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2019-2020年高中化學《化學能與熱能》教案19 新人教版必修2 三維目標 知識與技能 1．獲得化學能與熱能化學實驗的基礎知識和基本技能，學習實驗研究的方法，能設計并完成吸熱反應和放熱反應的化學實驗。2．形成吸熱反應和放熱反應的概念。 過程與方法 1．具有較強的問題意識，能夠發(fā)現(xiàn)和提出化學能與熱能的探究性的問題，敢于質疑，勤于思索，逐步形成獨立思考的能力。2．在教師的指導下與同學合作完成科學探究實驗1、2、3。 情感、態(tài)度與價值觀。 1.通過實驗激發(fā)學生學習化學的興趣和情感。 2.培養(yǎng)學生嚴謹求實、勇于探索的科學態(tài)度。 3. 有參與化學科技活動的熱情，有將化學能與熱能的化學知識應用于生產(chǎn)、生活實踐的意識，能夠對與化學能有關的社會和生活問題做出合理的判斷。 教學重點：實驗探究和通過實驗探究化學反應與能量的關系，掌握吸熱反應和放熱反應的概念。 教學難點：設計探究實驗引出吸熱反應和放熱反應的概念。 教具準備：溫度計、玻璃棒、燒杯、50ml量筒、玻璃片、砂紙、試管。6 mol.L-1 HCl , 2 mol.L-1 HCl , 2 mol.L-1 NaOH, Ba(OH)2.8H2O , NH4Cl . CuSO4.5H2O晶體，鋁條。大燒杯（500ml）3只、硬紙板（有孔）3塊、小燒杯（100～150ml）3只、帶圈玻璃攪拌器3支、溫度計（100℃，1/10）3支、 碎紙條3只、量筒（50ml）6只、保溫杯3只、鹽酸（1.00mol/L）、氫氧化鈉溶液1.1mol/L）。 教學過程 [新課導入]化學反應都有新物質產(chǎn)生，同時還伴隨著能量變化。人們利用化學反應，有時主要是為了制取所需要的物質，有時卻主要是為了利用化學反應所釋放出的能量。例如，人們利用氫氧焰來焊接金屬，主要就是利用氫氣和氧氣化合時所放出的能量。 [板書] 第一節(jié) 化學能與熱能 1. 化學能與熱能的相互轉化 實驗2-1鋁與鹽酸反應 實驗記錄： 眼睛看到的現(xiàn)象 用手觸摸的感覺 用溫度計測量的數(shù)據(jù) 在一支試管中加入2～3mL　6mol/L的鹽酸溶液 向含有鹽酸溶液的試管中插入用砂紙打磨光的鋁條 結　　論 [板書]實驗2-2 氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體的反應 ［合作探究］：1.列表整理實驗事實和結論： 實驗步驟 實驗現(xiàn)象 得出結論 將晶體混合后立即用玻璃棒快速攪拌混合物 有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，該氣體能使?jié)駶櫟淖仙镌嚰堊兯{ 有NH3氣生成 用手觸摸燒杯下部 感覺燒杯變涼 反應吸熱 用手拿起燒杯 燒杯下面的帶有幾滴水的玻璃片（或小木板）粘到了燒杯底部 反應吸收熱量使體系溫度降低，使水結成冰 將粘有玻璃片的燒杯放在盛有熱水的燒杯上一會兒再拿起 玻璃片脫離上面燒杯底部 冰融化 反應完后移走燒杯上的多孔塑料片，觀察反應物 混合物成糊狀 有水生成 2.用化學方程式表示上述反應： Ba(OH)28H2O+2NH4Cl==BaCl2+2NH3↑+10H2O [板書]實驗2-3酸堿中和反應 師：(投影) 將教材中的實驗列三組對比實驗。見下表： 反應物 及用量 第一組 第二組 第三組 酸 HNO3 50 mL 1 mol/L HCl 50 mL 1 mol/L HCl 50 mL 1mol/L 堿 NaOH 50 mL 1 mol/L NaOH 50 mL 1 mol/L KOH 50 mL 1mol/L 混合前溫度 室溫 室溫 室溫 混合后溫度 結 論 HNO3與NaOH發(fā)生中和反應時放熱 HCl與NaOH發(fā)生中和反應時放熱 HCl與KOH發(fā)生中和反應時放熱 對實驗進行 歸納和概括 強酸與強堿發(fā)生中和反應時放出熱量 在實驗中要注意： （1）三組實驗所處條件要相同，如使用的儀器、外界環(huán)境中溫度和壓強要相同； （2）三組實驗酸和堿的用量要相同，以保證生成水的量相同； （3）控制相同的反應時間。 步驟一：三組學生各取一套大小相同裝置，分別做一個實驗并記錄實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。 步驟二：匯總實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)并列表比較。 步驟三：對實驗進行原理性抽象──為什么強酸與強堿發(fā)生反應時都會放出熱量？ 合作探究： 問題：通過三組強酸和強堿之間的反應對比實驗，定性的抽象出“中和熱”概念。 [師生總結]本質分析──三個反應的化學方程式和離子方程式分別為： HNO3+NaOH=NaNO3+H2O，H+ + OH- = H2O HCl+NaOH=NaCl+H2O，H+ + OH- = H2O HCl+KOH=KCl+H2O，H+ + OH- = H2O 由此可見，三個反應的化學方程式雖然不同，反應物也不同，但是它們的反應本質相同，都是H+與OH-離子反應生成水的反應，屬于中和反應，其離子方程式都是：H+ + OH- = H2O。所以，可提出推測，即中和反應都放熱。由于三個反應中H+和OH-離子的量都相等，則生成水的量也相等，故放出的熱量也相等（在上述三個實驗中，溫度上升的幅度接近）。 形成概念──酸與堿發(fā)生中和反應生成1molH2O時所釋放的熱量稱為中和熱。 [板書][課堂小結] . 熱量變化是化學反應中能量變化的主要表現(xiàn)形式，有些化學反應表現(xiàn)為向環(huán)境放出熱量，有些化學反應表現(xiàn)出向環(huán)境吸熱。 [布置作業(yè)] 教材P22 T2、T3、T4. 板書設計 活動與探究 1．在日常生活、生產(chǎn)中，您應用本節(jié)課的有關知識解決或解釋了哪些實際問題？ 例如：氫代替汽油，減少城市污染問題。 2．燃料乙醇需求增加 玉米供應緊缺，你對乙醇汽油前景是否看好？ 3. 說出重要的礦物能源（天然氣、石油和煤）的成因，初步形成節(jié)約能源的意識。 4. 調查生活中天然氣、石油和煤的使用；比較燃燒天然氣、石油和煤與環(huán)境污染的關系. 第一節(jié) 化學能與熱能 (第2課時) 三維目標 知識與技能 1．了解化學鍵與化學反應中能量變化之間的關系。 2．在化學實驗的基礎上，通過吸熱反應和放熱反應的概念，理解化學反應中能量變化的主要原因。 3．重視利用能量守恒定律的知識分析和解決一些化學問題。 過程與方法 1．具有較強的問題意識，能夠發(fā)現(xiàn)和提出有探究價值的化學問題，敢于質疑，勤于思索，逐步形成獨立思考的能力，善于與人合作，具有團隊精神。 2．在與同學合作完成科學探究實驗1、2、3的基礎上，運用比較、分類、歸納、概括等方法對實驗進行加工，得出正確的結論。 情感、態(tài)度與價值觀。 1.發(fā)展學習化學的興趣，體驗科學探究的艱辛和喜悅，感受化學世界的奇妙與和諧。 2. 有參與化學科技活動的熱情，有將化學能與熱能的化學知識應用于生產(chǎn)、生活實踐的意識，能夠對與化學能有關的社會和生活問題做出合理的判斷。樹立正確的能源觀。 3. 熱愛家鄉(xiāng)，樹立為中華民族復興、為人類文明和社會進步而努力學習化學的責任感和使命感。 教學重點：化學能與熱能之間的內(nèi)在聯(lián)系以及化學能與熱能的相互轉化。 教學難點：從本質上（微觀結構角度）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。 教具準備：投影儀。 [導入新課] 為什么化學反應有的表現(xiàn)吸熱有的表現(xiàn)出放熱呢？化學能與熱能之間有什么關系呢？ [推進新課]在化學反應中，從反應物分子轉變?yōu)樯晌锓肿?，各原子?nèi)部并沒有多少變化，但原子間的結合方式發(fā)生了改變。在這個過程中，反應物分子中的化學鍵部分或全部遭到破壞，生成物分子中的新化學鍵形成。 [板書]一、化學鍵與化學反應中能量變化的關系 [學生自學]閱讀課本p28頁 第二段 師：展示圖片或播放動畫。 1.化學反應過程中的能量守恒；2.熱量變化是化學反應中能量變化的主要表現(xiàn)形式；（其它形式的能不計）3.相同物質的量的不同物質的化學能不相等。 [板書] 二、化學能轉化成熱能 1化學反應在發(fā)生過程中是吸熱還是放熱，決定于E(反應物的總能量)與E(生成物的總能量)的相對大小 [板書] 總結：物質的燃燒一般是化學能轉化成熱能；但也有些化學反應相反。 2.化學能與電能、光能也可以相互轉化。 [知識拓展] 光學知識應用 例在綠色植物光合作用中，每放出1個O2 分子要吸收8個波長為6.88 x 10-7m的光量子。同時，每放出1 molO2，植物能儲存469kJ的能量．求綠色植物在光合作用中能量的轉換效率為多少（普朗克常數(shù)值h=6.63 x 10 -37 kJS). [布置作業(yè)] 教材P33 T1、T5、T6 [板書設計] [活動與探究] 太陽能與人類生存 學生自學， 閱讀P31 例《科學美國人》雜志在1971年7月刊登的“地球的能量資源”一文中提供了如下數(shù)據(jù)： 到達地球表面太陽輻射能的幾條主要去路 單位 109 kJ/s 直接反射 5xx 以熱能的方式離開地球 81000 水循環(huán) 40000 大氣流動 370 光合作用 40 請選用以上數(shù)據(jù)計算： 1．地球對太陽能的利用率為____． 2．通過光合作用，每年有_____kJ的太陽能轉化為化學能（每年按365天計）． 3．每年由綠色植物通過光合作用為我們生存的環(huán)境除去：氧化碳的質量為A，試根據(jù)能量關系列出A的計算式（列式中缺少的數(shù)據(jù)用符號表示）．所缺數(shù)據(jù)的化學含義為＿．