【教学设计】《化学能与热能》（人教）.docx

化学能与热能制作人：刘集中学 吴拉马加 教材分析本节内容属于化学反应原理范畴。在初中已从燃料的角度初步学习了“化学与能源”的一些知识，在选修模块“化学反应原理”中，还将从科学概念的层面和定量的角度系统深入地再学习。根据课程标准，在此将化学反应中吸收或放出能量的原因归结为反应物的总能量与生成物的总能量的相对高低。如此安排，既有学习的阶段性，又有必修、选修的层次性，在具体内容上前后还有交叉和重叠，学生概念的形成和发展呈现一种螺旋式上升的形态。 关于化学能与热能的相互转化，侧重讨论化学能向热能的转化，主要考虑其应用的广泛性和学习的阶段性。选材上尽量将化学原理与实验、实例相结合，对化学概念或术语采用直接使用或叙述含义而不下定义的方式出现，以降低学习的难度，同时注意与学生经验、社会发展、高新技术、化学史实相联系。能源与人类的生存和发展息息相关。本节通过对化学能与热能相互转化的探讨，使学生感悟到化学反应在人类利用能源的历史过程中充当的关键角色，初步树立起科学的能源观，形成将化学能与热能相互转化的化学知识应用于生产、生活实践的意识，能够对与化学能有关的社会和生活问题做出合理的判断。 教学目标【知识与能力目标】1、知道化学键的断裂和形成是物质在化学反应中发生能量变化的主要原因；2、学会利用键能判断吸放热反应；3、学会利用键能计算吸放热值。【过程与方法目标】1、通过先学任务的完成，使学生从微观上进一步认识结构式的知识；2、通过阅读理解形成对化学键的断裂和形成是物质在化学反应中发生能量变化的主要原因的认识；3、通过问题呈现、小组交流的方式，学会利用键能判断吸放热反应及利用键能计算吸放热值。【情感态度价值观目标】1、通过阅读理解、小组交流、表达呈现培养学生情感控制、语言表达、团队合作等的意识和能力；2、通过问题情境的创设，激发学生不断进取、勇于探索的科学精神。 教学重难点【教学重点】1、知道化学反应中能量变化的主要原因；2、了解化学能与热能的相互转化；3、了解化学能转化为热能在生产、生活中的应用及其对人类文明发展的贡献。【教学难点】根据反应前后物质总能量的相对大小判断化学反应是吸热反应还是放热反应。 课前准备 实验仪器药品、多媒体教学资源等 课时安排1课时 教学过程【导入】复习提问化学反应的本质是什么?什么是化学键?在化学反应中化学键是怎么变化的?【学生活动】阅读教材讨论化学反应中能量变化的原因【教师讲解】1化学反应中能量变化的原因微观角度(1)原因(2)实例断裂1 mol HH键(HH2H)吸收436 kJ能量，形成1 mol HH键(2HHH)放出436 kJ能量；断裂4 mol CH键(CH4C4H)吸收1 660 kJ能量，形成1 mol CH键(CHCH)放出415 kJ能量。(3)结论：化学键的断裂和形成是物质在化学反应中发生能量变化的主要原因。2化学反应中能量变化的决定因素宏观角度E(反应物)E(生成物)放出能量E(反应物)E(生成物)吸收能量结论：化学反应中的能量变化决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。【学生活动】探究利用化学键的数据计算反应中的能量变化利用化学键的能量变化可粗略计算化学反应过程中的能量变化。以反应H2Cl2=2HCl为例：问题思考：(1)断裂1 mol HH和1 mol ClCl形成H和Cl，能量有什么变化？数值为多少？【提示】吸收能量。数值为(436243)kJ。(2)H与Cl形成2 mol HCl，能量有什么变化？数值为多少？【提示】放出能量。数值为2431 kJ。(3)1 mol H2与1 mol Cl2生成2 mol HCl气体，能量有什么变化？数值为多少？【提示】放出能量。数值为2431 kJ436 kJ243 kJ183 kJ。(4)原子形成1 mol化学键所放出的能量与断开1 mol该化学键所吸收的能量有什么关系？【提示】相等。【认知升华】【教师讲解】升华1化学反应中能量变化的原因在化学反应中，断开反应物中的化学键(即破坏旧化学键)需要吸收一定能量(E1)克服原子(或离子)间的相互作用；而形成新化学键时，又要释放一定的能量(E2)。E1E2，反应吸收能量；E1E2，反应释放能量。升华2计算公式利用化学键的能量变化计算化学反应中的能量变化：QQ(吸)Q(放)【教师讲解】题组化学反应能量变化的原因1下列关于化学反应的说法中不正确的是() A化学反应过程中一定有热量释放出来B化学反应的特征是有新物质生成C化学反应的过程实际上是一个旧键断裂、新键形成的过程D在一确定的化学反应关系中，反应物的总能量与生成物的总能量一定不相等【解析】化学反应的本质特征是一定有新物质生成。化学反应是吸热还是放热，取决于反应物总能量与生成物总能量的相对大小，或旧键断裂吸收能量与新键形成放出能量的相对大小。【答案】A2根据下面的信息，判断下列叙述正确的是()A氢气跟氧气反应生成水的同时释放能量B氢气跟氧气反应生成水的同时吸收能量C1 mol H2跟 mol O2反应生成1 mol H2O一定释放能量245 kJD2 mol H2(g)跟1 mol O2(g)反应生成2 mol H2O(g)吸收能量490 kJ【解析】由题中信息可知，1 mol H2(g)的共价键断裂吸收能量436 kJ， mol O2(g)的共价键断裂吸收能量249 kJ，两项共吸收能量685 kJ；2 mol H(g)与1 mol O(g)形成1 mol H2O(g)共释放能量930 kJ。在1 mol H2(g)跟 mol O2(g)反应生成1 mol H2O(g)的过程中，放出的能量比吸收的能量多245 kJ，C项中缺少物质的状态，所以释放的能量不一定是245 kJ。【答案】A【学生活动】回忆质量守恒定律和能量守恒定律的内容【教师讲解】1两个基本的自然规律“质量守恒”和“能量守恒”质量守恒定律：自然界中的物质发生转化时，总质量不变；能量守恒定律：不同形式的能量发生转换时，总能量不变。2吸热反应和放热反应3化学能与热能相互转化的意义过程(1)：提供了人类生存和发展所需要的能量和动力。过程(2)：人类进行化工生产、研制新物质不可或缺的条件和途径。【特别提醒】【教师讲解】能源利用的三阶段【实验探究】探究常见的吸热与放热反应实验探究(1)(2)(3)【教师讲解】升华放热反应与吸热反应的比较 类型比较放热反应吸热反应形成原因反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量与化学键强弱的关系生成物分子成键时释放出的总能量大于反应物分子断裂时吸收的总能量生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量反应过程图示注意：有的放热反应需要加热才能发生，例如煤的燃烧就是放热反应，但需要加热或点燃引发反应；有的放热反应不需要加热，如磷的自燃。吸热反应大都需要加热，也有不需加热就能反应的，例如Ba(OH)28H2O晶体与NH4Cl晶体的反应。【课堂练习】题组1放热反应与吸热反应的判断与理解1已知反应XY=MN为吸热反应，下列说法正确的是()AX的能量一定低于M的，Y的能量一定低于N的B该反应一定要加热，反应才能进行C破坏反应物中的化学键所吸收的能量小于形成生成物中的化学键所放出的能量DX和Y的总能量低于M和N的总能量【解析】由该反应为吸热反应可知，反应物的总能量小于生成物的总能量，即X和Y的总能量低于M和N的总能量。吸热反应不一定需要加热反应才能进行，如Ba(OH)28H2O晶体与NH4Cl晶体的反应，常温下就可以发生。破坏化学键所吸收的能量小于形成化学键所放出的能量时，为放热反应。故A、B、C错误，D正确。【答案】D2下列图示变化为吸热反应的是()【解析】A项中生成物的总能量高于反应物的总能量，只能通过吸收能量才能实现；B项则恰好相反；C项中浓硫酸溶于水放出热量，但此过程是物理变化，没有发生化学反应；D项是放热反应。【答案】A题组2反应能量变化的实验探究3.某学生用如图所示的装置进行化学反应X2Y2Z能量变化情况的研究。当往试管中滴加试剂Y时，看到试管中甲处液面下降，乙处液面上升。关于该反应