2022年高中化学_化学能与热能教案新人教版必修 .pdf

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1、- 1 - 化学能与热能课题第二章化学反应与能量第一节化学能与热能设计教师汤银银第 1 课时共 2 课时教学目标1. 知识与技能目标了解化学键与能量之间的密切联系。使学生了解化学反应中的能量变化，化学反应中能量变化的主要原因。2. 过程与方法目标通过学习图表表示吸热和放热反应中能量变化的方法, 培养学生阅读图表能力。具有较强的问题意识，敢于质疑，勤于思索，逐步形成独立思考的能力。3. 情感态度价值观. 培养学生严谨求实、勇于探索的科学态度教学重点化学键与能量变化关系。教学难点从本质上（微观结构角度）理解化学反应中能量的变化，从而建立起科学的能量变化观。教法讨论探究演示教具多媒体教学过程设计教材

2、处理师生活动名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 8 页 - - - - - - - - - - 2 - 化学能与热能第一课时中国面对能源危机新闻图片；新闻：央视国际消息，中国能源消费总量已经位居世界第二，约占世界能源消费总量的11% 。 2003 年，中国能源消费总量为16.8 亿吨标准煤。其中煤炭占67.1%，原油占 22.7%，天然气占2.8%，可再生能源占7.3%。 目前中国面临着常规能源资源约束、过分依赖煤炭污染严重、能源利用效率低等问题。中国每吨标准

3、煤的产出效率仅相当于日本的10.3%、欧盟的 16.8%。中国石油、天然气资源短缺，需要充分利用国内外两种资源、两个市场，在做好石油节约与替代的同时，走出国门，积极参与世界油气市场的开发与资源分享，扩大能源对外贸易和投资。能源危机已成为制约一个国家发展的瓶颈，今天我们以化学的眼光来研究能源。第二章化学反应与能量前言内容煤、石油和天然气等化石燃料或它们的制品的燃烧所产生的热能从何而来？与化学物质及化学反应有什么关系？石灰石经高温煅烧生成生石灰，高温提供的热能在分解反应中起什么作用？第一节化学能与热能一、化学键与化学反应中能量变化的关系化学键：使离子相结合或原子相结合的作用。*键能：拆开1 mol

4、 某键所需的能量叫键能。单位：kJ/mol 。化学键的形成蕴涵着能量变化，在进行反应时化学键要断裂，吸收能量，反应后形成新化学键要放出能量，反应前反应物能量与反应后生成物能量不相等。2HH2中能量变化？1mol H2中含有 1molHH，在 250C 101kPa 条件下，由H原子形成1molHH要放出 436kJ的能量，而断开1molHH重新变为 H原子要吸收436kJ 的能量。CH44C+4H （吸收 4mol415kJ/mol=1660kJ ）1、化学键的断裂是化学反应中能量变化的主要原因。为什么有的化学反应会放出热量，而有的化学反应却需要吸收热量呢？：1化学反应的特点是有新物质生成，新

5、物质和反应物总能量不同。学生看文字及图片，引发学生学习兴趣. 几个反问，让学生知道本节课涉及内容 . 同时又能让学生带着问题来学习. 回忆化学键的概念. 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 8 页 - - - - - - - - - - 3 - 2反应中要遵循能量守恒。3反应物与生成物的能量差若以热能形式表现即为放热和吸热。如果二者能量比较接近，则放热和吸热不明显。一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量，决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对

6、大小吸热反应和放热反应中，反应物本身所具有的能量和生成物本身所具有的能量之间的大小关系分别如何？（提示：可从能量守恒角度分析）2、 E（反应物）E（生成物）放出能量E（反应物）E（生成物）吸收能量图 2-1 水能、化学能对比示意图化学反应在物质发生变化的同时，还伴随有能量的变化。所以说，物质的化学反应与体系的能量变化是同时发生的。通过本节课的学习，我们了解到，化学键的断裂和形成是化学反应中发生能量变化的主要原因。 反应是放出能量还是吸收能量，取决于反应物的总能量与生成物的总能量的比较。第二章化学反应与能量第一节化学能与热能一、化学键与化学反应中能量变化的关系 1 、化学键的断裂是化学反应中能量

7、变化的主要原因。2、 E（反应物）E（生成物）放出能量E（反应物）E（生成物）吸收能量化学能与热能第二课时我们在初中学习过“质量守恒定律” ，知道自然界中物质可以相互转化，但是总质量保持不变；同样一种能量可以转化成另一种能量，能量也是守恒的，这就是“能量守恒定律”这是两条基本的自然定律，化学能是能量的一种，它同样可转化成其它形式的能量，如热能、以 2HH2中能量变化变化为例进行讲解。得出结论名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 8 页 - - - - - - -

8、 - - - 4 - 电能等。我们开始研究化学能与热能的关系。二、化学能与热能的相互转化能量守恒定律与质量守恒定律是两条基本的自然定律。在化学反应中的能量主要转化为热能，表现形式为吸收热烈或者释放热量。吸放热与能量关系放热反应：放出热的化学反应化学反应吸热反应：吸收热的化学反应下面我们通过实验来感受化学能与热能之间的转化。2-1 为什么要用砂纸打磨铝片？因为铝片表面有氧化膜，它阻止铝片与酸的接触，影响实验结果。实验中不能用眼睛直接观察到热量变化，那我们应换什么方法去了解热量变化呢？讨论出多种方案，同时纪录实验现象，完成下面表格实验步骤*眼睛看到的现象用手触摸的感觉用温度计测量的数据在 一 支

9、试 管 中 加 入2 3mL 6mol/L 的盐酸溶液向含有盐酸溶液的试管中插入用砂纸打磨光的铝条结论铝和盐酸反应为放热反应。课本实验2-2 观察分析记笔记体会思考名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 8 页 - - - - - - - - - - 5 - 学生观察实验现象并思考1、为什么要将八水氢氧化钡晶体磨成粉末？2、为什么混合后要立即用玻璃棒搅拌？3、反应后有什么气体产生，应如何处理？根据实验现象完成下面表格实验步骤实验现象得出结论将晶体混合后立即用玻璃棒

10、快速搅拌混合物有刺激性气味的气体产生，该气体能使湿润的紫色石蕊试纸变蓝有 NH3气生成用手触摸烧杯下部感觉烧杯变凉反应吸热用手拿起烧杯烧杯下面的带有几滴水的玻璃片（或小木板）粘到了烧杯底部反应吸收热量使体系温度降低，使水结成冰将粘有玻璃片的烧杯放在盛有热水的烧杯上一会儿再拿起玻璃片脱离上面烧杯底部冰融化反应完后移走烧杯上的多孔塑料片，观察反应物混合物成糊状有水生成用化学方程式表示上述反应：Ba(OH)28H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3+10H2O 实验 2-3 酸碱中和反应实验记 笔 记 明 确 吸热、放热反应。通过实验来感受化学能与热能之间的转化填写实验表格名师资料总结 - -

11、-精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 8 页 - - - - - - - - - - 6 - 反应物及用量酸HNO3 50 mL 1 mol/L HCl 50 mL 1 mol/L HCl 50 mL 1mol/L 碱NaOH 50 mL 1 mol/L NaOH 50 mL 1 mol/L KOH 50 mL 1mol/L 混合前温度室温室温室温混合后温度t1t2t3结论HNO3与 NaOH 发生中和反应时放热HCl 与 NaOH 发生中和反应时放热HCl 与 KOH发生中和反应时

12、放热对实验进行归纳和概括强酸与强碱发生中和反应时放出热量对实验进行原理性抽象为什么强酸与强碱发生反应时都会放出热量？三个反应的化学方程式和离子方程式分别为：HNO3+NaOH=NaNO3+H2O ，H+ + OH- = H2O HCl+NaOH=NaCl+H2O，H+ + OH- = H2O HCl+KOH=KCl+H2O，H+ + OH- = H2O 由此可见， 三个反应的化学方程式虽然不同，反应物也不同， 但是它们的反应本质相同，都是 H+与 OH-离子反应生成水的反应，属于中和反应，其离子方程式都是：H+ + OH- = H2O。所以，可提出推测，即中和反应都放热。由于三个反应中H+和

13、OH-离子的量都相等，则生成水的量也相等，故放出的热量也相等（在上述三个实验中，温度上升的幅度接近）。酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量称为中和热。刚才我们做的三个试验中有两个为放热反应一个为吸热反应为Ba(OH)28H2O晶体与 NH4Cl 的得出结论小组讨论思考答案名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 8 页 - - - - - - - - - - 7 - 反应。那么除了这些反应之外还有那些常见的反应为放热反应那些常见的反应为吸热反应呢？（学

14、生讨论，回答）【总结并板书】1、放热反应：物质的燃烧常见金属（ Al 、Fe、Zn 等）与酸（ HCl、H2SO4等）的反应酸碱中和反应: HCl + NaOH = NaCl +H2O 大多数化合反应缓慢氧化：食物的腐败2、吸热反应大多数分解反应：CaCO3高温CaO +CO2Ba(OH)28H2O晶体与 NH4Cl 晶体的反应：Ba(OH)28H2O+2NH4ClBaCl2+2NH3+10H2O 碳与 CO2气体的反应： C + CO22CO 碳与水蒸气的反应：C + H2O高温CO + H2氢气还原氧化铜：H2+CuO H2O+Cu 热量变化是化学反应中的主要表现形式，有些化学反应表现为向

15、环境放出热量，有些化学反应表现出向环境吸热。第二章化学反应与能量第一节化学能与热能二、化学能与热能的相互转化放热反应：放出热的化学反应 1 、化学反应吸热反应：吸收热的化学反应2、常见的放热反应物质的燃烧常见金属（ Al 、Fe、Zn 等）与酸（ HCl、H2SO4等）的反应酸碱中和反应: HCl + NaOH = NaCl +H2O 完成表格名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 8 页 - - - - - - - - - - 8 - 大多数化合反应缓慢氧化：食

16、物的腐败3 常见的吸热反应大多数分解反应：CaCO3高温CaO +CO2Ba(OH)28H2O晶体与 NH4Cl 晶体的反应：Ba(OH)28H2O+2NH4ClBaCl2+2NH3+10H2O 碳与 CO2气体的反应： C + CO22CO 碳与水蒸气的反应：C + H2O高温CO + H2氢气还原氧化铜：H2+CuO H2O+Cu 分析酸和碱发生中和反应的实质，为下一步引入中和热的概念做铺垫名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 8 页 - - - - - - - - -