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“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?其表現形式又是怎樣的?根據你已有的知識經驗舉例說明。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2-3mLmol/L的鹽酸,再插入用砂紙打磨光的鋁條,觀察現象,并用溫度計測量溶液溫度的變化記錄現象有氣泡冒出,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 記錄現象 有刺激性氣味氣體產生;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常表現為熱量的變化,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)大多數分解反應 (2)幾個物質的例子C+CO22CO H2+CuOCu+H2O C+ H2OCO+H2 Ba(OH)2 8H2O+2NH4ClBaCl2+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。- 配套講稿:
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