化学能与热能教案.doc

化学能与热能教案知识与技能 1、能从化学键的角度理解化学反应中能量变化的主要原因2、通过化学能与热能的相互转变，理解“能量守恒定律”过程与方法 能从微观的角度来解释宏观化学现象，进一步发展想象能力。情感态度与价值观 1、初步建立起科学的能量观，加深对化学在解决能源问题中重要作用的认识。2、通过师生互动，增加师生感情教学重点 1.化学能与热能的内在联系及相互转变。2.从本质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。教学难点 1.化学能与热能的内在联系及相互转变。2.从本质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。教学方法 启发引导、探究式教学媒体 多媒体、实验教学内容 师生活动创设问题情景 氢气和氯气的混合气体遇到强光会发生什么现象？为什么？学生思考、讨论 氢气和氯气的混合气体遇到强光会发生爆炸。这是因为反应在有限的空间里进行，放出大量的热，使周围气体急剧膨胀。进一步思考 反应中的热量由何而来？ 氢气和氯气反应的本质是什么？学生思考、讨论 从化学键角度分析氢气和氯气反应的本质。板书：一、化学键与化学反应中能量的变化关系教师补充讲解 化学反应的本质是反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成。化学键是物质内部微粒之间强烈的相互作用，断开反应物中的化学键需要吸收能量，形成生成物中的化学键要放出能量。氢气和氯气反应的本质是在一定的条件下，氢气分子和氯气分子中的H-H键和Cl-Cl键断开，氢原子和氯原子通过形成H-Cl键而结合成HCl分子。1molH2中含有1molH-H键，1mol Cl2中含有1mol Cl-Cl键，在25和101kPa的条件下，断开1molH-H键要吸收436kJ的能量，断开1mol Cl-Cl键要吸收242 kJ的能量，而形成1molHCl分子中的H-Cl键会放出431 kJ的能量。这样，由于破坏旧键吸收的能量少于形成新键放出的能量，根据“能量守恒定律”，多余的能量就会以热量的形式释放出来。归纳小结 1、 化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。2、 能量是守恒的。练习反馈已知拆开1molH2中的化学键要吸收436kJ的能量，拆开1molO2中的化学键要吸收496 kJ的能量，形成水分子中的1mol H-O键要放出463 kJ的能量，试说明2H2+O2=2H2O中的能量变化 讲解刚才我们从微观的角度分析了化学反应中能量变化的主要原因，那么，又怎样从宏观的角度来判断一个反应到底是放热还是吸热的呢？各种物质中都含有化学键，因而我们可以理解为各种物质中都储存有化学能。化学能是能量的一种形式，它可以转化为其他形式的能量。不同物质由于组成、结构不同，因而所包含的化学能也不同。在化学反应中，随着物质的变化，化学能也随之改变，如H2 与Cl2、O2的反应。那么，一个化学反应吸收能量还是放出能量是由什么决定的呢？学生讨论、交流1、 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和生成物的总能量的相对大小。 2、 画出反应物、生成物总能量的大小与反应中能量变化的关系示意图 思考与分析甲烷燃烧要放出热量，水电解产生氢气和氧气，试从化学键和物质所含能量的角度分析气原因，并说明反应过程中能量的转变形式。提出问题前面我们通过对具体反应的分析，从微观和宏观两个角度探讨了化学反应中能量变化的主要原因，知道了化学能和其它能量是可以相互转变的，还知道化学反应中能量变化通常表现为热量的变化。那么，怎样把物质变化和热量变化统一地表达出来呢？你可以在和同学讨论的基础上提出自己的想法，并对其他同学提出的表达方式作出评价。补充练习：1、下列说法不正确的是 （ ）A 化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化B 物质燃烧和中和反应均放出热量C 分解反应肯定是吸热反应D 化学反应是吸热还是放热决定于生成物具有的总能量和反应物具有的总能量2、已知金刚石在一定条件下转化为石墨是放热的。据此，以下判断或说法正确的是（ ）A 需要加热方能发生的反应一定是吸热反应 B 放热反应在常温下一定很容易发生C 反应是放热还是吸热，必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小D吸热反应在一定条件下也能发生3、有专家指出，如果将燃烧产物如CO2、H2O、N2等利用太阳能使它们重新组合变成CH4、CH3OH、NH3等的构想能够成为现实，则下列说法中，错误的是 （ ）A 可消除对大气的污染 B可节约燃料C 可缓解能源危机 D此题中的CH4、CH3OH、NH3等为一级能源4、已知破坏1mol NN键、H-H键和N-H键分别需要吸收的能量为946kJ、436kJ、391kJ。试计算1molN2（g）和3 molH2（g）完全转化为 NH3(g)的反应热的理论值，并写出反应的热化学方程式。5、“用天然气、煤气代替煤炭作为民用燃料”这一改变民用燃料结构的重大举措，具有十分重大的意义 请分析其优点，并将你的观点和同学讨论交流教案二化学能与热能一、化学键与化学反应中能量变化的关系 基础知识回顾 什么是化学键？它有哪些主要类型?其特点各是什么？ 1、断开化学键吸收能量 1molH2 中含有1molHH 键，常温常压下使 1molH2 变为 2molH 原子断开了 1molHH 键，需要吸收 436KJ 的热量。 2、形成化学键放出能量 由2molH原子生成1molH2，有1molHH键生成，生成过程中向外界释放436KJ的热量。 小结：形成1molHH键释放的能量与断开1molHH键吸收的能量相等。 3、化学变化中能量变化的主要原因（微观方面） 化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。 化学反应的实质是用化学键理论可表述为旧化学键的断裂和新化学键的形成。 化学键与化学反应中能量变化的关系当E1 E2，反应吸热；当E1 E2，反应放热。 思考：为什么许多放热反应一开始要加热才能进行呢？ 答：反应的条件与反应的热效应没有必然的联系，每一个反应都有特定的条件，例如燃烧都是放热反应，但是要达到着火点。 4、反应能量变化的判定（宏观方面） 各种物质都储存有化学能。 反应物的总能量 生成物的总能量，反应放出能量。 反应物的总能量 生成物的总能量，反应吸收能量。 5、两条基本的自然定律 质量守恒定律：化学反应前后物质发生转化，但是物质的总质量保持不变。 能量守恒定律：一种形式的能量可以转化为另一种形式的能量，转化的途径和能量形式可以不同，但是体系包含的总能量不变，亦即总能量是守恒的。 注质量与能量也是相互联系的（质量和能量也可以相互转化），故统称为质能守恒定律。 6、放热反应和吸热反应 化学反应中的能量变化，通常主要表现为热量的变化吸热或者放热。 放热反应：反应物的总能量大于生成物的总能量的化学反