第一节化学能与热能教案

深圳市南山外国语学校高一化学教学建模探究课2009.04.141第一节化学能与热能(教案)高中化学组曾澄福【学习目标】1.知识与技能目标(1)了解吸热反应和放热反应。(2)知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。(3)通过生产、生活中的实例了解化学能与热能的相互转化。2.过程与方法目标(1)通过实验活动及结果分析获得正确的认识。(2)通过逐步深入的讨论交流建立知识结构。(3)通过实际应用检验学习成果，体验学习成就。3.情感态度价值观(1)在实践中获得学习成果，体验科学认知过程。(2)共享信息，形成互助的学习氛围，提高个体学习的责任感。【学习重难点】学习重点：化学反应中能量变化的主要原因以及化学能转化为热能的重大意义。学习难点：从本质（微观结构角度）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。【教学模式】指导-自学模式指导-自学模式适用于学习与社会生活密切相关的化学常识性知识。指导教学模式是指在教师指导下，以学生为中心，通过学生自学与教师指导相结合的一种教学模式。学生在导学案的引导下，通过查阅资料和阅读教材、进行实验、讨论、练习，获取知识，掌握技能，培养独立思考和自学的能力。（1）指导-自学模式的基本操作程序学案引导-学生自学-实验收集资料-讨论交流-总结评价-练习巩固教师：学案引导——知识呈现——实验收集资料——组织讨论——联系整合——拓展练习激活↓接受↓理解↓交流↓意义建构↓强化↓学生：旧知与动机—知识表征——知识新命题—--—内省—--—知识重组—-—知识运用（2）基本教学策略①让学生有明确的自学任务与方法。教师在学生自学前，通过学案有针对性地提出自学内容与要求，引导自学的方法，让学生有明确的自学目的，带着一定的问题、任务去学习，明确自学中所使用的方法，这样才能达到自学的目的。学生经过自学，既获取所需要的知识，又获得一定的学习方法。②加强自学、实验过程中的讨论与交流。学习、实验进行到一定程度，教师应让学生就自学、实验中遇到的问题进行讨论，通过讨论交流，反思自己学习和实验的结果，吸收他人的观点，以达成对事物的全面建构，同时锻炼他们的表达、交流能力。③通过学案中的反馈练习和评价，强化学习动机。经过自学、讨论与交流，学生也很想知道自己的观点是否正确，此时教师应给予及时的反馈与中肯的评价，然后再通过一定的练习，让学生在应用知识的过程中尝试到自主学习的成就感与喜悦，强化学习动机。【案例】化学能与热能深圳市南山外国语学校高一化学教学建模探究课2009.04.142【学习过程】第一阶段：问题引导—知识呈现阶段备注：本阶段知识以课前预习、自学为基础，以课堂讨论、交流、分享、提升为目标。【知识链接】一、化学反应和物质能量的关系【自学解答】自学教材P33页图2-1，解决以下问题。1.各种物质都储存有_______能，不同的物质储存的_________不同。2．当反应物总能量＞生成物总能量时，反应为反应；当反应物总能量生成物总能量时，反应为反应。根据能量守恒定律，反应物的总能量（E反）、生成物总能量（E生）、放出的能量（E）之间的关系：放热反应中：吸热反应中：【知识链接】二、化学键和化学反应中能量变化的关系【自学解答】阅读教材P32-33页内容，讨论、交流解决如下问题。请你以H2和Cl2化合生成HCl的反应为例从化学键角度分析其中的能量变化。1．断开化学键吸收能量1molH2中含有H—H键，常温常压下使1molH2变为2molH原子断开了H—H键，需要436KJ的热量。2．形成化学键放出能量由2molH原子生成1molH2，有H—H键生成，生成过程中向外界436KJ的热量。小结：形成1molH—H键释放的能量与断开1molH—H键吸收的能量。3．化学变化中能量变化的主要原因——微观方面⑴化学键的和是化学反应中能量变化的主要原因。⑵化学反应的实质是分子的和原子的，用化学键理论可表述为旧化学键的和新化学键的。4．反应能量变化的判定——宏观方面（教材P33页图）⑴各种物质都储存有能。⑵反应物的总能量生成物的总能量，反应能量。⑶反应物的总能量生成物的总能量，反应能量。5．两条基本的自然定律⑴质量守恒定律：。⑵能量守恒定律：。⑶质量与能量是相互联系的（），故统称为。6．放热反应和吸热反应⑴化学反应中的能量变化，通常主要表现为的变化——或者。⑵放热反应：的化学反应。深圳市南山外国语学校高一化学教学建模探究课2009.04.143⑶吸热反应：的化学反应。已知该反应为放热反应，则拆开化学键需要的总能量（E拆）、形成化学键的总能量（E成）与放出的能量（E）之间的关系：。【资料收集】：常见的放热反应和吸热反应放热反应：①燃烧反应②中和反应③物质的缓慢氧化④金属与水或酸反应⑤部分化合反应吸热反应：①氢氧化钡晶体与氯化铵晶体②弱电解质的电离③大多数盐的分解反应④大多数氢化物分解反应【自学解答】阅读课本34～36页，了解人类如何利用化学反应产生的热量。1．化学反应提供的热能对人类社会意义（1）________________________________________。（2）____________________________________________。2．化学能与热能相互转化的应用⑴化学能转化为热能的应用：、、。⑵热能转化为化学能的应用：、。【科学视野1】生物体中的能量转化生物反应物变化过程生成物能量转化过程植物H2O+CO2糖类(淀粉等)能→能动物食用糖类H2O+CO2能→能【科学视野2】社会发展与能源利用不同社会发展水平时期的人均耗能量不同。【科学视野3】人类利用能源的三个阶段能源时期→能源时期→_____________时期第二阶段：实验探究—收集资料阶段一、实验目的：探究化学反应过程中的能量变化二、实验内容实验1—铝和盐酸的反应：向一支试管中加入2~3mL6mol/L的盐酸，插入用砂纸打磨光的铝条，观察现象，并用温度计测量溶液温度的变化。实验步骤实验现象手触摸温度计测加入盐酸————管壁较凉插入铝片铝片表面管壁稍许发热温度计的液柱，由℃到℃深圳市南山外国语学校高一化学教学建模探究课2009.04.144出现气泡结论铝与盐酸反应放出热量，使环境温度升高结论：1.大多数置换反应是放热反应；2.化学能转化为热能释放出来。实验2——Ba(OH)2•8H2O晶体与NH4Cl反应：将约20gBa(OH)2•8H2O晶体研细后与10gNH4Cl晶体在烧杯中混合，并将烧杯放在滴有几滴水的塑料片上，立即用玻璃棒快速搅拌混合物，闻气味，用手触摸杯壁下部，试着用手拿起烧杯，观察现象。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，观察反应物混合物成糊状有水生成结论化学能转化为热能储存起来用化学方程式表示上述反应：Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl==BaCl2+2NH3↑+10H2O实验3：盐酸与NaOH溶液反应在50mL烧杯中加入20mL2mol/L的盐酸，测其温度，另用量筒量取20mL2mol/L的NaOH溶液，测其温度。并缓缓倾入烧杯中，边加边用玻璃棒搅拌，观察反应中溶液温度的变化过程，并做好记录。盐盐酸酸温温度度NNaaOOHH溶溶液液温温度度反反应应后后溶溶液液温温度度结论：①溶液温度升高②反应实质：H++OH－＝H2O。中和反应是放热反应；③化学能转化为热能释放出来。第三阶段：组织讨论—联系整合阶段【讨论交流1】物质发生化学反应的同时还伴随着能量的变化，而这些能量变化通常又表现为热能变化。为什么有的化学反应吸热，而有的化学反应放热？与反应物能量和生成物能量有关【讨论交流2】化学．．反应中的能量从哪里来？．．．．．．．．．．．外界提供的能量以及化学键的生成放出【讨论交流3】H2和Cl2反应生成HCl是放热反应，比较反应物H2和Cl2的总能量（E反）与生成物HCl的总能量（E生）大小关系：E反E生【讨论交流4】为什么许多放热反应一开始要加热才能进行呢？破坏化学键需要提供能量第四阶段：组织练习—迁移应用阶段深圳市南山外国语学校高一化学教学建模探究课2009.04.1451.物质之间发生化学反应时，一定发生变化的是（C）A.颜色（若不正确，请举反例：）B.状态（若不正确，请举反例：）C.化学键（若不正确，请举反例：）D.原子核（若不正确，请举反例：）2.下列说法不正确的（A）A.需要加热才能进行的反应一定是吸热反应B.化学反应开始时都需要吸收能量C.E（拆键）E（成键），则反应放热D.可逆反应若正向放热，则逆向一定吸热3.资料：拆开1molH2吸热436kJ，拆开1molCl2吸热243kJ，形成1molHCl放热431kJ。请你算一算“氢气和氯气反应生成氯化氢”的反应是吸热过程还是放热过程。简单说说你的依据。第五阶段---归纳小结1．物质发生化学反应的同时还伴随着能量的变化,而这种能量变化又通常表现为热能变化。2．化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。3．一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，取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。4．化学反应中能量转化遵循能量守衡原则。5．化学反应中能量的计算及其利用前景。【板书设计】第一节化学能与热能一、化学反应和能量的关系反应物总能量＞生成物总能量化学反应放出能量放热反应反应物总能量＜生成物总能量化学反应吸收能量吸热反应二、化学键与化学反应中能量变化的关系化学键断裂吸收能量吸收能量大于放出能量吸热反应化学键形成放出能量吸收能量小于放出能量放热反应第六阶段--课后反思与评价一、个人反思和总结1.通过这节课你学到了哪些化学知识？学会了哪些实验方法？2.在整个过程中，你最满意的做法是什么？你最不满意的做法是什么？二、组内交流和评价在思考、讨论过程中，同组成员给了你哪些启示？你又给了同组成员哪些启示？三、组间交流和评价1.当听完其他小组的汇报后，发现他们的哪些做法比你们小组的好？哪些不如你们的好？2.当听完其他小组的汇报后，你是否又有了新的想法？根据你在这次活动中的收获和表现，以10分制计算，你的得分是。请阐述理由：。深圳市南山外国语学校高一化学教学建模探究课2009.04.146[课后思考与交流]如果要通过实验来测定盐酸与氢氧化钠反应的中和热，你认为在设计实验装置和操作时应注意哪些问题？你准备如何进行实验？请与同学们讨论.交流。酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量称为中和热。稀溶液中，强酸与强碱的中和反热为定值：57.3KJ/mol注意点:①所用装置要尽可能做到保温、隔热。②所用药品溶液浓度的配制必须准确，且浓度尽可能的要小。③为保证盐酸完全被氢氧化钠中和，须使盐酸的浓度稍大于氢氧化钠溶液的浓度。④温度计刻度要小点，读数要尽可能准确，且估读至小数点后两位。⑤水银球部位一定要完全浸没在溶液中，且要稳定一段时间后再读数，以提高测量的精度。⑥两次读数的时间间隔要短，这样才能读到最高温度，即最终温度。⑦实验操作时动作要快，以尽量减少热量的损失。