化学能与热能教案1.docx
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化学能与热能教案1
第一节化学能与热能
主备人王敬
【教学目标】
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、在化学实验基础上，通过吸热反应和放热反应的概念，理解化学中能量变化的主要原因。
过程与方法：
1、从微观结构变化看化学反应的能量变化过程。
2、学生通过实验学会定性和定量地研究化学反应中热量变化的科学方法。
情感态度价值观：
1、培养学习化学的兴趣，探究物质的奥秘，体验科学探究的艰辛和喜悦，感受化学世界的奇妙。
2、培养参与化学科技活动的热情，能对于化学能有关的相关问题作出合理的判断，树立正确的能源观。
【教学重难点】
重点：
1、化学键与能量变化的关系。
2、化学能与热能的相互转化
难点：
1、从本质上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、通过吸热反应和放热反应的概念，理解化学中能量变化的主要原因。
【教学设计指导思想、学情分析】
初中化学从燃料的角度初步学习了“化学与能源”的一些知识。
关于化学反应与能量之间的关系，学生在初中已有了解。
他们的生活经验中也有丰富的感性认识。
本节教学是让学生在学习物质结构初步知识后，从本质上认识化学反应与能量的关系。
【教学方法】
自主学习实验探究归纳总结
【教学用具】
实验仪器：
温度计、玻璃棒、烧杯、50mL量筒、玻璃片、砂纸、试管、
实验药品：
6mol/LHCl,2mol/LHCl,1mol/LHCl，1mol/LHNO3,1mol/LKOH,
2mol/LNaOH,Ba（OH）2·8H2O,NH4Cl，铝条。
电教设备：
电脑、投影仪
【教学时数】两课时
【教学过程】第一课时化学键与化学反应中能量变化的关系
[新课导入]化学反应都有新物质产生，同时还伴随着能量变化。
人们利用化学反应，有时是为了制取所需要的物质，有时却是为了利用化学反应所释放出的能量。
例如，人们利用氢氧焰来焊接金属，主要就是利用氢气和氧气化合时所放出的能量。
今天，我们一起来学习化学能与热能。
[自读]p32化学键与化学反应中能量变化的关系。
在化学反应中，从反应物分子转变为生成物分子，各原子内部并没有变化，但原子间的结合方式发生了改变。
在这个过程中，反应物分子中的化学键部分或全部遭到破坏，生成物分子中的新化学键形成。
[讨论]1、根据课本P32第一段的相关数据你能得出什么结论？
答：
形成化学键要放出能量，断裂化学键要吸收能量
断开一摩尔化学键吸收的能量与形成一摩尔相同价键放出的能量相同。
不同化学键断开（形成）时吸收（放出）的能量不同。
2、化学反应中能量变化的主要原因？
答：
因化学反应的实质是旧键断裂，新键形成，而断键、成键均有能量变化。
故：
化学反应中定有能量变化。
3、从化学键和物质所含化学能的角度分析一个化学反应在反应过程中是吸收能量还是放出能量与什么有关？
答：
（1）从化学键的角度
新键形成放出的能量＞旧键断裂吸收的能量放能反应
新键形成放出的能量＜旧键断裂吸收的能量吸能反应
（2）从物质具有化学能的角度
任何物质都有化学能，不同的物质化学能不同
E（反应物的总能量）＞E（生成物的总能量）放能反应
E（反应物的总能量）＜E（生成物的总能量）吸能反应
4、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。
（1）从化学键的角度
放能反应吸能反应
能量
能量
生成物
反应物
生成物
反应物
（2）从物质具有化学能的角度
放能反应吸能反应
强调：
化学反应过程中的能量守恒
[教师展示]图片或播放动画。
第二课时化学能与热能的相互转化
[自读]P33“化学能与热能的相互转化”第1、2段
[回答]1、化学反应中的能量变化有哪些形式？
通常表现为什么变化？
答：
有热能、电能、光能、生物能等形式。
通常表现为热量的变化——吸热或者放热。
2、从能量的角度来看，化学反应的过程可看作什么样的过程？
答：
化学反应的过程，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（放热反应），或者是热能等转化为物质内部的能量而被“贮存”起来的过程（吸热反应）。
[总结]所以说，化学能可以转化成热能（放热反应），热能也可以转化成化学能（吸热反应）。
[过渡]那么，常见反应中，哪那些是放热反应？
哪那些是吸热反应？
[实验探究]实验2-1铝与盐酸反应实验记录
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
实验2-2氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应
1.列表整理实验事实和结论：
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
混合物成糊状
有刺激性气味的气体产生，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝
有NH3气和水生成
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
2.用化学方程式表示上述反应：
Ba（OH）2·8H2O+2NH4Cl==BaCl2+2NH3↑+10H2O
实验2-3酸碱中和反应
将教材中的实验列三组对比实验。
见下表：
反应物
及用量
第一组
第二组
第三组
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
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
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。
步骤一：
三组学生各取一套大小相同装置，分别做一个实验并记录实验现象和数据。
步骤二：
汇总实验现象和数据并列表比较。
步骤三：
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？
[合作探究]问题：
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。
[师生总结]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）。
[形成概念]──酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量称为中和热。
[拓展]常见的吸放热反应：
放热反应吸热反应
燃烧；缓慢氧化；爆炸；氢氧化钡晶体和氯化铵晶体反应；
过氧化钠与水或二氧化碳反应碳和水蒸气高温反应；
金属与水或酸的反应；碳和二氧化碳反应；
酸碱中和反应；大多数分解反应。
大多数化合反应。
[思考]p32学与问
[练习]p374、6、7题
[课堂小结]化学反应的实质是反应物中旧键断裂，生成物中生成新键，而断键吸能，成键放能。
这是化学反应中能量变化的本质原因。
热量变化是化学反应中能量变化的主要表现形式，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从环境吸热。
[作业]课后9、10、11、12上作业本，其余写课本上。
分级训练第一二课时。
【教后记】
【活动与探究】
1．在日常生活、生产中，您应用本节课的有关知识解决或解释了哪些实际问题？
例如：
氢代替汽油，减少城市污染问题。
2．燃料乙醇需求增加，玉米供应紧缺，你对乙醇汽油前景是否看好？
3.说出重要的矿物能源（天然气、石油和煤）的成因，初步形成节约能源的意识。
4.调查生活中天然气、石油、煤的使用；比较三者燃烧与环境污染的关系。
【知识拓展】光学知识应用
在绿色植物光合作用中，每放出1个O2分子要吸收8个波长为6.88x10-7m的光量子。
同时，每放出1molO2，植物能储存469kJ的能量．求绿色植物在光合作用中能量的转换效率为多少（普朗克常数值h=6.63x10-37kJ·S）.太阳能与人类生存
《科学美国人》杂志在1971年7月刊登的“地球的能量资源”一文中提供了如下数据：
到达地球表面太阳辐射能的几条主要去路
单位109kJ/s
直接反射
52000
以热能的方式离开地球
81000
水循环
40000
大气流动
370
光合作用
40
请选用以上数据计算：
1．地球对太阳能的利用率为____．
2．通过光合作用，每年有_____kJ的太阳能转化为化学能（每年按365天计）．
3．每年由绿色植物通过光合作用为我们生存的环境除去二氧化碳的质量为A，试根据能量关系列出A的计算式（列式中缺少的数据用符号表示）
【板书设计】
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、从化学键的角度
新键形成放出的能量＜旧键断裂吸收的能量吸热反应
新键形成放出的能量＞旧键断裂吸收的能量放热反应
2、从能量的角度
E（反应物的总能量）＞E（生成物的总能量）放热反应
E（反应物的总能量）＜E（生成物的总能量）吸热反应
*化学反应过程中的能量守恒；
二、化学能与热能的相互转化
常见的吸放热反应：
放热反应吸热反应
燃烧；缓慢氧化；爆炸；氢氧化钡晶体和氯化铵晶体反应；
过氧化钠与水或二氧化碳反应碳和水蒸气高温反应；
金属与水或酸的反应；碳和二氧化碳反应；
酸碱中和反应；大多数分解反应。
大多数化合反应。
*热量变化是化学反应中能量变化的主要表现形式
中和热──酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量称为中和热。
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