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2019-2020年高中化學 2.1《化學能與熱能》教學案（第1課時） 新人教版必修2 【教學目標】 1、能從化學鍵的角度理解化學反應中能量變化的主要原因。 2、能從微觀的角度來解釋宏觀化學現(xiàn)象，進一步發(fā)展想象能力。 3、通過化學能與熱能的相互轉(zhuǎn)變，理解“能量守恒定律”，初步建立起科學的能量觀，加深對化學在解決能源問題中重要作用的認識。 【重點難點】 1.化學能與熱能的內(nèi)在聯(lián)系及相互轉(zhuǎn)變。 2.從本質(zhì)上理解化學反應中能量的變化，從而建立起科學的能量變化觀。 【教學過程】 能源與材料、信息一起被稱為現(xiàn)代社會發(fā)展的三大支柱。人類文明始于用火-----熱能的使用，現(xiàn)代社會的一切活動都離不開能源，在影響全球經(jīng)濟和生活的各種因素中，能源居于首位。我們的日常生活中離不開能源，如液化氣。它在燃燒時放出熱能。那這些熱能從何而來呢？本節(jié)課，我們將圍繞這些問題，先從微觀和宏觀的角度來揭示這些秘密。 [創(chuàng)設問題情景] 氫氣和氯氣的混合氣體遇到強光會發(fā)生什么現(xiàn)象？為什么？ [教師補充講解] 化學反應的本質(zhì)是反應物中化學鍵的斷裂和生成物中化學鍵的形成。化學鍵是物質(zhì)內(nèi)部微粒之間強烈的相互作用，斷開反應物中的化學鍵需要吸收能量，形成生成物中的化學鍵要放出能量。氫氣和氯氣反應的本質(zhì)是在一定的條件下，氫氣分子和氯氣分子中的H-H鍵和Cl-Cl鍵斷開，氫原子和氯原子通過形成H-Cl鍵而結(jié)合成HCl分子。1molH2中含有1molH-H鍵，1mol Cl2中含有1mol Cl-Cl鍵，在25℃和101kPa的條件下，斷開1molH-H鍵要吸收436kJ的能量，斷開1mol Cl-Cl鍵要吸收243 kJ的能量，而形成1molHCl分子中的H-Cl鍵會放出431 kJ的能量。 則(1)化學鍵斷裂時需要吸收能量。吸收總能量為：436kJ＋243kJ＝679 kJ， (2)化學鍵形成時需要釋放能量。釋放總能量為：431kJ＋431kJ＝862 kJ， (3)反應中放出的熱量的計算：862kJ—679kJ=183kJ 這樣，由于破壞舊鍵吸收的能量少于形成新鍵放出的能量，根據(jù)“能量守恒定律”，多余的能量就會以熱量的形式釋放出來。 [歸納小結(jié)] 1、斷開化學鍵要 能量；形成化學鍵要 能量 2、 是化學反應中能量變化的主要原因。 3、能量是守恒的。 4、化學反應中的能量變化通常表現(xiàn)為 的變化 [練習反饋] 已知拆開1molH2中的化學鍵要吸收436kJ的能量，拆開1molO2中的化學鍵要吸收496 kJ的能量，形成水分子中的1mol H-O鍵要放出463 kJ的能量，試說明2H2+O2=2H2O中的能量變化。 [小結(jié)] 氫氣燃燒反應，反應的條件是點燃，這部分能量有什么作用？ 結(jié)合這兩個例子，和課本上的例子，你能得出反應的能量變化和反應物的鍵能和生成物的鍵能有什么量的關(guān)系？ [思考] 剛才我們從微觀的角度分析了化學反應中能量變化的主要原因，那么，又怎樣從宏觀的角度來判斷一個反應到底是放熱還是吸熱的呢？許多物質(zhì)中都含有化學鍵，因而我們可以理解為各種物質(zhì)中都儲存有化學能?；瘜W能是能量的一種形式，它可以轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。不同物質(zhì)由于組成、結(jié)構(gòu)不同，因而所包含的化學能也不同。在化學反應中，隨著物質(zhì)的變化，化學能也隨之改變，如H2 與Cl2、O2的反應。那么，一個化學反應吸收能量還是放出能量是由什么決定的呢？ [學生討論、交流] 一個確定的化學反應在發(fā)生過程中是吸收能量還是放出能量取決于 [總結(jié)] 化學反應伴隨能量變化是化學反應的一大特征。我們可以利用化學能與熱能及其它能量的相互轉(zhuǎn)變?yōu)槿祟惖纳a(chǎn)、生活及科學研究服務?；瘜W在能源的開發(fā)、利用及解決日益嚴重的全球能源危機中必將起帶越來越重要的作用，同學們平時可以通過各種渠道來關(guān)心、了解這方面的進展，從而深切體會化學的實用性和創(chuàng)造性。 【課時作業(yè)】 班級 姓名 學號 1 2 3 4 5 6 7 8 能源可劃分為一級能源和二級能源。自然界中以現(xiàn)成形式提供的能源稱為一級能源，需依靠其他能源的能量間接制取的能源稱為二級能源。氫氣是一種高效而又沒有污染的二級能源，它可以由自然界中大量存在的水來制取。但該反應為吸熱反應。請回答1、2兩問題： （1997全國） 1、下列敘述中正確的是 （ ） A.電能是二級能源 B.水力是二級能源 C.煤、石油、天然氣是一級能源 D.水煤氣、干餾煤氣是一級能源 2、關(guān)于用水制取二級能源氫氣，以下研究方向不正確的是（ ） A.構(gòu)成水的氫和氧都是可以燃燒的物質(zhì)，因此可研究在水不分解的情況下，使氫成為二級能源 B.設法將太陽光聚集，產(chǎn)生高溫，使水分解產(chǎn)生氫氣 C.尋找高效催化劑，使水分解產(chǎn)生氫氣，同時釋放能量 D.尋找特殊化學物質(zhì)，用于開發(fā)廉價能源，以分解水獲得氫能源 3．下列各圖中，表示正反應是吸熱反應的圖是( )。 4、已知金剛石在一定條件下轉(zhuǎn)化為石墨是放熱的。據(jù)此，以下判斷或說法正確的是（ ） A 需要加熱方能發(fā)生的反應一定是吸熱反應 B 放熱反應在常溫下一定很容易發(fā)生 C反應是放熱還是吸熱，必須看反應物和生成物所具有的總能量的相對大小 D吸熱反應在一定條件下也能發(fā)生 5、一種“即食即熱型快餐”適合外出旅行時使用。其內(nèi)層是用鋁箔包裹的、并已加工好的真空包裝食品，外層則是分別包裝的兩包化學物質(zhì)，使用時拉動預留在外的拉線，使這兩種化學物質(zhì)反應，此時便可對食物進行加熱，這兩包化學物質(zhì)最合適的選擇是 　A．濃硫酸與水 B．生石灰與水 　C．熟石灰與水 D．氯化鈉與水 6、下列說法正確的是 A、 物質(zhì)發(fā)生化學反應都伴隨著能量變化 B、 伴有能量變化的物質(zhì)變化都是化學變化 C、 在一個化學反應中，反應物的總能量與生成物的總能量一定不同 D、在一個化學反應中，反應物的總能量一定高于生成物的總能量 7、下列選項中說明乙醇作為燃料的優(yōu)點是 ①燃燒時發(fā)生氧化反應 　　　　　?、诔浞秩紵漠a(chǎn)物不污染環(huán)境 ③乙醇是一種再生能源 　　　　　?、苋紵龝r放出大量的熱 A．①②③ 　　　　　　　　　　　　B．①②④ C．①③④ 　　　　　　　　　　　　D．②③④ 8、1997年，某報報道，東北某人已經(jīng)研究出可在水中加入催化劑，利用水制成汽油，并可大量投入使用。你怎樣看待這個問題 A、 成本低，可節(jié)約能源 B、它是一條致富的好出路 C、它不符合能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律 D、該報道是真實的 9、已知破壞1mol N≡N鍵、H-H鍵和N-H鍵分別需要吸收的能量為946kJ、436kJ、391kJ。試計算1molN2（g）和3 molH2（g）完全轉(zhuǎn)化為 NH3(g)的反應熱的理論值。 10、在燃燒正旺的煤爐上添加新煤時，發(fā)現(xiàn)爐溫下降，同時在新煤上方，有藍色火焰出現(xiàn)。寫出該過程中發(fā)生反應的化學方程式，并說明是吸熱反應，還是放熱反應。 　⑴燃燒正旺的反應___________________________，___熱反應； 　⑵爐溫下降的反應___________________________，___熱反應； ?、撬{色火焰的反應_____________________________，___熱反應。 參考答案： 1 2 3 4 5 6 7 8 AC AC A CD B AC D C 9、-92KJ/mol 10、 （1）C+O2=CO2（放熱反應） （2）CO2+C=2CO（吸熱反應） （3）2CO+O2=2CO2（放熱反應）