《化学能与热能》教案_新人教版必修_中学教育-高中教育.pdf

《《化学能与热能》教案_新人教版必修_中学教育-高中教育.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《化学能与热能》教案_新人教版必修_中学教育-高中教育.pdf（9页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、学习必备 欢迎下载 第二章化学反应与能量 第一节 化学能与热能（第 1 课时）三维目标 知识与技能 1获得化学能与热能化学实验的基础知识和基本技能，学习实验研究的方法，能设计并完成吸热反应和放热反应的化学实验。2形成吸热反应和放热反应的概念。过程与方法 1具有较强的问题意识，能够发现和提出化学能与热能的探究性的问题，敢于质疑，勤于思索，逐步形成独立思考的能力。2在教师的指导下与同学合作完成科学探究实验1、2、3。情感、态度与价值观。1.通过实验激发学生学习化学的兴趣和情感。2.培养学生严谨求实、勇于探索的科学态度。3.有参与化学科技活动的热情，有将化学能与热能的化学知识应用于生产、生活实践的意

2、识，能够对与化学能有关的社会和生活问题做出合理的判断。教学重点 实验探究和通过实验探究化学反应与能量的关系，掌握吸热反应和放热反应的概念。教学难点 设计探究实验引出吸热反应和放热反应的概念。教具准备 温度计、玻璃棒、烧杯、50ml 量筒、玻璃片、砂纸、试管。6 mol.L-1 HCl,2 mol.L-1 HCl,2 mol.L-1 NaOH,Ba(OH)2.8H2O,NH4Cl.CuSO4.5H2O 晶体，铝条。大烧杯（500ml）3 只、硬纸板（有孔）3 块、小烧杯（100150ml）3 只、带圈玻璃搅拌器 3 支、温度计（100，1/10）3 支、碎纸条 3 只、量筒（50ml）6 只、保

3、温杯 3 只、盐酸（1.00mol/L）、氢氧化钠溶液 1.1mol/L）。教学过程 新课导入 一、化学键与化学反应中能量变化的关系 1 化学反应与体系的能量的变化：化学反应过程中伴随着体系 能量 的变化，物质的化学反应与体系的能量变化是 同时 发生的。2 化学反应中能量变化的本质原因：是化学键的断裂与形成。断开反应物中的化学键 吸收能量 （1）化学反应过程中 能量发生变化 形成生成物中的化学键 放出能量 例如：H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)断开 1mol H2 分子中的 H H 键时需要吸收 436kJ 的热量 断开 1molCl2分子中的 Cl Cl 键时需要吸收 243kJ 的热

4、量 学习必备 欢迎下载 形成 2molHCl 分子中的 H Cl 键时要释放 2431kJ 的热量 此反应中：生成物分子形成时释放的总能量 反应物分子断裂时吸收的总能量 反应中放出能量=2 431kJ（436kJ+243kJ）=184.6kJ （反应中放出能量后，体系的能量 降低 。）若反应中：生成物分子形成时释放的总能量 反应物分子断裂时吸收的总能量,反应中就要吸收能量。（反应中吸收能量后，体系的能量 升高 。）（2）化学反应完成后的结果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 相对大小。图示如下：二、化学能与热能的相互转化 1.质量守恒和能量守恒定律（两条基本自然定律

5、）：（1）质量守恒定律：参加反应的各物质的质量总和等于生成物的各物质的质量总和。（2）能量守恒定律：能量可以互相转化，但是体系包含的总能量不变。（3）质能守恒定律：质量与能量是相互联系的，公式：E=mc2(C：光速)2.能量的相互转化：水由高处向低处流 原电池 势能动能 化学能 电能 降雨 电解池 3.化学能与热能的相互转化 物质燃烧 化学能 热能 加热 KClO3分解 化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化吸热或放热（反应热）。（1）反应热：定义：化学反应过程中放出或吸收的热量，通常叫做反应热。符号：H 单位：kJmol1 计算：H=生成物的总能量反应物的总能量。（2）放热反应:和吸热反应

6、 放热反应：化学反应过程中释放能量的反应叫放热反应.。吸热反应：化学反应过程中吸收能量的反应叫吸热反应.。实验 21 在一支试管中加入 23mL 6molL1的盐酸，再插入用砂纸打磨光的铝条，观察现象并用温度计测量温度变化，填表：实验的基础知识和基本技能学习实验研究的方法能设计并完成吸热反应和放热反应的化学实验形成吸热反应和放热反应的概念过程与方法具有较强的问题意识能够发现和提出化学能与热能的探究性的问题敢于质疑勤于思索逐步形成趣和情感培养学生严谨求实勇于探索的科学态度有参与化学科技活动的热情有将化学能与热能的化学知识应用于生产生活实践的意识能够对与化学能有关的社会和生活问题做出合理的断教学重

7、点实验探究和通过实验探究化学反应与计玻璃棒烧杯量筒玻璃片砂纸试管晶体铝条大烧杯只硬纸板有孔块小烧杯只带圈玻璃搅拌器支温度计支碎纸条只量筒只保温杯只盐酸氢氧化钠溶液教学过程新课导入一化学键与化学反应中能量变化的关系化学反应与体系的能量的变学习必备 欢迎下载 【实验 22】将约 20gBa(OH)2 8H2O晶体研细后与 10gNH4Cl 晶体，一起放入烧杯中，并将烧杯放在敌有几滴水的玻璃片（或小木板上），用玻璃棒搅拌，闻气味，用手触摸杯壁下部，试着用手拿起烧杯，观察现象，填表：反 应 现 象 结 论 Ba(OH)2 8H2O晶体 与 NH4Cl 晶体反应 有刺激性气味气体产生，烧杯壁下部很凉，拿

8、起烧杯时，玻璃片粘在 烧杯底部。此反应是吸热反应 反应的化学方程式：Ba(OH)2 8H2O+2NH4Cl=BaCl2 2NH3 10H2O 实验 23 在 50mL烧杯中加入 20mL 2molL1的盐酸，测其温度。再另用一支量筒取 20mL 2molL1的 NaOH 溶液，测其温度，并缓缓地倾入烧杯中，边加边用玻璃棒搅拌，观察反应中溶液温度变化，并作好记录。反 应 盐酸温度 NaOH 溶液 温度 中和反应后溶液的温度 结 论 盐酸与 NaOH 溶液 16 16 最高温度：28 中和反应是放热反应 （3）常见的放热反应和吸热反应 常见的放热反应：所有的燃烧反应 酸碱中和反应 大多数的化合反应

9、 金属与酸的反应 生石灰和水反应 常见的吸热反应：晶体 Ba(OH)28H2O与 NH4Cl 反应 大多数的分解反应 反 应 现 象 测量温度变化 结 论 铝与盐酸 铝条溶解，有气泡产生 温度升高 铝与盐酸反应是放热反应 实验的基础知识和基本技能学习实验研究的方法能设计并完成吸热反应和放热反应的化学实验形成吸热反应和放热反应的概念过程与方法具有较强的问题意识能够发现和提出化学能与热能的探究性的问题敢于质疑勤于思索逐步形成趣和情感培养学生严谨求实勇于探索的科学态度有参与化学科技活动的热情有将化学能与热能的化学知识应用于生产生活实践的意识能够对与化学能有关的社会和生活问题做出合理的断教学重点实验探

10、究和通过实验探究化学反应与计玻璃棒烧杯量筒玻璃片砂纸试管晶体铝条大烧杯只硬纸板有孔块小烧杯只带圈玻璃搅拌器支温度计支碎纸条只量筒只保温杯只盐酸氢氧化钠溶液教学过程新课导入一化学键与化学反应中能量变化的关系化学反应与体系的能量的变学习必备 欢迎下载 以 H2、CO、C为还原剂的氧化还原反应 放出热量：浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解等（强酸、强碱的水化热大）溶解过程 吸收热量：铵盐溶解等。三、化学反应中的能量变化与键能变化及反应热的关系：放热反应 吸热反应 表现形式 H 0 或H为“+”能量变化 生成物的总能量 低于 反应物的总能量 生成物的总能量 高于 反应物的总能量 键能变化 生成物总键能 高于

11、 反应物总键能 生成物总键能 低于 反应物总键能 联 系 键能越 大 ，物质能量越 低，越 稳定 ；反之 键能越 小 ，物质能量越 高 ，越 不稳定。图 示 反应热：H =生成物的总能量反应物的总能量。H =反应物的总键能生成物的总键能 第一节 化学能与热能（第 2 课时）三维目标 知识与技能 1了解化学键与化学反应中能量变化之间的关系。2在化学实验的基础上，通过吸热反应和放热反应的概念，理解化学反应中能量变化的主要原因。3重视利用能量守恒定律的知识分析和解决一些化学问题。过程与方法 实验的基础知识和基本技能学习实验研究的方法能设计并完成吸热反应和放热反应的化学实验形成吸热反应和放热反应的概念

12、过程与方法具有较强的问题意识能够发现和提出化学能与热能的探究性的问题敢于质疑勤于思索逐步形成趣和情感培养学生严谨求实勇于探索的科学态度有参与化学科技活动的热情有将化学能与热能的化学知识应用于生产生活实践的意识能够对与化学能有关的社会和生活问题做出合理的断教学重点实验探究和通过实验探究化学反应与计玻璃棒烧杯量筒玻璃片砂纸试管晶体铝条大烧杯只硬纸板有孔块小烧杯只带圈玻璃搅拌器支温度计支碎纸条只量筒只保温杯只盐酸氢氧化钠溶液教学过程新课导入一化学键与化学反应中能量变化的关系化学反应与体系的能量的变学习必备 欢迎下载 1具有较强的问题意识，能够发现和提出有探究价值的化学问题，敢于质疑，勤于思索，逐步形

13、成独立思考的能力，善于与人合作，具有团队精神。2在与同学合作完成科学探究实验 1、2、3 的基础上，运用比较、分类、归纳、概括等方法对实验进行加工，得出正确的结论。情感、态度与价值观。1.发展学习化学的兴趣，乐于探究物质变化的奥秘，体验科学探究的艰辛和喜悦，感受化学世界的奇妙与和谐。2.有参与化学科技活动的热情，有将化学能与热能的化学知识应用于生产、生活实践的意识，能够对与化学能有关的社会和生活问题做出合理的判断。树立正确的能源观。3.热爱家乡，热爱祖国，树立为中华民族复兴、为人类文明和社会进步而努力学习化学的责任感和使命感。教学重点 化学能与热能之间的内在联系以及化学能与热能的相互转化。教学

14、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。教具准备 投影仪。导入新课 【知识拓展】中和热及测定 中和热：在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成 1mol 水时所释放的热量称为中和热。中和热的测定：（一）实验用品：大烧杯（500mL）、小烧杯（100mL）、温度计、量筒（50mL）两个、泡沫塑料或纸条、泡沫塑料板或硬纸板（中心有两个小孔）、环形玻璃搅拌棒。0.50mol/L 盐酸、0.55mol/L NaOH 溶液（二）实验步骤：1.在大烧杯底部垫泡沫塑料（或纸条），使放入的小烧杯杯口与大烧杯杯口相平。然后再在大、小烧杯之间填满泡沫塑料（或纸条），大烧杯上用

15、泡沫塑料板（或硬纸板）作盖板，在板中间开两个小孔，正好使温度计和环形玻璃棒通过，以达到保温、隔热、减少实验过程中热量损失的目的，如图所示。2 用一个量筒量取 50mL 0.50mol/L 盐酸，倒入小烧杯中，并用温度计测量盐酸的温度，记入下表。然后把温度计上的酸用水冲洗干净。3.用另一个量筒量取 50mL0.55mol/L NaOH 溶液，并用温度计测量 NaOH 溶液的温度，记入下表。4.把温度计和环形玻璃搅拌棒放入小烧杯的盐 实验的基础知识和基本技能学习实验研究的方法能设计并完成吸热反应和放热反应的化学实验形成吸热反应和放热反应的概念过程与方法具有较强的问题意识能够发现和提出化学能与热能的

16、探究性的问题敢于质疑勤于思索逐步形成趣和情感培养学生严谨求实勇于探索的科学态度有参与化学科技活动的热情有将化学能与热能的化学知识应用于生产生活实践的意识能够对与化学能有关的社会和生活问题做出合理的断教学重点实验探究和通过实验探究化学反应与计玻璃棒烧杯量筒玻璃片砂纸试管晶体铝条大烧杯只硬纸板有孔块小烧杯只带圈玻璃搅拌器支温度计支碎纸条只量筒只保温杯只盐酸氢氧化钠溶液教学过程新课导入一化学键与化学反应中能量变化的关系化学反应与体系的能量的变学习必备 欢迎下载 酸中，并把量筒中的 NaOH 溶液一次倒入小烧杯（注意不要洒到外面）。用环形玻璃搅拌棒轻轻搅动溶液，并准确读取混合液的最高温度，记为终止温度

17、，记入下表。5.重复实验两次，取测量所得数据的平均值作为计算依据。（三）实验数据处理：根据实验数据计算中和热，中和热计算公式：H1231221)(10)()(molkJOHnttcmm 其中（m1+m2）表示溶液质量，c 为比热容 c=4.18J（g）1（四）误差分析：下列操作会使所测得中和热有何影响？（偏高、偏低、无影响）1.俯视法量取 50mL 盐酸和 50mL 氢氧化钠溶液-（）2.量取盐酸溶液未用水洗涤，马上量取氢氧化钠溶液-（）3.未使用环形玻璃棒搅拌不均匀，未完全中和-（）4.实验时天气冷室温低，中和时放出的热量被烧杯吸收或散失到空气中-（）5.用 50mL 0.50mol/L 的

18、 NaOH 溶液-（）6.未将 NaOH 溶液一次倒入烧杯中-（）7.用 50mL 0.1mol/L 的 HAc 代替盐酸-（）8.未盖严纸板-（）第二章第 1 节化学能与热能单元练习 （分值：100 分；时间：30 分钟。）一、选择题（本题共 6 小题，每题 6 分，共 36 分）1.下列说法不正确的是 ()。化石燃料在任何条件下都能充分燃烧 化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的 CO、S02等有害气体 实验的基础知识和基本技能学习实验研究的方法能设计并完成吸热反应和放热反应的化学实验形成吸热反应和放热反应的概念过程与方法具有较强的问题意识能够发现和提出化学能与热能的探究性的问题敢于质疑勤于

19、思索逐步形成趣和情感培养学生严谨求实勇于探索的科学态度有参与化学科技活动的热情有将化学能与热能的化学知识应用于生产生活实践的意识能够对与化学能有关的社会和生活问题做出合理的断教学重点实验探究和通过实验探究化学反应与计玻璃棒烧杯量筒玻璃片砂纸试管晶体铝条大烧杯只硬纸板有孔块小烧杯只带圈玻璃搅拌器支温度计支碎纸条只量筒只保温杯只盐酸氢氧化钠溶液教学过程新课导入一化学键与化学反应中能量变化的关系化学反应与体系的能量的变学习必备 欢迎下载 直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果好 固体煤变为气体燃料后，燃烧效率更低 A B C D 2吸热反应一定是 ()。A释放能量 B贮存能量 C反应物总能量高于

20、生成物总能量 D反应物总能量低于生成物总能量 3能源可分为一级能源和二级能源，自然界中以现成形式提供的能源称一级能源，需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。据此判断，下列叙述正确的是（）A天然气是二级能源 B石油是二级能源 C电能是一级能源 D水力是一级能源 4下列反应属于放热反应的是()。A氢气还原氧化铜 B氢气在氧气中燃烧 C氢氧化钾和硫酸中和 D碳酸钙高温分解成氧化钙和二氧化碳 5下列反应属于吸热反应的是()。A二氧化碳与赤热的碳反应生成一氧化碳 B葡萄糖在人体内氧化分解 CBa(OH)2 8H20 与 NH4Cl 反应 D锌粒与稀 H2S04反应制取 H2 6下列说法不正确的

21、是()。A焦炭在高温下与水蒸气的反应是吸热反应 B氢氧化钾与硝酸的反应是放热反应 C燃料有足够的空气就能充分燃烧 D化学反应的过程，都可以看成是“贮存”在物质内部的能量转化为热能等 而被释放出来的过程 二、填空题（本题共 6 小题，每空 3 分，共 64 分）1、一切化学反应除了有质量的变化外，还伴随着 的变化，它们分别遵循 定律和 定律。能量变化通常主要表现为 的变化，即 或者 。第 10 页 2、既是化学反应过程的本质，又是化学反应中能量变化的主要原因。从能量的角度看，断开化学键要 ，形成化学键要 。一个化学反应是吸收能量（热量）还是放出能量（热量），取决于 。3不同的物质不仅组成不同、结

22、构不同，所包含的 也不同。放热反应的宏观表现是 ，其微观表现是 。4在氢气与氯气反应生成氯化氢气体的反应中，若断裂 1mol H-H键要吸收 436KJ 的实验的基础知识和基本技能学习实验研究的方法能设计并完成吸热反应和放热反应的化学实验形成吸热反应和放热反应的概念过程与方法具有较强的问题意识能够发现和提出化学能与热能的探究性的问题敢于质疑勤于思索逐步形成趣和情感培养学生严谨求实勇于探索的科学态度有参与化学科技活动的热情有将化学能与热能的化学知识应用于生产生活实践的意识能够对与化学能有关的社会和生活问题做出合理的断教学重点实验探究和通过实验探究化学反应与计玻璃棒烧杯量筒玻璃片砂纸试管晶体铝条大

23、烧杯只硬纸板有孔块小烧杯只带圈玻璃搅拌器支温度计支碎纸条只量筒只保温杯只盐酸氢氧化钠溶液教学过程新课导入一化学键与化学反应中能量变化的关系化学反应与体系的能量的变学习必备 欢迎下载 能量，断裂 1mol Cl-Cl 键要吸收 243KJ 的能量，断裂 1molH-Cl 键要吸收 432KJ的能量，则充分燃烧 1mol H2 的能量变化是 。若 H 0 代表放热，H 0 代表吸热，该化学反应的热化学方程式 是 。5有专家指出，如果将燃烧产物如 CO2、H2O、N2等利用太阳能使它们重新组合变成CH4、CH3OH、NH3等的构想能够成为现实，则下列说法中，错误的是 A 可消除对大气的污染 B 可节

24、约燃料 C 可缓解能源危机 D 此题中的 CH4、CH3OH、NH3等为一级能源 6 把煤作为燃料可通过下列两种途径：途径：C(s)+O2(g)点燃CO2(g)(放热 Q1 kJ)途径：先制水煤气 C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)(吸热 Q2 kJ)再燃烧水煤气 2CO(g)+O2(g)点燃2CO2(g)2H2(g)+O2(g)点燃2H2O(g)试回答下列问题：（1）判断两种途径放热：途径放出的热量_(填“大于”、“等于”或“小于”)途径放出的热量。（2）Q1、Q2、Q3的数学关系式是_。（3）由于制取水煤气反应里，反应物所具有的总能量_生成物所具有的总能量，那么在化学反应时，反

25、应物就需要_能量才能转化为生成物，因此其反应条件为_ 。第 2 页（4）简述煤通过途径作为燃料的意义：。第 11 页 第二章第 1 节化学能与热能单元练习答案 一、选择题（本题共 6 小题，每题 6 分，共 36 分）1 A；2 BD；3 D；4 BC；5 AC；6 CD。二、填空题（本题共 6 小题，每空 3 分，共 64 分）1.能量；质量守恒定律；能量守恒定律；热量；放热；吸热。2.化学键的断裂与形成；吸收能量；放出能量；断开化学键吸收的能量多，还是形成化学键释放的能量多。3.化学能；反应物总能量高于生成物总能量；断开化学键吸收的能量少于形成化(共放热 Q3 kJ)实验的基础知识和基本技

26、能学习实验研究的方法能设计并完成吸热反应和放热反应的化学实验形成吸热反应和放热反应的概念过程与方法具有较强的问题意识能够发现和提出化学能与热能的探究性的问题敢于质疑勤于思索逐步形成趣和情感培养学生严谨求实勇于探索的科学态度有参与化学科技活动的热情有将化学能与热能的化学知识应用于生产生活实践的意识能够对与化学能有关的社会和生活问题做出合理的断教学重点实验探究和通过实验探究化学反应与计玻璃棒烧杯量筒玻璃片砂纸试管晶体铝条大烧杯只硬纸板有孔块小烧杯只带圈玻璃搅拌器支温度计支碎纸条只量筒只保温杯只盐酸氢氧化钠溶液教学过程新课导入一化学键与化学反应中能量变化的关系化学反应与体系的能量的变学习必备 欢迎下

27、载 学键放出的能量。4.放出 185KJ 的能量；H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）；H=-185KJ/mol。5 D 6（1）等于 （2）Q1=Q3 Q2 （3）低于 吸收 高温 （4）固体煤经处理变为气体燃料后，不仅在燃烧时可以大大减少 SO2和烟尘对大气造成的污染，而且燃烧效率高，也便于输送。第 3 页 实验的基础知识和基本技能学习实验研究的方法能设计并完成吸热反应和放热反应的化学实验形成吸热反应和放热反应的概念过程与方法具有较强的问题意识能够发现和提出化学能与热能的探究性的问题敢于质疑勤于思索逐步形成趣和情感培养学生严谨求实勇于探索的科学态度有参与化学科技活动的热情有将化学能与热能的化学知识应用于生产生活实践的意识能够对与化学能有关的社会和生活问题做出合理的断教学重点实验探究和通过实验探究化学反应与计玻璃棒烧杯量筒玻璃片砂纸试管晶体铝条大烧杯只硬纸板有孔块小烧杯只带圈玻璃搅拌器支温度计支碎纸条只量筒只保温杯只盐酸氢氧化钠溶液教学过程新课导入一化学键与化学反应中能量变化的关系化学反应与体系的能量的变