《61 化学反应与能量变化》教案导学案.docx
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《61化学反应与能量变化》教案导学案
《6.1化学反应与能量变化》教案
【第一课时化学反应与热能】
【教学目标】
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。
3.能从能量守恒定律和化学键的角度来解释化学反应中能量变化之间的关系。
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问题，敢于质疑，勤于思索，逐步形成独立思考的能力，善于与人合作，具有团队精神。
情感、态度与价值观
1.发展学生学习化学的兴趣，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.培养学生严谨求实，勇于探索科学精神。
3.培养学生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。
【教学重点】
实验探究和通过实验探究化学反应与能量变化，掌握吸热反应和放热反应的概念
【教学难点】
从微观结构的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】
1.仪器用品：
温度计、玻璃棒、玻璃片、烧杯、
量筒、试管、锥形瓶、气球、胶头滴管。
2.药品：
镁条、
、
、
、
固体、
固体。
【教学过程】
【创设问题情境】
播放神州七号发射时的视频。
从化学的角度分析，你知道神州七号顺利升空所需要的巨大推动力是如何产生的吗？
【结论】燃料通过化学反应放出巨大能量
【展示】本节课的课题：
化学能与热能
【展示】本节课探究内容
1.感受化学能与热能的相互转化；
2.从理论角度分析化学能与热能的相互转化的实质；
3.自我体验酸碱中和反应的热能变化。
【设问】
物质在发生化学反应的同时还伴随着能量的变化，这些能量变化通常又表现为热量的变化。
化学变化中热量变化的具体形式有哪些呢？
下面我们就通过实验来进行研究、探讨。
【学生分组实验】
实验探究一：
镁与盐酸反应中能量的变化
取试管加入2～3滴管的盐酸，再插入一小段镁条。
眼睛观察到的现象
用手触摸到的现象
热量的变化
能量的转化方式
实验探究二：
常温下氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应过程中能量的变化
1.将气球中的
固体倒入装有
固体的锥形瓶中，振荡锥形瓶使两者固体充分混合；
2.将充分振荡后的锥形瓶放在滴有2滴管
的玻璃片上静置半分钟。
用手触摸到的现象
试着用手拿起锥形瓶
热量的变化
能量的转化方式
【思考与交流】
通过以上两组实验我们可以感受到：
化学反应中的能量变化经常表现为热量的变化，有的反应放热，有的反应吸热。
那么化学反应中为什么会有能量变化？
一个化学反应究竟是吸收能量还是放出能量又由什么决定呢？
接下来，我们将围绕这些问题，从微观和宏观的角度来揭示这些秘密。
一、微观角度：
从能量守恒的角度分析化学反应中能量的变化
结论：
①该反应________（放出或吸收）能量；②能量的转化形式是________能转化为________能；
③该反应表现为________（放热或吸热）反应。
结论：
①该反应________（放出或吸收）能量；②能量的转化形式是________能转化为________能；
③该反应表现为________（放热或吸热）反应。
【小结】
1.镁与盐酸反应过程中能量的转化方式是________能转化为________能；
2.氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应过程中能量的转化方式是________能转化为________能。
【教师讲解】
二、微观角度：
从化学键的角度分析化学反应中能量的变化
1.从化学键的角度分析化学反应的本质是：
_____________________
2.当物质发生化学反应时，断开反应物的化学键要________（放出或吸收）能量；而形成生成物的化学键要________（放出或吸收）能量。
【练习反馈】已知拆开
中的化学键要吸收
的能量，拆开
中的化学键要吸收
的能量，形成水分子中的
键要放出
的能量，试说明
中的能量变化。
断裂反应物化学键吸收的总能量为：
_____________________________
形成生成物化学键放出的总能量为：
_____________________________
生成
时的能量变化为：
______________________________
【设问】
通过前面的学习，我们知道有的反应放热；有的反应吸热。
那么，作为一类重要而常见的反应，酸与碱的中和反应是放热的还是吸热的呢？
下面，请同学们自己通过实验来揭开这个秘密。
【学生分组实验】
实验步骤：
1.先记录室温作为酸.碱溶液的起始温度。
2.用一个量筒量取
的酸溶液，倒入
小烧杯中备用。
3.用另一个量筒量取
的碱溶液，并缓慢倒入上述烧杯中，边加边用玻璃棒搅拌；用温度计测量混合溶液的最高温度。
【学生汇报实验结论】
①实验反应的离子方程式________________②实验中生成的
的量________________
③温度变化的幅度________________________④酸碱中和反应均为________________反应
实验反思一：
如何近似计算出上述两个中和反应中所放出的热量呢？
已知：
①混合液的比热容
，②
，③
，
Q=_________________________________________________________
实验反思二：
若要更准确地测定出HCl溶液与NAOH溶液反应所放出的热量，你认为：
1、根据计算公式，影响热量测定的关键数据是什么？
_____________
2、如何设计实验装置使关键数据更为准确？
_____________________
__________________________________________________________
【学以致用】
1.已知反应
。
有人将装有
固体的密闭聚乙烯管安装在房屋的外墙就能达到白天蓄热使室内保持低温；晚上再把白天所蓄热量放出，使室内保持温暖。
以下说法正确的是（）
A．白天将太阳能转化为化学能B．白天将化学能转化为太阳能
C．晚上将化学能转化为热能D．晚上将热能转化为化学能
2.炎热的夏季里，能喝上一口冰镇饮料是非常惬意的事情。
目前，一种被人称为“摇摇冰”的即冷即用饮料畅销各大商场。
所谓“摇摇冰”，是指吸食前将饮料隔离层中的制冷物质和水混合摇动能使瓶中饮料冷却。
若该制冷物质可以在下列物质中选择，它应该是（）
A．氯化钠B．固体硝酸铵C．浓硫酸D．固体氢氧化钠
3.现市面上有一种叫“一拉热”的食品，上层是冷糕点，底层有一根线，拉动该线，不一会儿的功夫盒内糕点就热气腾腾。
某同学对这一包装产生了兴趣，于是将盒子拆开，发现该产品的下层套内放置加温装置，拉动拉线，可使装置内一包白色固体和一小包水相遇，从而产生热量对糕点进行加热，在几分钟内可使糕点达到
。
你能帮他解释原理吗？
大胆推测该白色固体可能的成分。
【第二课时化学反应与电能】
【教学目标】
知识与技能
1.获得化学能与电能转化的化学实验的基础知识和基本技能，学习实验研究的方法，能设计并完成化学能与电能转化的化学实验。
2.形成原电池的概念，探究构成原电池的条件。
过程与方法
1.经历对化学能与电能转化的化学实验探究的过程，进一步理解探究的意义，学习科学探究的基本方法，提高科学探究的能力。
2.能对自己的探究原电池概念及形成条件的学习过程进行计划、反思、评价、和调控，提高自主学习化学的能力。
情感、态度与价值观
赞赏化学科学对个人生活和社会发展的贡献，关注能源问题，形成正确能源观。
【教学重点】：
原电池的概念与构成的条件。
【教学难点】：
用已经学过的有关知识探究化学能转化成电能的条件和装置。
【教具准备】
多媒体、烧杯、导线、电流表、铜片、锌片、石墨棒、稀硫酸。
【教学过程】
【新课导入】多媒体动画展示：
热电厂生产的过程
一、化学能转化成热能、热能转化成机械能、机械能转化成电能
二、化学能直接转化为电能的原理与装置
【学生自学】阅读课本。
思考问题：
（教师播放投影片）
1.当氧化剂和还原剂直接接触进行反应时，化学能要经过一系列能量转换才能转化为电能。
2.把氧化剂和还原剂分开，使氧化反应和还原反应在两个不同区域进行。
3.需要在氧化剂和还原剂之间架设桥梁使电子从氧化剂区域流向还原剂区域。
4.考虑氧化反应和还原反应发生的条件和环境，化学物质的选择。
5.从电学角度考虑仪器选择和组装问题
【师生互动】
1.学生活动形式：
组成课堂学习小组进行讨论，建立思维模型。
2.挖掘学生已有的氧化还原反应知识来分析氧化剂和还原剂之间电子转移中的能量转化。
3.积极引导学生思考将氧化反应和还原反应拆开的有关问题（怎样实现上述想法？
氧化剂和还原剂分别选择什么物质？
它们怎样给出和接受电子？
）。
师：
能否将氧化反应区域和还原反应区域拆开？
这样在氧化反应区域和还原反应区域之间可能有电子流动，从而完成化学能向电能的转化。
实验设计：
1.
原电池实验：
①Cu、Zn分别插入稀硫酸中。
②Cu、Zn同时插入稀硫酸中，但不接触。
③将Cu、Zn用导线连接起来。
④在Cu、Zn导线之间接电流表。
⑤将Cu、Zn导线互换再接电流表。
Zn片发生氧化反应，Zn：
Zn－2e＝Zn2-负极
H+在Cu片上发生还原反应，Cu：
2H++2e＝H2↑正极
师：
很好，总的离子反应方程式：
Zn2++2H+＝Zn2+＋H2↑
实验探究２：
2.
与稀硫酸进行实验。
3.Cu—石墨与稀硫酸进行实验。
（在短时间内，不考虑氧气的作用）4.Zn—石墨与稀硫酸进行实验。
5.
与稀硫酸进行实验。
6.
与乙醇进行实验。
7.
与一个西红柿进行实验。
8.
与两个西红柿进行实验
上述实验及现象以表格对比的形式呈现出来。
①两极材料不同的各种现象。
②不同溶液的各种现象。
③电极在同一容器和不同容器中的现象。
化学用语化：
将上述成功转化实验中的反应，用氧化反应式、还原反应式和总化学方程式的形式表示出来
同一容器
不同容器
实验序号
电极材料
溶液
现象
氧化反应
还原反应
总反应
解释：
2
稀
硫
酸
3
4
5
6
Cu
Zn
7
【课堂小结】
1.归纳、概括形成原电池概念：
将化学能转化为电能的装置叫做原电池。
［知识拓展］2.总结归纳原电池的构成条件：
①有两种活动性不同的金属（或非金属单质）作电极。
②电极材料均插入电解质溶液中。
③两极相连形成闭合电路。
3.抽象出原电池化学反应本质：
较活泼的金属发生氧化反应，电子从较活泼的金属（负极）通过外电路流向较不活泼的金属（正极）
【活动与探究】
从下列课题中选择你感兴趣的问题，自由组成学习小组开展研究性学习活动。
设计各种情况下观察锌与稀硫酸反应产生氢气的速率，并探究其原因：
（1）将一粒纯锌、一粒粗锌与铜丝分别放人装有稀硫酸的不同试管中，观察氢气产生的速率；
（2）将铜丝取出，与纯锌粒接触后放人装有稀硫酸的试管中，观察氢气的产生速率及溶液有无颜色变化；
（3）在锌与稀硫酸反应的试管中，滴人少量硫酸铜溶液，观察实验现象。
《6.1化学反应与能量变化》导学案
【第一课时化学反应与热能】
【学习目标】
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。
【学习重难点】
学习重点：
化学键与能量变化的关系。
学习难点：
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。
【学习过程】
1、导入新课：
为什么化学反应有的表现吸热有的表现出放热呢？
化学能与热能之间有什么关系呢？
2、自主学习：
阅读课本
在化学反应中，从反应物分子转变为生成物分子，各原子内部并没有多少变化，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________部分或全部遭到破坏，生成物分子中的________________形成。
3、看书及图片探究：
一、化学键与化学反应中能量变化的关系
1.化学反应过程中的能量________；2.________是化学反应中能量变化的主要表现形式；（其它形式的能不计）3.相同物质的量的不同物质的化学能________等。
4、自主学习探究：
二、化学能和热能的转化
1.化学反应在发生过程中是吸热还是放热，决定于________（反应物的总能量）与________（生成物的总能量）的相对大小
根据能量守恒定律得出：
E（反应物的总能量）________E（生成物的总能量）________E（热能）；
E（反应物的总能量）—E（生成物的总能量）＞0时，反应为________反应。
E（反应物的总能量）—E（生成物的总能量）＜0时，反应为________反应。
物质的燃烧一般是________能转化成________能。
5、拓展学习：
化学能与电能、光能也可以相互转化。
7、课堂练习
1.航天飞机用铝粉与高氯酸铵（
）的混合物为固体燃料，点燃时铝粉氧化放热引发高氯酸铵反应，其方程式可表示为：
（该反应为放热反应），下列对此反应的叙述中错误的是（）
A.上述反应属于分解反应
B.上述反应瞬间产生大量高温气体推动航天飞机飞行
C.反应从能量变化上说，主要是化学能转变为热能和动能
D.在反应中高氯酸铵只起氧化剂作用
2.下列说法正确的是（）
A.化学反应中的能量变化，通常表现为热量的变化
B.反应物的总能量高于生成物的总能量时发生吸热反应
C.
与
的反应是放热反应
D.木炭在氧气中的燃烧是吸热反应
3.下列说法正确的是（）
A.若氢气和氧气化合是放热反应，则电解水生成氢气和氧气是吸热反应
B.需要加热才能发生的反应是吸热反应
C.反应放出的热量的多少与反应物的质量和状态无关
D.对放热反应
，A、B的能量总和小于C、D的能量总和
8、活动与探究1：
太阳能与人类生存（学生自学），阅读P31
例《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
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：
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）．所缺数据的化学含义为________。
9、活动与探究2
1.在日常生活、生产中，你应用本节课的有关知识解决或解释了哪些实际问题？
例如：
液化气代替汽油，减少城市污染问题。
2.燃料乙醇需求增加，玉米供应紧缺，你对乙醇燃料前景是否看好？
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、石油和煤的使用；比较燃烧天然气、石油和煤与环境污染的关系。
10、反思，谈收获：
______________________________________________________________
__________________________________________________________。
11、课后练习：
1.下列关于化学反应的说法正确的是（）
A.化学反应的特征是有新物质生成
B.有新物质生成一定是发生了化学变化
C.化学反应的特征是伴随能量的变化
D.化学反应过程中一定有热量释放出来
2.下列说法正确的是（）
A.反应条件是加热的反应都是吸热反应
B.化学反应除了生成新的物质外，还伴随着能量的变化
C.物质燃烧一定是放热反应
D.放热的化学反应不需要加热都能发生
3.氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。
在反应过程中，破坏
氢气中的化学键消耗的能量为
，破坏
氯气中的化学键消耗的能量为
，形成
氯化氢中的化学键释放的能量为
。
下列关系式中，正确的是（）
A.
B.
C.
D.
4.下列反应属于吸热反应的是（）
①加热
和
的混合物制取
②蜡烛的燃烧③萤火虫发光④将氢氧化钡晶体和氯化铵晶体的混合物放入水中⑤将碳酸钠晶体和硝酸铵晶体混合均匀放在日光下曝晒⑥将黏土、石子、水混合均匀⑦将生石灰倒入海水中⑧煅烧石灰石
A.①③④⑤⑧B.③④⑤⑥⑧
C.②④⑤⑥⑦D.①②④⑤⑧
【第二课时化学反应与电能】
【学习目标】
知识与技能：
1、认识化学能与电能之间的相互转化
2、认识原电池概念，理解原电池原理，了解组成原电池的条件
过程与方法：
探究原电池的原理和组成条件，培养分析与归纳能力，学习设计原电池的方法。
情感态度与价值观：
感悟化学能与电能相互转化的意义，认识开发利用新型电池的意义以及使用化学电池对环境的影响。
【学习重难点】
学习重点：
认识化学能与电能之间的相互转化。
学习难点：
认识原电池概念，理解原电池原理，了解组成原电池的条件。
【知识回顾】
1.一次能源：
__________________________________________________
如：
流水、风力、原煤、石油、天然气、天然铀矿等
二次能源：
____________________________________________________
如：
电力、蒸汽等
2.电解质在熔融状态或水溶液中导电的原因
电解质在水溶液中能够导电，是因为它们在溶液中发生了____________，产生了能够____________的____________。
因此，电解质溶液导电能力的强弱只取决于在相同条件下溶液中可以自由移动的离子的____________及其____________。
离子化合物在熔融状态下____________，共价化合物在熔融状态下____________
【学习过程】
一、化学能与电能的相互转化
1.电能是现代社会中应用最____________、使用最____________、污染最____________的一种____________次能源，我国发电总量中____________发电仍居首位。
2.火力发电原理是通过________燃烧，使________能转变为_______能，加热水使之______以推动蒸汽轮机，然后带动________发电。
燃煤发电是从燃煤中的化学能开始的一系列能量转换过程：
化学能____能____能________能。
【思考】能否将化学能直接转化为电能？
3、将化学能转换成电能的装置：
原电池
【探究实验一】
实验步骤
分别把锌片和铜片插入到稀
中,观察现象。
铜片：
锌片：
解释实验现象
【探究实验二】
实验步骤
将锌片和铜片用导线连接，中间接入一个电流表，平行插入盛有稀
的烧杯中,观察现象。
铜片：
锌片：
电流表指针偏转方向
解释实验现象
（1）原电池定义：
将____能转变成___能的装置。
（2）原理及结构示意图（以Zn—Cu—稀
原电池为例）铜片和锌片作电极，稀硫酸做电解质溶液。
Zn片为原电池的_____极，其电极反应式为_______，发生______反应（填“氧化”或“还原”）；Cu片为原电池的____极，其电极反应式__________，发生______反应。
该原电池的总反应式为______________________，电解质溶液的pH_____。
注意：
在同一个电池中两极反应时，“失去电子数”与“得到电子数”要相同。
⑶原电池工作时电子、离子运动方向。
①外电路（导线）：
电子从____极经导线流向____极
②原电池内电解质溶液中：
____离子流向负极，____离子流向正极
如图所示：
（4）原电池的反应本质是________反应，即化学能电能
（5）构成原电池的条件
①溶液:
____________________________
②电极：
A_____________________________________
B________________________________________
C________________________________________
③形成________________________________________回路
④在一定条件下存在______________________反应
【目标检测】A
1.A、B、C都是金属，A与C组成原电池时，A为负极；A与B组成原电池时，A为正极。
则A、B、C三种金属的活动性顺序为（）
A.
B.
C.
D.
2．下列叙述中，可以说明金属甲的活动性比金属乙的活动性强的是（）
A．在氧化还原反应中，甲原子失去的电子比乙原子失去的电子多；
B．同价态阳离子，甲比乙的氧化性强；
C．甲、乙能跟稀盐酸反应放出氢气，而甲方出的比乙多；
D．将甲、乙作电极组成原电池时，甲是负极
3．对于原电池的有关叙述错误的是（）
A.发生氧化反应的一极为负极
B.发生氧化反应的一极为正极
C.比较不活泼的金属为负极
D.电流是从原电池的正极流向负极
4．某原电池的离子反应是：
，该电池的正确组成是（）
A．Cu为正极，Zn为负极，
为电解质溶液；
B．Zn为正极，Cu为负极，
为电解质溶液；
C．Cu为正极，Zn为负极，
为电解质溶液；
D．Cu为正极，Zn为负极，
为电解质溶液
5.原电池产生电流的本质原因是（）
A.原电池中电解质能电离出自由移动的电子
B.有导线将两个活动性不同的电极连接
C.金属易失电子
D.原电池中发生了氧化还原反应
6.“自由女神”—美国的象征，百年来一直矗立在纽约港，经历着大西洋海风的洗礼，自由女神的外壳材料是铜质，支撑整个雕像的支架是铁质。
近些年女神生病了，她的铁骨一层层的被锈蚀，蓬松氧化铁架体积膨胀，铆固的支脚被撑断，有专家指出自由女神生病的原因是发生了原电池反应，下面有关叙述正确的是（）
A．“自由女神”的铜外壳是原电池的负极
B.铁甲作正极，发生还原反应
C.该原电池电极上进行的氧化还原反应的生成物为电子
D.该原电池反应过程中，电子从铁架转移到铜壳
7.实验室中欲制氢气，能较快的制备氢气的方法是（）
A.纯锌与稀硫酸反应B.纯锌与浓硫酸反应
C.纯锌与稀盐酸反应D.粗锌（含铅、铜杂质）与稀硫酸反应
8.锌片和铜片及稀硫酸组成的原电池装置工作一段时间后，下列说法正确的是（）
A锌片是正极，铜片上有气泡
B.电流方向是从锌片流向铜片
C.溶液中硫酸的物质的量浓
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