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2019-2020年高中化學 2.1《化學能與熱能》教學案（第1課時） 新人教版必修2 【教學目標】 1、能從化學鍵的角度理解化學反應(yīng)中能量變化的主要原因。 2、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。 3、通過化學能與熱能的相互轉(zhuǎn)變，理解“能量守恒定律”，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。 【重點難點】 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(yīng)中能量的變化，從而建立起科學的能量變化觀。 【教學過程】 能源與材料、信息一起被稱為現(xiàn)代社會發(fā)展的三大支柱。人類文明始于用火-----熱能的使用，現(xiàn)代社會的一切活動都離不開能源，在影響全球經(jīng)濟和生活的各種因素中，能源居于首位。我們的日常生活中離不開能源，如液化氣。它在燃燒時放出熱能。那這些熱能從何而來呢？本節(jié)課，我們將圍繞這些問題，先從微觀和宏觀的角度來揭示這些秘密。 [創(chuàng)設(shè)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？ [教師補充講解] 化學反應(yīng)的本質(zhì)是反應(yīng)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(yīng)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(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243 kJ的能量，而形成1molHCl分子中的H-Cl鍵會放出431 kJ的能量。 則(1)化學鍵斷裂時需要吸收能量。吸收總能量為：436kJ＋243kJ＝679 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(yīng)中放出的熱量的計算：862kJ—679kJ=183kJ 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(jié)] 1、斷開化學鍵要 能量；形成化學鍵要 能量 2、 是化學反應(yīng)中能量變化的主要原因。 3、能量是守恒的。 4、化學反應(yīng)中的能量變化通常表現(xiàn)為 的變化 [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。 [小結(jié)] 氫氣燃燒反應(yīng)，反應(yīng)的條件是點燃，這部分能量有什么作用？ 結(jié)合這兩個例子，和課本上的例子，你能得出反應(yīng)的能量變化和反應(yīng)物的鍵能和生成物的鍵能有什么量的關(guān)系？ [思考] 剛才我們從微觀的角度分析了化學反應(yīng)中能量變化的主要原因，那么，又怎樣從宏觀的角度來判斷一個反應(yīng)到底是放熱還是吸熱的呢？許多物質(zhì)中都含有化學鍵，因而我們可以理解為各種物質(zhì)中都儲存有化學能?；瘜W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，因而所包含的化學能也不同。在化學反應(yīng)中，隨著物質(zhì)的變化，化學能也隨之改變，如H2 與Cl2、O2的反應(yīng)。那么，一個化學反應(yīng)吸收能量還是放出能量是由什么決定的呢？ [學生討論、交流] 一個確定的化學反應(yīng)在發(fā)生過程中是吸收能量還是放出能量取決于 [總結(jié)] 化學反應(yīng)伴隨能量變化是化學反應(yīng)的一大特征。我們可以利用化學能與熱能及其它能量的相互轉(zhuǎn)變?yōu)槿祟惖纳a(chǎn)、生活及科學研究服務(wù)。化學在能源的開發(fā)、利用及解決日益嚴重的全球能源危機中必將起帶越來越重要的作用，同學們平時可以通過各種渠道來關(guān)心、了解這方面的進展，從而深切體會化學的實用性和創(chuàng)造性。 【課時作業(yè)】 班級 姓名 學號 1 2 3 4 5 6 7 8 能源可劃分為一級能源和二級能源。自然界中以現(xiàn)成形式提供的能源稱為一級能源，需依靠其他能源的能量間接制取的能源稱為二級能源。氫氣是一種高效而又沒有污染的二級能源，它可以由自然界中大量存在的水來制取。但該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。請回答1、2兩問題： （1997全國） 1、下列敘述中正確的是 （ ） A.電能是二級能源 B.水力是二級能源 C.煤、石油、天然氣是一級能源 D.水煤氣、干餾煤氣是一級能源 2、關(guān)于用水制取二級能源氫氣，以下研究方向不正確的是（ ） A.構(gòu)成水的氫和氧都是可以燃燒的物質(zhì)，因此可研究在水不分解的情況下，使氫成為二級能源 B.設(shè)法將太陽光聚集，產(chǎn)生高溫，使水分解產(chǎn)生氫氣 C.尋找高效催化劑，使水分解產(chǎn)生氫氣，同時釋放能量 D.尋找特殊化學物質(zhì)，用于開發(fā)廉價能源，以分解水獲得氫能源 3．下列各圖中，表示正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)的圖是( )。 4、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 5、一種“即食即熱型快餐”適合外出旅行時使用。其內(nèi)層是用鋁箔包裹的、并已加工好的真空包裝食品，外層則是分別包裝的兩包化學物質(zhì)，使用時拉動預(yù)留在外的拉線，使這兩種化學物質(zhì)反應(yīng)，此時便可對食物進行加熱，這兩包化學物質(zhì)最合適的選擇是 　A．濃硫酸與水 B．生石灰與水 　C．熟石灰與水 D．氯化鈉與水 6、下列說法正確的是 A、 物質(zhì)發(fā)生化學反應(yīng)都伴隨著能量變化 B、 伴有能量變化的物質(zhì)變化都是化學變化 C、 在一個化學反應(yīng)中，反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量一定不同 D、在一個化學反應(yīng)中，反應(yīng)物的總能量一定高于生成物的總能量 7、下列選項中說明乙醇作為燃料的優(yōu)點是 ①燃燒時發(fā)生氧化反應(yīng) 　　　　　?、诔浞秩紵漠a(chǎn)物不污染環(huán)境 ③乙醇是一種再生能源 　　　　　?、苋紵龝r放出大量的熱 A．①②③ 　　　　　　　　　　　　B．①②④ C．①③④ 　　　　　　　　　　　　D．②③④ 8、1997年，某報報道，東北某人已經(jīng)研究出可在水中加入催化劑，利用水制成汽油，并可大量投入使用。你怎樣看待這個問題 A、 成本低，可節(jié)約能源 B、它是一條致富的好出路 C、它不符合能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律 D、該報道是真實的 9、已知破壞1mol N≡N鍵、H-H鍵和N-H鍵分別需要吸收的能量為946kJ、436kJ、391kJ。試計算1molN2（g）和3 molH2（g）完全轉(zhuǎn)化為 NH3(g)的反應(yīng)熱的理論值。 10、在燃燒正旺的煤爐上添加新煤時，發(fā)現(xiàn)爐溫下降，同時在新煤上方，有藍色火焰出現(xiàn)。寫出該過程中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式，并說明是吸熱反應(yīng)，還是放熱反應(yīng)。 　⑴燃燒正旺的反應(yīng)___________________________，___熱反應(yīng)； ?、茽t溫下降的反應(yīng)___________________________，___熱反應(yīng)； ?、撬{色火焰的反應(yīng)_____________________________，___熱反應(yīng)。 參考答案： 1 2 3 4 5 6 7 8 AC AC A CD B AC D C 9、-92KJ/mol 10、 （1）C+O2=CO2（放熱反應(yīng)） （2）CO2+C=2CO（吸熱反應(yīng)） （3）2CO+O2=2CO2（放熱反應(yīng)）