化学能与热能教案.doc

第一节 化学能与热能知识与技能：关于化学反应与能量之间的关系，学生在初中化学中已经有所了解，在他们的生活经验中也有丰富的感性认识。本节教学内容是让学生在学习物质结构初步知识之后，从本质上认识化学反应与能量的关系。过程与方法： 1、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2、在教师的指导下与同学合作完成科学探究实验情感态度价值观：1、 通过实验激发学生学习化学的兴趣和情感2、 培养学生严谨求实、勇于探索的科学态度本节教学重点：化学能与热能之间的内在联系以及化学能与热能的相互转化。本节教学难点：1、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。2、学会吸热反应和放热反应的定义教学过程新课导入首先让学生观看人类开发和利用能源的录像、图片等，或提出一个有关能源的社会实际问题进行讨论进入实际应用教学使学生认识到化学反应所释放出的能量是当今世界上最重要的能源，研究化学反应中能量变化的重要意义。板书第一节 化学能与热能1、化学能与热能的相互转化学生实验课本实验2-1思考为什么要用砂纸打磨铝片？学生思考回答因为铝片表面有氧化膜，它阻止铝片与酸的接触，使反应不能进行。分组探究实验中不能用眼睛直接观察到热量变化，那我们应换什么方法去了解热量变化呢？学生思考讨论出多种方案，同时纪录实验现象，完成下面表格实验步骤*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23mL6mol/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 结论 演示实验课本实验2-2学生活动学生观察实验现象并思考1、为什么要将八水氢氧化钡晶体磨成粉末？2、为什么混合后要立即用玻璃棒搅拌？3、反应后有什么气体产生，应如何处理？学生探究根据实验现象完成下面表格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移走烧杯上的多孔塑料片，观察反应物混合物成糊状有水生成用化学方程式表示上述反应：Ba(OH)28H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3+10H2O演示实验实验2-3酸碱中和反应实验要点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。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。学生活动汇总实验现象和数据并列表比较。 反应物及用量酸HNO3 50 mL 1 mol/LHCl 50 mL 1 mol/LHCl 50 mL 1mol/L碱NaOH 50 mL 1 mol/LNaOH 50 mL 1 mol/LKOH 50 mL 1mol/L混合前温度室温室温室温混合后温度t1t2t3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学生探究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？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- = H2OHCl+NaOH=NaCl+H2O，H+ + OH- = H2OHCl+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，即中和反应都放热。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）。概念引入酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量称为中和热。课堂小结 热量变化是化学反应中的主要表现形式，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向环境吸热。教学反思：第二节 化学能与电能 知识与技能：1、通过实验探究原电池中发生的反应，认识化学能转化为电能的基本原理。2、学会分析、推理、归纳和总结的逻辑思维方法，提高发现问题、分析问题和解决问题的能力。3、通过实验和小组合作学习，体验科学探究过程。4、了解各类电池在生产、生活实际中的应用，认识化学的价值。增强环保意识。过程与放法： 1、经历对化学能与电能转化的化学实验，进一步理解探究的意义，学习科学探究的基本方法。2、通过实验探究从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质及原电池的构成条件。情感态度价值观： 1、发展学习化学的兴趣，乐于探究化学能转化成电能的奥秘，体验科学探究的艰辛和喜悦。2、赞赏化学科学对个人生活和社会发展的贡献。教学重难点：1、认识化学能转化为电能的基本原理2、了解各类电池在生产、生活实际中的应用教学过程创设问题情景 电能是现代社会最清洁、也是最重要的二次能源，人类生产、生活的各个方面都离不开它。而火力发电又在电能生产中占有相当大的比重，是电能最主要的来源。播放录像或展示图片提问燃烧的本质是什么？火力发电中能量的转化方式是怎样的？火力发电又有哪些优点和缺点呢？ 学生讨论、分析激疑针对火力发电的缺点，能否通过某些方式将化学能直接转化为电能呢？分组实验探究锌铜原电池原理实验1：把一块锌片和铜片同时插入盛有稀硫酸的烧杯里。实验2：用导线将锌片和铜片连起来。实验3：在导线中接入一个灵敏电流计。将实验中观察到的现象和自己的结论记录下来。学生交流、讨论1、实验1和实验2中的现象有何不同？是什么原因造成的？2、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，铜片表面有气泡产生，你认为这种气体可能是什么？锌片和铜片上可能分别发生什么反应？如何证明？3、 灵敏电流计的指针发生偏转，说明有电流通过，你如何解释这一现象？该装置的正负极分别是什么？请你再设计一个实验证明之。教师讲解 原电池的定义；锌铜原电池的工作原理；电极反应式及电池总反应式的书写。设疑通过刚才的实验我们可以体会到，化学能在原电池装置中可以直接转化为电能，那么，符合什么条件的装置才能构成原电池呢？分组实验探究原电池的构成条件。学生讨论归纳原电池的构成条件：1、两种活泼性不同的金属（或一种金属和另一种非金属导体）构成电极。2、电解质溶液。3、构成闭合回路。4、能发生自发的氧化还原反应。反思与评价 在刚才的分组实验中，同伴或其他组的同学的哪些做法对你有启发？你又提出了哪些好的思路？根据提供的仪器、药品，你现在还能设计出其它的原电池装置吗？课后作业制作水果电池小结通过前面的两组分组实验，我们了解了原电池的工作原理和构成条件，同学们对于通过实验来进行化学研究的思路、方法也一定有了更深的体会。为了满足生产、生活、科学研究等各方面的需要，科学家尤其是化学家根据原电池原理设计出了许许多多形状各异、用途不同的实用电池，极大地方便了我们的生活，也有力地促进了科学的发展。那么，你所知道的电池有哪些呢？学生举例教师引导学生分析常见电池的组成和工作原理。巩固练习相同条件下，纯锌粒和粗锌粒与同浓度的稀硫酸反应的速率一样吗？为什么？假如要求你设计实验来证明你的观点，你的实验方案是怎样的？证据和结论又是什么？ 补充练习1、根据Zn+Cu2+=Zn2+Cu的反应原理设计一个原电池，当Zn为负极时，正极可以选用的金属材料是： A 镁 B 石墨 C 铝 D 铅2、X、Y、Z都是金属，把X投入Z的硝酸盐溶液中,X的表面有Z析出， X 与Y组成原电池时，Y为电池的负极，X、Y、Z三种金属的活泼性顺序为： （ ） A XYZ B XZY C YXZ D YZX3、电工操作规程中规定不能把铜导线与铝导线连接在一起，其中的化学原理是。4、市场上出售的“热敷袋”中含有铁屑、炭粉、木屑和少量氯化钠、水等，热敷袋启用前，用塑料袋和空气隔绝，启用时打开塑料袋，轻轻揉搓就会放出热量。试回答下列问题：（1） 热敷袋产生热量的来源是（2） 炭粉的主要作用是（3） 加入NaCl的作用是5、生活中，有些金属制品在使用一段时间后会失去表面的光泽，严重的会变得锈迹斑斑影响使用，尤其是钢铁制品在潮湿的空气里很容易生锈，你知道这是什么原因吗？试结合生活实际讨论防止钢铁生锈的方法。 答案：1.BD 2.C 余略教学反思： 第三节 化学反应速率和限度第1课时知识与技能：1、使学生了解化学反应速率的概念及表示方法；2、掌握化学反应速率的计算；3、明确研究化学反应速率的意义。过程与方法：1、 重视培养学生科学探究的基本方法，提高科学探究的能力2、 通过实验探究分析影响化学反应速率的外界条件情感态度价值观：有参与化学科技活动的热情，有将化学知识应用于生产、生活时间的意识，能够对与化学有关的社会和生活问题作出合理的判断。教学重点：1、了解化学反应速率的概念及表示方法；2、掌握化学反应速率的计算；教学难点：掌握化学反应速率的计算教学过程创设问题情景 假设你是某合成氨工厂的技术人员，请从化学的角度出发，如何提高工厂的生产效益？学生讨论教师讲授要考虑的问题很多方面，但应该研究解决的关键是：1）改变条件，加快合成氨反应的速率；2）改变条件，提高氨的产率。如何解决这一关键问题呢？这就要研究有关化学反应的速率和化学平衡。板书第二章 化学反应速率和化学平衡教师讲授初中物理学习了有关物体运动的知识。我们知道，不同的物体的运动快慢是不同的，有的物体运动相当快，而有的物体运动则相当慢。提问用什么物理量表示不同物体运动的快慢？这一物理量是如何定义的？常用的单位是什么？学生思考回答教师讲授运动速率：单位时间内物体移动的距离；单位：m/s 提问同学们想一想，不同的化学反应快慢是否一样？指导学生完成演示实验实验2-1。观察放出气泡的量。讲授由实验可知，碳酸钙与盐酸反应产生气泡要明显比碳酸钙与醋酸的快。也就是说，不同物质在反应时有快慢之分。在化学中用化学反应速率来表示反应的快慢。板书第一节 化学反应速率提问化学反应速率这一物理量是如何定义的？常用的单位是什么？指导学生阅读请阅读课本有关内容，回答上述问题。根据学生回答讲授并板书一、化学反应速率1、 定义：单位时间内反应物减少或生成物增加的量（浓度）2、 表示：v=C/t；单位：mol/L.min或mol/L.s提问请指出下列说法所表示的含义：某物质在某一化学反应中的反应速率为0.50mol/L.min。讲述该说法表示该物质在参与反应时，1分钟内物质的量浓度减少(或增加)了为0.50mol/L.练习在A+2B=C的反应中，已知其始时A的浓度为2mol/L，经过2分钟后，其浓度变为1mol/L，求该物质在2分钟内的反应速率。巡视，了解学生答题情况，并讲授（内容略）设问在某一反应中，用不同物质表示该反应的速率时，其数值是否相同？指导学生完成下列练习合成氨的反应为：N2+3H2=2NH3。现往某2L的容器中充入2mol的N2和5mol的H2，反应5分钟后，容器中N2的物质的量减少为1mol。试求：（1）5分钟后容器中H2、NH3的物质的量。（2）5分钟内三者的反应速率各是多少？（3）三者速率是否相等？它们之间有何关系？针对学生完成情况讲评(1)H2和NH3的物质的量依次为2mol、2mol(2)三者的速率依次为0.1mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L(3)不相等；三者之间的关系为V（N2）：V（H2）：V（NH3）=1：3：2小结并板书3、用不同反应物表示同一反应的反应速率时，其数值不一定相等；它们之间之比等于化学方程式的计量数之比。讲解对于化学反应速率，同学们还应注意；它用反应物浓度减小或生成物浓度增加来表示，不取负值；而且根据公式可知，所求得的值是指定时间内的平均值。还需注意的是，由于不同物质表示反应速率时，其数值会不同，因此必须指明是那种物质。板书4、（1）反应速率不取负值，且表示指定时间内的平均值。 （2）必须指明所对应的物质。讨论请同学们谈谈研究化学反应速率的意义。小结由于有的反应速率很慢，现实生产生活中要加快，如钢铁冶炼、合成橡胶；而有的反应速率很快，现实生产生活中要减慢，如钢铁生锈、橡胶老化。这对提高生产效益、减少浪费等都有现实意义。研究它们，就可以采用适当的方法来实现加快或减慢的目的，因此很有意义。教师讲授本节学习了化学反应速率的概念、表示方法及研究反应速率的意义。学习时，要重点掌握以下几点：（1）反应速率是表示反应快慢的物理量，用单位时间内浓度变化表示，单位为mol/L.s或mol/L.min；（2）用不同反应物表示反应速率时，其数值可能不相等；但数值之比等于化学方程式的计量数之比；（3）反应速率是一个平均值。指导学生完成下列练习1、 课本习题：1，22、 合成氨的反应为：N2+3H2=2NH3。现有3个合成反应的速率值：（1）V（N2）=0.06mol/L.min；（2）V（H2）=1.5mol/L.min；（3）V（NH3）=1.1mol/L.min。试比较三者所表示反应的快慢顺序。3、 往一容积为5L的密闭容器中充入2molN2、4molH2进行合成氨反应。该合成反应5分钟内的速率V（NH3）=0.02mol/L.min。试求反应进行5分钟时，容器中各物质的物质的量是多少。 作业布置1、 预习下节内容； 2、 根据下图填空：（1） 反应物是_；生成物是_（2） 在2分钟内A、B、C三者的反应速率值各是多少？该反应的化学方程式是：_.第二课时知识与技能：1、使学生深化对化学反应的本质认识；2、使学生理解浓度、压强等外界条件对化学反应速率的影响；过程与方法： 1、重视培养学生科学探究的基本方法，提高科学探究的能力2、通过探究实验认识化学平衡与反应限度，并用得到的结论去指导分析和解决时间问题。情感态度价值观： 有参与化学科技活动的热情，有将化学知识应用于生产、生活时间的意识，能够对与化学有关的社会和生活问题作出合理的判断。教学难点：浓度对化学反应速率的影响的原因教学过程：提问从物质结构（化学键）的角度看，化学反应的本质是什么？学生思考回答）教师讲解化学反应的过程就是反应物组成微粒重新组合形成新物质的过程。也就是说，就是旧键断裂、新键形成的过程。例如，在2HBr+Cl2=2HCl+Br2反应中，HBr、ClCl断裂，形成HCl、BrBr。板书二、化学反应的实质及条件：1、化学反应就是旧键断裂、新键形成的过程。提问上述反应中，HBr、ClCl的断裂是否是自发产生的呢？学生思考讨论讲解分子中化学键并不会自发断裂的。只有分子间相互碰撞，化学键才可能断裂，反应才能发生。板书2、反应物微粒间的碰撞是发生反应的先决条件。提问是否所有的的碰撞都能使化学键断裂、化学反应得以发生呢？请同学们阅读课本相关，回答上述问题。教师讲解分子间的碰撞与打篮球相似。正如图2-2所示。图（1）表示能量不够；图（2）表示虽能量足够，但是没有合适的取向；图（3）则表示有足够的能量和合适的取向，于是发生有效碰撞。板书3、必须是有效碰撞才能发生反映。有效碰撞的条件是：1）微粒要有足够的能量；2）有合适的取向。4、发生有效碰撞的分子叫做活化分子，具有较高的能量。讲解由于活化分子发生有效碰撞时，化学反应才能发生。因此，改变反应体系中的活化分子数目，就能改变化学反应的速率。接下来一起研究外界条件改变如何影响化学反应速率以及引起速率改变的原因。板书三、外界条件对化学反应速率的影响引导学生完成实验2-2学生完成实验，并汇报现象总结现象加入1mol/L盐酸的试管中有大量的气泡产生；而加入0.1mol/L盐酸的试管气泡很慢。提问根据这一现象，同学们可以得出什么结论？学生思考并归纳教师讲解浓度大的盐酸与大理石反应的速率比浓度小的盐酸与大理石反应的速率大。因此，由此实验推知，反应物的浓度越大，反应速率越大。设问该结论是否适合所有的化学反应？请同学们继续完成下列实验。补充实验：往装有1ml的0.05mol/LNa2S2O3溶液的两支试管中分别加入1ml0.10mol/L、0.50mol/L的H2SO4(尽量做到同时加入)学生完成实验，并汇报现象讲解浓度大的硫酸与Na2S2O3混合后先有沉淀产生；而浓度小的硫酸与Na2S2O3混合时产生沉淀的现象要来得慢。