化学能与热能导学案.docx
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化学能与热能导学案
化学能与热能学案（第一课时）
班级姓名
学习目标
1、能从化学键的角度理解化学反应中能量变化的主要原因2、通过化学能与热能的相互转变，理解“能量守恒定律”3、能从微观的角度来解释宏观化学现象，进一步发展想象能力。
4、初步建立起科学的能量观，加深对化学在解决能源问题中重要作用的认识。
【知识回顾】
1、什么是化学键？
化学反应的本质是什么？
（化学键观点）
【学与问】
煤、石油、天然气的主要化学成分是烃类等有机物，它们燃烧所产生的热能从何而来？
这种热能与化学物质及化学反应有什么关系？
石灰石要经过高温煅烧才能变成生石灰，高温提供的热能在石灰石的分解反应中起什么作用？
【自主学习】
一、化学键与化学反应中能量变化的关系
1、化学键的断裂和形成与化学反应中能量的变化
[学生思考、讨论]从化学键断裂和形成角度分析氢气和氯气反应过程中吸收还是放出能量（阅读课本32页）。
【提示】断开1molH－H键要吸收436kJ的能量;断开1molCl—Cl键要吸收243kJ的能量;形成1molH—Cl键要放出431kJ的能量。
[归纳小结]
（1）化学反应中能量变化的主要原因（化学键角度）
（2）断键吸收的总能量____成键放出的总能量,则化学反应放出能量
断键吸收的总能量_____成键放出的总能量,则化学反应吸收能量
2、从化学反应中反应物和生成物的总能量的大小考虑【阅读课本32-33页能量变化图】
【小结】
（1）、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取决于
（2）、画出反应物、生成物总能量的大小与反应中能量变化的关系示意图
反应物的总能量___生成物的总能量，则化学反应放出能量
反应物的总能量___生成物的总能量，则化学反应吸收能量
3、放热反应和吸热反应（化学反应中的能量变化一般表现为热量变化）
放热反应:
吸热反应:
[课堂小结]放热反应：
化学反应中_____能量的反应。
断键吸收的总能量_____成键放出的总能量的反应或反应物的总能量____生成物的总能量的反应。
吸热反应：
化学反应中____能量的反应。
断键吸收的总能量____成键放出的总能量的反应或反应物的总能量____生成物的总能量的反应。
[反馈练习]
1．下面是有关化学能和热能的叙述，其中正确的是（）
A．化学反应中不一定伴随着能量的变化B．只要有能量变化的过程一定是化学反应
C．只要是加热才能发生的反应就一定是吸热反应
D．燃烧反应都可以看成物质内部的化学能转变为热能的放热反应
2．A+B＝C+D是化学反应，已知该反应为放热反应，对该反应的说法正确的是（）
A．A的能量一定高于C的能量B．B的能量一定高于D的能量C．反应物A与B的总能量一定低于生成物C与D的总能量D．反应物A与B的总能量一定高于生成物C与D的总能量
3．关于化学键的断裂，下列说法中正确的是（）
A．在化学键的断裂过程中，肯定发生了化学反应B．在化学键的断裂过程中，肯定伴随着能量的变化C．在化学键的断裂过程中，肯定吸收能量D．在化学键的断裂过程中，肯定放出能量
4、已知金刚石在一定条件下转化为石墨是放热的。
据此，以下判断或说法正确的是（）A需要加热方能发生的反应一定是吸热反应B放热反应在常温下一定很容易发生
C反应是放热还是吸热，必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小
D吸热反应在一定条件下也能发生
5．有关下列能量转化的认识不正确的是（）。
A．植物的光合作用使得太阳能转化为了化学能B．人类使用照明设备是将电能转化为了光能C．生物体内的化学变化过程在能量转化上比在体外发生的一些能量转化更为合理、有效D．燃料燃烧时只是将化学能转化为了热能
6.绿色能源是指使用过程中不排放或排放极少污染物的能源,如一级能源中的水能、地热、天然气等;二级能源中电能、氢能等。
下列能源属于绿色能源的是（）
①太阳能②风能③石油④煤⑤潮汐能⑥木材
7.下列关于能源和作为能源的物质的叙述中错误的是（）
8、能源可划分为一级能源和二级能源，自然界以现成方式提供的能源称为一级能源；需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。
氢气是一种高效而没有污染的二级能源，它可以由在自然界中大量存在的水来制取：
，该反应需要吸收大量的热。
根据以上内容回答下列问题：
（1）下列叙述正确的是（）。
A．风力是二级能源B．水力是二级能源C．天然气是一级能源D.电能是一级能源
（2）关于用水制取二级能源氢气，以下研究方向不可行的是（）。
A．构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可研究在水不分解的情况下，使氢气成为二级能源B．设法将太阳能聚焦，产生高温，使水分解产生氢气C．寻找高效催化剂，利用太阳能使水分解产生氢气D．寻找特殊催化剂，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气
9．从能量的角度看，断开化学键要，形成化学键要。
化学反应是释放能量还是吸收能量取决于。
10．当反应物的总能量高于生成物时，该反应为反应；当反应物的总能量低于生成物时，该反应为反应。
11．下列反应中，属于放热反应的是，属于吸热反应的是。
①煅烧石灰石（主要成分是CaC03）制生石灰（CaO）②燃烧木炭取暖③炸药爆炸④酸与碱的中和反应⑤生石灰与水作用制熟石灰⑥食物因氧化而腐败
12．城市使用的燃料，现大多为煤气、液化石油气。
煤气的主要成分是CO和H2的混合气体，它有煤炭与水蒸气在高温下反应制得，故又称水煤气。
试回答：
（1）写出制取水煤气的主要化学方程式_____________________，该反应是________反应（填吸热、放热）。
（2）设液化石油气的主要成分为丙烷（C3H8），其充分燃烧后产物为C02和H2O，试比较完全燃烧等质量的C3H8及CO所需的氧气的质量比为：
。
【课后反馈】（通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识，请记录下来）
第一节化学能与热能
知识与技能：
关于化学反应与能量之间的关系，学生在初中化学中已经有所了解，在他们的生活经验中也有丰富的感性认识。
本节教学内容是让学生在学习物质结构初步知识之后，从本质上认识化学反应与能量的关系。
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
情感态度价值观：
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
本节教学重点：
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。
本节教学难点：
1、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。
2、学会吸热反应和放热反应的定义
教学过程
[新课导入]
首先让学生观看人类开发和利用能源的录像、图片等，或提出一个有关能源的社会实际问题进行讨论→进入实际应用教学→使学生认识到化学反应所释放出的能量是当今世界上最重要的能源，研究化学反应中能量变化的重要意义。
[板书]第一节化学能与热能
1、化学能与热能的相互转化
[学生实验]课本实验2-1
[思考]为什么要用砂纸打磨铝片？
[学生思考回答]因为铝片表面有氧化膜，它阻止铝片与酸的接触，使反应不能进行。
[分组探究]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？
[学生思考]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
[演示实验]课本实验2-2
[学生活动]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？
[学生探究]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）2·8H2O+2NH4Cl==BaCl2+2NH3↑+10H2O
[演示实验]实验2-3酸碱中和反应
[实验要点]通过三组强酸和强碱之间的反应对比实验，定性的抽象出“中和热”概念。
在实验中要注意：
（1）三组实验所处条件要相同，如使用的仪器、外界环境中温度和压强要相同；
（2）三组实验酸和碱的用量要相同，以保证生成水的量相同；
（3）控制相同的反应时间。
[学生活动]汇总实验现象和数据并列表比较。
反应物
及用量
酸
HNO350mL1mol/L
HCl50mL1mol/L
HCl50mL1mol/L
碱
NaOH50mL1mol/L
NaOH50mL1mol/L
KOH50mL1mol/L
混合前温度
室温
室温
室温
混合后温度
t1
t2
t3
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
[学生探究]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？
[本质分析]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）。
[概念引入]酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量称为中和热。
[课堂小结]
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环境放出热量，有些化学反应表现出向环境吸热。
教学反思：
第二节化学能与电能
知识与技能：
1、通过实验探究原电池中发生的反应，认识化学能转化为电能的基本原理。
2、学会分析、推理、归纳和总结的逻辑思维方法，提高发现问题、分析问题和解决问
题的能力。
3、通过实验和小组合作学习，体验科学探究过程。
4、了解各类电池在生产、生活实际中的应用，认识化学的价值。
增强环保意识。
过程与放法：
1、经历对化学能与电能转化的化学实验，进一步理解探究的意义，学习科学探究的基本方法。
2、通过实验探究从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质及原电池的构成条件。
情感态度价值观：
1、发展学习化学的兴趣，乐于探究化学能转化成电能的奥秘，体验科学探究的艰辛和喜悦。
2、赞赏化学科学对个人生活和社会发展的贡献。
教学重难点：
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