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2019-2020年高中化學《化學能與熱能》教案18 新人教版必修2 三維目標 知識與技能 1、能從化學鍵的角度理解化學反應中能量變化的主要原因 2、通過化學能與熱能的相互轉(zhuǎn)變，理解“能量守恒定律” 過程與方法 能從微觀的角度來解釋宏觀化學現(xiàn)象，進一步發(fā)展想象能力。 情感態(tài)度與價值觀 1、初步建立起科學的能量觀，加深對化學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 教學重點 1.化學能與熱能的內(nèi)在聯(lián)系及相互轉(zhuǎn)變。 2.從本質(zhì)上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。 教學難點 1.化學能與熱能的內(nèi)在聯(lián)系及相互轉(zhuǎn)變。 2.從本質(zhì)上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。 教學方法 啟發(fā)引導、探究式 教學媒體 多媒體 教學過程 [情景引入] 煤、石油、天然氣的主要化學成分是烴類等有機物（煤中含有大量的碳），它們?nèi)紵龝r放出熱能。你一定想知道，這種能量從何而來?它與化學物質(zhì)和化學反應有什么關(guān)系？石灰石（主要成分是碳酸鈣）要經(jīng)過高溫煅燒才能變成生石灰，高溫提供的熱能在石灰石的分解反應中起到什么作用？ [講解] 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，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，人們利用熱能來完成常溫下很難發(fā)生的化學反應。 [設(shè)問]不同的燃料其組成不同，燃燒后放出的熱量也不相等。為什么不同的燃料燃燒時放出的熱量會不同？燃料在燃燒反應中產(chǎn)生的熱能來自哪里？ [思考討論] 以氫氣在氯氣中燃燒為例，從化學鍵角度分析反應熱量變化的本質(zhì)。 [板書]一、化學鍵與化學反應中能量的變化關(guān)系 [教師講解] 化學反應的本質(zhì)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(zhì)內(nèi)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(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。 [課堂練習]在反應H2 + Cl2 ＝ 2HCl中，已知H－H鍵能為436kJ/mol，Cl－Cl鍵能為247kJ/mol，H－Cl鍵能為431kJ/mol，判斷該反應是 反應 [講解分析] (1)化學鍵斷裂時需要吸收能量。吸收總能量為：436kJ＋247kJ＝683 kJ， (2)化學鍵形成時需要釋放能量。釋放總能量為：431kJ＋431kJ＝862 kJ， (3)反應中放出的熱量的計算：862kJ—683kJ=179kJ [問題思考]在化學反應中，隨著物質(zhì)的變化，既有反應物中化學鍵的斷裂，又有生成物中化學鍵的形成，化學能也隨之而改變。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？ [討論分析]以流水作類比，分析得出結(jié)論：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，決定于反應物的總能量與生成物的總能量的相對大小。 [歸納小結(jié)]取決于所有斷鍵吸收的總能量與所有形成新鍵放出的總能量的相對大小，即取決于反應物的總能量與生成物的總能量的相對大小。 （1）若E反＞ E生，放出能量，放熱反應 （1）若E反＜ E生，吸收能量，吸熱反應 [鞏固練習] 1、下列關(guān)于化學反應說法正確的是( ) A.化學反應的特征是有新物質(zhì)的生成 B.所有物質(zhì)的內(nèi)部都“儲存”有能量，而且這些能量都是相等的 C.化學反應的特征是伴隨著能量的變化 D.化學反應過程中一定有熱量的釋放出來 2、下列說法中錯誤的是（ ） A、化學反應必然伴隨著能量的變化 B、化學反應中的能量變化主要是由化學鍵變化引起的 C、化學中的能量變化的大小與反應物中的質(zhì)量多少無關(guān) D、能量變化是化學反應的基本特征之一 第一節(jié) 化學能與熱能（第2課時） 三維目標 知識與技能 1、通過實驗知道化學反應中能量變化的主要表現(xiàn)形式，能根據(jù)事實判斷吸熱反應、放熱反應，能說出中和熱的涵義。 2、通過實驗探究體驗科學研究的一般過程，了解科學研究的基本方法 過程與方法 通過實驗發(fā)展學習化學的興趣，進一步形成交流、合作、反思、評價的學習習慣。 情感態(tài)度與價值觀 1、初步建立起科學的能量觀，加深對化學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 教學重點 吸熱反應、放熱反應、中和熱等基本概念。 教學難點 吸熱反應、放熱反應、中和熱等基本概念。 教學方法 啟發(fā)引導、 探究式 教學媒體 多媒體、實驗 教學過程 [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(jié)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(nóng)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(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，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(jié)]物質(zhì)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(zhuǎn)化 [設(shè)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。 [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(jié)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(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反應的過程吸收熱量 [小結(jié)]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(shè)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(jié)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(shè)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(gòu)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(jié)] 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(zhì)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(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。 [隨堂練習] 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.下列說法正確的是( ) A.反應條件是加熱的反應都是吸熱反應 B.化學反應除了生成新的物質(zhì)外，還伴隨著能量的變化 C.物質(zhì)燃燒一定是放熱反應 D.放熱的化學反應不需要加熱都能發(fā)生 3.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)28H2O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 [布置作業(yè)] P37 習題4