了同組成員哪些幫助？（三）組間交流和評價(jià)1.當(dāng)聽完其他小組的匯報(bào)后，發(fā)現(xiàn)他們的哪些做法比你們小組的好？哪些不如你們的好？2.當(dāng)聽完其他小組的匯報(bào)后，你是否又有了新的想法？實(shí)驗(yàn)2-2講解注意事項(xiàng)：這個(gè)實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是在短時(shí)間內(nèi)反應(yīng)充分進(jìn)行，使體系溫度快速降低，將玻璃片上的水凝固。實(shí)驗(yàn)中要注意兩點(diǎn)：（1）將Ba(OH)28H2O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。分組實(shí)驗(yàn)閱讀教材并根據(jù)已有知識設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)步驟如下：填寫實(shí)驗(yàn)記錄實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論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{(lán)有NH3氣生成用手觸摸燒杯下部感覺燒杯變涼反應(yīng)吸熱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(yīng)吸收熱量使體系溫度降低，使水結(jié)成冰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反應(yīng)完后移走燒杯上的多孔塑料片，觀察反應(yīng)物混合物成糊狀有水生成用化學(xué)方程式表示上述反應(yīng)：Ba(OH)28H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3+10H2O反思與評價(jià)1.整個(gè)實(shí)驗(yàn)中有哪些創(chuàng)新之處？2.在實(shí)驗(yàn)過程中對你最有啟迪的是什么？實(shí)驗(yàn)2-3講解實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：通過三組強(qiáng)酸和強(qiáng)堿之間的反應(yīng)對比實(shí)驗(yàn)，定性的抽象出“中和熱”概念。在實(shí)驗(yàn)中要注意：（1）三組實(shí)驗(yàn)所處條件要相同，如使用的儀器、外界環(huán)境中溫度和壓強(qiáng)要相同；（2）三組實(shí)驗(yàn)酸和堿的用量要相同，以保證生成水的量相同（3）控制相同的反應(yīng)時(shí)間。學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)三個(gè)學(xué)生分成一組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其中每個(gè)學(xué)生做一個(gè)實(shí)驗(yàn)并記錄現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，供組內(nèi)交流、比較使用，然后討論得出結(jié)論。最后向全班匯報(bào)，進(jìn)行組間交流。步驟一：三個(gè)學(xué)生各取一個(gè)大小相同的試管，分別做一個(gè)實(shí)驗(yàn)并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。步驟二：匯總實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)并列表比較。步驟三：對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行原理性抽象為什么強(qiáng)酸與強(qiáng)堿發(fā)生反應(yīng)時(shí)都會放出熱量？填寫實(shí)驗(yàn)記錄反應(yīng)物及用量酸HNO3 50 mL 1 mol/LHCl 50 mL 1 mol/LHCl 50 mL 1mol/L堿NaOH 50 mL 1 mol/LNaOH 50 mL 1 mol/LKOH 50 mL 1mol/L混合前溫度室溫室溫室溫混合后溫度t1t2t3結(jié) 論HNO3與NaOH發(fā)生中和反應(yīng)時(shí)放熱HCl與NaOH發(fā)生中和反應(yīng)時(shí)放熱HCl與KOH發(fā)生中和反應(yīng)時(shí)放熱對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行歸納和概括強(qiáng)酸與強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)時(shí)放出熱量討論分析三個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式和離子方程式分別為：HNO3+NaOH=NaNO3+H2O，H+ + OH- = H2OHCl+NaOH=NaCl+H2O，H+ OH- = H2OHCl+KOH=KCl+H2O，H+ + OH- = H2O小組發(fā)言由此可見，三個(gè)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。由于三個(gè)反應(yīng)中H+和OH-離子的量都相等，則生成水的量也相等，故放出的熱量也相等（在上述三個(gè)實(shí)驗(yàn)中，溫度上升的幅度接近）。概念酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時(shí)所釋放的熱量稱為中和熱。板書1、2Al+6HCl=2AlCl3+3H2反應(yīng)放熱Ba(OH)28H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3+10H2O反應(yīng)吸熱H+ + OH- = H2O反應(yīng)放熱小組分析利用第一課時(shí)所學(xué)的知識，從理論上分析以上反應(yīng)為何是吸熱或放熱反應(yīng)小組發(fā)言利用投影評價(jià)。講述化學(xué)反應(yīng)大部分為放熱反應(yīng)，如，鋁片與鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng)。木炭、氫氣、甲烷等在氧氣中的燃燒反應(yīng)也都是放熱反應(yīng)。少部分是吸熱反應(yīng)，如二氧化碳與碳的反應(yīng)。學(xué)與問這里所列舉的兩類反應(yīng)說明了化學(xué)反應(yīng)與熱能之間的辯證關(guān)系以及它們之間的相互轉(zhuǎn)化：一方面，用煤、石油、天然氣的燃燒放熱來說明化學(xué)能向熱能的轉(zhuǎn)化，人們利用這些化學(xué)反應(yīng)獲取能量；另一方面，用CaCO3經(jīng)過高溫煅燒分解生成CaO來闡述熱能對化學(xué)反應(yīng)的支持作用，人們利用熱能來完成常溫下很難發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。思考與交流如何通過實(shí)驗(yàn)來測定鹽酸與氫氧化鈉反應(yīng)的中和熱？你認(rèn)為再設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置和操作時(shí)注意那些問題？你準(zhǔn)備如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？提示在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置和操作時(shí)應(yīng)從兩個(gè)方面考慮，一是注重“量”的問題，如 反應(yīng)物的濃度和體積取定值； 測量反應(yīng)前后的溫度值； 做平行實(shí)驗(yàn)取平均值。二是盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差，如 用經(jīng)過標(biāo)定的鹽酸和氫氧化鈉溶液； 量液器最好使用移液管； 攪拌使反應(yīng)充分進(jìn)行； 及時(shí)散熱，使混合液溫度均衡； 溫度計(jì)的精確度高，最好使用精度為0.1 或更高的溫度計(jì)； 鹽酸跟氫氧化鈉溶液混合后液面上方的空間盡可能?。?使用絕緣裝置，避免熱量散發(fā)到反應(yīng)體系之外； 溫度計(jì)要讀準(zhǔn)確。講述人類不但利用化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的原理來獲取所需的能量進(jìn)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?；瘜W(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(jìn)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?；瘜W(xué)必將對生物與生命科學(xué)的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。 問題1、生物氧化與化學(xué)氧化有是什么異同？ 2、化學(xué)與生物學(xué)能否出現(xiàn)交叉？為什么？ 板書2、（1）生物體中的能量變化(圖2-2太陽能與人類生存)投影圖2-2太陽能與人類共存科學(xué)視野投影：1、社會發(fā)展與能源利用（圖2-3不同社會發(fā)展水平時(shí)期的人均耗能量）閱讀：2、人類利用能源的三個(gè)階段柴草時(shí)期：（圖2-4中國古代制陶圖）化石能源時(shí)期：（圖2-5汽車發(fā)動機(jī)汽缸中燃料燃燒）多能源結(jié)構(gòu)時(shí)期：板書 （2）社會發(fā)展與能源利用小結(jié)略作業(yè)P33 4、5、6、7、8板書計(jì)劃 12Al+6HCl=2AlCl3+3H2反應(yīng)放熱Ba(OH)28H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3+10H2O反應(yīng)吸熱H+ + OH- = H2O反應(yīng)放熱2（1）生物體中的能量變化（2）社會發(fā)展與能源利用研究性實(shí)驗(yàn) 【簡易冰袋的制取】實(shí)驗(yàn)報(bào)告單實(shí)驗(yàn)?zāi)康模貉芯亢喴妆脑怼⑿Ч约皩?shí)際應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)材料：碳酸鈉、硝酸銨、塑料薄膜袋、玻璃片、兩個(gè)相同的易拉罐、兩個(gè)香蕉。實(shí)驗(yàn)原理：碳酸鈉與硝酸銨反應(yīng)要吸熱。 1冰袋效果的實(shí)驗(yàn)過程：將碳酸鈉與硝酸銨以3:2、1:1、1:2，3:1的不同比例混合，裝入大薄膜袋中，把袋放在一塊沾水的玻璃片上。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：2分鐘后，以3:2比例的冰袋上先出現(xiàn)小冰晶，而其它三個(gè)冰袋出現(xiàn)冰晶要慢，且不明顯。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：碳酸鈉與硝酸銨反應(yīng)時(shí)，按3:2的比例配制制冰袋效果最佳。2、冰袋的實(shí)際應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)過程：在以上的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，用兩根差不多的新鮮香蕉，一根放在以3:2比例配制的簡易冰袋的易拉罐里，另一根放在無冰袋的易拉罐里。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：放在有簡易冰袋的易拉罐里的香蕉溫度下降，而無冰袋的香蕉無現(xiàn)象。7天后觀察，有簡易冰袋的香蕉明顯比另一根香蕉新鮮一些。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：用3:2比例配制的簡易冰袋適用于保存食物。