化学反应与能量转化.ppt

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1、 专题专题2 2 化学反应与能量转化化学反应与能量转化 金华一中 黄文明2009年2月教材内容总评对物质变化的认识观察物质变化的现象(颜色、状态等)对物质变化进行分类(物理变化和化学变化)探究物质的化学变化分析物质的物理变化物质的变化能量的变化微粒间的重新组合 化学键发生变化能量的转化化学能 电能变化的快慢和限度第一单元教学要求 第一单元第一单元 化学反应速率与反应限度化学反应速率与反应限度基本要求 了解化学反应速率及其简单计算。认识影响化学反应速率的因素，并能解释有关现象。认识可逆反应的进行有一定的限度。知道可逆反应在一定条件下能达到化学平衡状态。了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用。发

2、展要求 知道影响化学反应速率的主要因素是反应物的性质。从化学反应速率的角度初步理解化学平衡。知道在一定条件下的可逆反应，其反应物和生成物可以在反应体系中共存，理解反应进行有一定的限度，并能解释一些简单的问题。说明不宜拓展：比较用不同物质表示的化学反应速率大小。化学平衡状态的特征和影响化学平衡的因素。可逆反应有关转化率的计算。特点特点：通过生产、生活现象与实验事实的概括、抽象形成结论通过生产、生活现象与实验事实的概括、抽象形成结论第一单元教材内容结论：结论：温度、催化剂、温度、催化剂、浓度对速率影响浓度对速率影响 化学实验：化学实验：碳酸钠、碳酸氢钠碳酸钠、碳酸氢钠分别与盐酸反应分别与盐酸反应结

3、论：结论：化学反应速率化学反应速率有快慢有快慢化学实验：化学实验：过氧化氢在不同条过氧化氢在不同条件下的分解反应件下的分解反应化学实验：化学实验：碘化钾与氯化铁，碘化钾与氯化铁，铜与硝酸银溶液的铜与硝酸银溶液的反应反应结论：结论：可逆反应、化学可逆反应、化学平衡平衡化化学学反反应应速速率率与与限限度度第一单元第一单元稀盐酸分别与碳酸钠和碳酸氢钠溶液反应的分组实验创设情境提出问题1.碳酸钠、碳酸氢钠都能与盐酸反应产生二氧化碳气体，反应现象是否完全一样？2.可以从哪些角度观察反应的快慢程度？1.等浓度的碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液分别与稀盐酸反应，现象有何不同？2.通过观察什么现象来判断该反应进行的快

4、慢？3.还有哪些现象也可以帮助我们判断化学反应的快慢？影响化学反应速率的因素探究实验创设情境提出问题1.生活中人们希望根据自己的意愿改变化学反应速率。2.实验1：取两支试管，分别加入5mL4%的H2O2溶液，再各滴入几滴洗涤剂，将其中一支试管用水浴加热，观察现象。3.实验2：取两支试管，分别加入5mL4%的H2O2溶液，再各滴入几滴洗涤剂，向其中一支试管中加入少量MnO2，观察现象。4.实验3：取三支试管，分别加入5mL4%、6%、12%的H2O2（溶液体积相等），再分别滴入12滴（三支试管滴数相等）0.2molL-1FeCl3溶液，观察现象。1.影响化学反应速率的因素是什么？2.加热对化学反

5、应速率有何影响？3.使用催化剂对化学反应速率有何影响？使用不同的催化剂对化学反应速率的影响是否相同？4.反应进行过程中速率变化如何？浓度对化学反应速率有何影响？过量铜粉与硝酸银溶液反应的实验探究创设情境提出问题1.学生实验：过量铜粉与硝酸银溶液反应。2.学生实验：取以上反应后的清液与碘化钾溶液反应。3.讨论：清液中存在银离子的原因。4.讨论：银离子与碘化钾的反应是否可逆？有没有办法证明你的结论？1.过量铜粉与硝酸银溶液反应后，溶液中存在哪些离子？2.如何证明：铜与硝酸银溶液反应后余下的清液中是否还有银离子？3.硝酸银已完全反应，为何还原银离子存在？4.残留的银离子与过量碘化钾溶液作用后，还会有

6、银离子残留吗？第二第二单单元元 化学反化学反应应中的中的热热量量 基本要求 通过生产和生活中的一些实例，了解化学能可以转化为热能、电能、光能等。通过实验得出吸热反应和放热反应的概念，并从化学反应中反应物的总能量与生成物的总能量的变化理解概念。知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。初步学习热化学方程式的书写，并能进行一些简单的能量变化计算。了解提高燃料的燃烧效率的方法，合理利用化石燃料，减少燃料对环境的污染，认识开发高能清洁燃料的重要性。发展要求利用网络等工具进一步认识能源是国民经济发展和人民生活所必需的重要物质基础 初步了解化学键的键能与反应中能量变化的关系。知道可逆反应中正、

7、逆反应能量变化之间的关系。说明不宜拓展：燃烧热、中和热等概念。盖斯定律。第二单元教学要求特点特点：从生产生活中的现象引出问题，通过讨论分析获得知识，再应从生产生活中的现象引出问题，通过讨论分析获得知识，再应用于生产生活实际用于生产生活实际第二单元教材内容生活：燃料燃烧生活：燃料燃烧 放热放热实际应用：实际应用：提高燃料利用率、提高燃料利用率、合理使用化石燃料合理使用化石燃料结构解释：结构解释：反应中化学键反应中化学键 的破旧立新的破旧立新问题解决：问题解决：不同燃料燃不同燃料燃 烧烧 放出的热量不同放出的热量不同 认识放热认识放热 和吸热反应和吸热反应反应热的表示：反应热的表示：热化学方程式热

8、化学方程式化化学学反反应应中中的的热热量量第二单元第二单元吸热反应和放热反应创设情境提出问题1.在一支试管中放入一小块生石灰，加入少量水，并要求学生写出化学方程式。2.热能是能量的一种表现形式。那么，除刚才的这个反应外，其他的化学反应过程中是不是也会有能量变化呢？3.用眼睛不能直接观察到反应中的热量变化1.观察到了什么现象？触摸试管外壁时有何感觉？这说明什么问题？2.化学变化中能量变化的表现形式又有哪些？3.你有哪些简单易行的办法来了解反应中的热量变化？第三单元第三单元 化学能与电能的转化化学能与电能的转化基本要求 通过对铜-锌原电池的实验探究，认识化学能转化为电能的装置，初步认识原电池反应的

9、原理，并能正确书写电极反应。了解常见的化学电源以及它们在生产、生活等方面的应用 通过对电解CuCl2溶液的实验探究，认识电能转化为化学能的装置，初步认识电解反应原理，并能正确书写电极反应式。发展要求指导学生利用原电池原理设计一些简单的化学电池。对氢氧燃料电池的正负电极、电子的流向作出判断，并能书写电极反应和总反应。认识电解原理在电解饱和食盐水、电解氧化铝、电镀和铜的电解精炼中的应用，了解可用电解法制备一些活泼金属和非金属单质。说明对构成原电池的条件只作简单了解。对电解反应中离子在电极上的放电顺序不作要求。对除氢氧燃料电池之外的各种实用化学电源的反应原理不作补充讲解。第三单元教学要求特点特点：从

10、生活经验引出课题，通过实验分析了解基本原理和原理的实际应用。从生活经验引出课题，通过实验分析了解基本原理和原理的实际应用。第三单元教材内容实验：实验：铜锌电池铜锌电池分析：铜锌电分析：铜锌电 池中电流产池中电流产 生的原因生的原因从电镀、电从电镀、电解应用了解解应用了解电能可以转电能可以转化为化学能化为化学能得到结论：得到结论：原电池将化学原电池将化学 能转化为电能能转化为电能应用：自制应用：自制 简易电池简易电池拓展：拓展：化学电源化学电源 化化学学能能与与电电能能的的转转化化第三单元第三单元利用简易装置电解氯化钠溶液创设情境提出问题1.取一段约2cm长的棉线，置于大玻璃片上，用3滴食盐水将

11、整根棉线润湿。然后在其左右两边各滴加数滴食盐水溶液，再在两端各滴加1滴酚酞试液。2.将两只鳄鱼夹分别夹住棉线两端，用导线把鳄鱼夹分别与直流电源相连，约1520s后，观察发生的现象。3.在没有显示红色的一端滴加一滴碘化钾淀粉溶液1.电流通过氯化钠溶液时发生了什么样的反应？2.氢气、氯气以及氢氧化钠是怎样产生的？3.哪个电极发生氧化反应？哪个电极发生还原反应？4.如何书写电极反应式？5.怎样才能构成一个电解装置（电解池）？第四单元第四单元 太阳能、生物质能和氢能的利用太阳能、生物质能和氢能的利用基本要求 了解化石燃料的不可再生性及其给环境带来的问题。简单了解太阳能、生物质能、氢能利用的现状。认识开

12、发利用太阳能、生物质能、氢能的重要性和迫切性。发展要求 了解现阶段的能源危机以及现阶段主要使用的能源对环境的主要影响。通过网络搜索等手段进一步了解太阳能、生物质能、氢能的开发利用前景。说明 太阳能、生物质能、氢能的开发利用以常识性介绍为主，不宜进行技术细节上的拓展。通过本单元学习，立足于现代生活和未来发展的需要，激发学生的求知欲望。第四单元教学要求特点特点：从社会热点问题从社会热点问题-能源紧缺与洁净能源开发能源紧缺与洁净能源开发-引出课题，综引出课题，综合已有知识，通过讨论分析了解合已有知识，通过讨论分析了解太阳能、生物质能的利用方式太阳能、生物质能的利用方式，了解，了解氢氢能的获得与利用途

13、径。能的获得与利用途径。第四单元教材内容当代面临的化石当代面临的化石燃料与能源问题燃料与能源问题自然界、人类怎自然界、人类怎样利用太阳能样利用太阳能氢能的获得氢能的获得与利用途径与利用途径生物质能利生物质能利用的途径用的途径认识化学科认识化学科学在能源开发学在能源开发中的作用中的作用太太阳阳能能、生生物物质质能能、氢氢能能的的利利用用第四单元第四单元太阳能利用的引入创设情境提出问题随着生活水平的提高，普通家庭中已使用多个热水器，如太阳能热水器、电热水器、煤气热水器。1.三类热水器分别利用了哪些能源？2.从来源、环保等角度比较这些能源。3.人类应致力于哪些能源的开发及利用？太阳能的利用方式创设情

14、境提出问题1.故事引入：中国古代的“钻燧取火”。2.图片展示：温室、太阳能电池、太阳灶、太阳能发电装置等。1.这些实例中实现了哪些能量转化？2.最成功利用太阳能的是哪一类能量转化？氢能的开发创设情境提出问题1.展示氢能汽车、氢能飞机的图片。2.播放视频：火箭升天。3.计算练习：1kg氢气燃烧放出的热量和电解产生1kg所消耗的电能各是多少？1.这强大的动力来自于什么能源？2.有哪些方法可以获得该燃料？3.这些方法有什么优缺点？生物质能的利用方式创设情境提出问题1.演示实验：点燃麦秆。2.展示农村沼气综合利用的图片。3.展示自制米酒。1.燃烧时物质和能量发生了什么变化？2.沼气池内发生了怎样的变化

15、？3.米酒中含有什么成分？它的制作过程怎样？与化学反应原理（选修）的关系本专题主要内容 化学反应原理中相关知识第一单元化学反应速率化学反应的限度 化学反应速率表示方法；浓度、压强、温度、催化剂及其它因素对化学反应速率的影响。化学反应方向的判断；化学平衡状态；化学平衡常数；浓度、压强、温度对化学平衡的影响。第二单元化学反应中的热量变化燃料燃烧释放的热量 化学反应的焓变；反应热的测量与计算。能源的充分利用。第三单元化学能转化为电能化学电源电能转化为化学能 原电池的工作原理（半电池反应，电池反应）。化学电源（介绍常见化学电池的工作原理）电解池的工作原理及应用 第四单元太阳能的利用生物质能的利用氢能的

16、开发与利用 无加深对模块1中相关知识的理解，在有机、实验、生活、技术等模块中的拓展。2 2、教学设计建议、教学设计建议 三、专题2教学方法建议 （1）化学反应与能量转化这部分内容涉及许多核心的化学概念，如化学反应速率、化学平衡、原电池等。在进行教学设计时，首先要关注概念的形成和发展过程，要通过合理的、富有逻辑性的问题线索及各种直观证据帮助学生构建概念。例原电池的教学设计教学设计1：引言：物质发生化学变化时常伴有，等等。现在我们要来研究化学能是怎样转变为电能的。活动与探究-认识化学能是怎样转化为电能的（学 生分组完成“活动与探究”中的实验）分析与总结-根据实验探究师生分析总结原电池构 成的条件和

17、基本的工作原理例原电池的教学设计教学设计2：创设情境提出假设自主探索 交流讨论 应用创新展示各化学 假设是由化学 实验设计 总结原电池 实际问题处电池，设问：能（氧化还原（Zn-Cn原电池）的原理和组 理（见问1）是如何产 反应）转化为 见下图（a）成(见下)生电能的？电能 图（a）:原电池的原理：较活泼的金属发生氧化反应，电子从较活泼的金属（负极）流向较不活泼的金属或石墨等（正极）。负极：较活泼的金属 两块相连接的电极 原电池的组成 正极：较不活泼的金属或石墨等 电解质溶液问题：下列装置属于原电池 在一块表面无锈的铁片上滴一大滴含酚酞的食盐水，放置一段时间后可以看到液滴周围逐渐呈现红色，并慢

18、慢形成褐色的锈斑。试说明产生此现象的原因。设计1引入课题后，直接进行“活动与探究”来研究化学能是如何转化为电能的，然后通过分析、讨论得出原电池的组成和工作原理。设计2从学生熟悉的电池引入课题，根据能量的转化思想引导学生分析电池是如何产生电流的？然后通过提出假设自主探索 交流讨论 应用创新等各教学环节，得出原电池的组成和工作原理。很显然，设计2的教学重点是原电池概念的形成，其教学过程更关注重概念的形成，关注过程与方法是新课程创导的教学理念。思考：三、专题2教学方法建议2 2、教学设计建议、教学设计建议 （2）要认识到教学的层次性。化学必修课程只是高中化学课程整体中的一部分，也是整个学科领域中的一

19、部分。在实施教学过程时，要避免一步到位、一味强调对化学学科知识深讲多练的传统做法，要了解与本专题相关的已学知识和在选修教材中还要进一步深化的知识。按照课程标准要求和浙江省学科实施指导意见，准确把握深广度，使教学设计符合学生的认知规律。（3）要关注概念、原理的应用。本专题只要让学生学会从反应速率、反应限度、反应中能量的转化角度认识化学反应，帮助学生形成化学的基本观点并能用于解决简单的化学问题，使学生知道相关理论的研究对解决实际问题的价值。例化学反应速率的教学设计在“化学反应速率”的教学时，在学完了相关的概念理论后，可以组织学生进行讨论，让学生利用所学原理解决实际问题：1、人们为什么使用电冰箱储存

20、食物？2、实验室通常要将两种块状或颗粒状的固体药品研细，并混匀后再进行反应。原因是什么？3、实验室进行化学反应时，通常把一些固体物质溶于水配成溶液再进行反应。原因是什么？4、实验室常用30%左右的硫酸溶液与锌粒反应制氢气，当反应进行一段时间后，气泡变得稀少了（锌粒有多余），如果添加一些适当浓度的硫酸溶液到反应容器中，气泡又会重新增多起来。原因是什么？例“化学反应中的热量变化”的教学设计学生阅读讨论：化学反应中的能量转化（化石燃料燃烧、闪电中氮氧化物的产生、化学电池、高炉炼铁、镁条燃烧等）示例图；列举能量转化实例教师启发讲解：化学反应中能量转化的形式 分析物质反应过程中能量变化的原因学生“活动与探究”：通过实验认识放热反应与吸热反应学生“问题解决”：判断常见的反应是放热还是吸热反应 从键能的变化分析化学反应放热与吸热 分析可逆反应中正、逆反应能量变化的关系学生练习：怎样表示反放热、吸热教师启发讲解：认识放热反应、吸热反应、热化学方程式书写及简单计算学生知识应用：完成“问题解决”自制化学暖袋、