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1、2022年人教版高中化學(xué)必修二 2-1 化學(xué)能與熱能(教案)1
教學(xué)目標(biāo)
知識與技能:
1、通過實驗知道化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要表現(xiàn)形式,能根據(jù)事實判斷吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng),能說出中和熱的涵義。
2、通過實驗探究體驗科學(xué)研究的一般過程,了解科學(xué)研究的基本方法
過程與方法:通過實驗發(fā)展學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,進(jìn)一步形成交流、合作、反思、評價的學(xué)習(xí)習(xí)慣
情感態(tài)度與價值觀:
1、初步建立起科學(xué)的能量觀,加深對化學(xué)在解決能源問題中重要作用的認(rèn)識。
2、通過師生互動,增加師生感情
教學(xué)重點:能根據(jù)事實判斷吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)
教學(xué)難點:化學(xué)能與熱能之間的內(nèi)在聯(lián)系以及化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化
教學(xué)
2、過程:
【導(dǎo)入】復(fù)習(xí)提問化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是什么?什么是化學(xué)鍵?在化學(xué)反應(yīng)中化學(xué)鍵是怎么變化的?
【學(xué)生活動】閱讀教材討論化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因
【教師講解】1.化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因——微觀角度
(1)原因
(2)實例
斷裂1 mol H—H鍵(H—H―→2H)吸收436 kJ能量,形成1 mol H—H鍵(2H―→H—H)放出436 kJ能量;
斷裂4 mol C—H鍵(CH4―→C+4H)吸收1 660 kJ能量,形成1 mol C—H鍵(C+H―→C—H)放出415 kJ能量。
(3)結(jié)論:化學(xué)鍵的斷裂和形成是物質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中發(fā)生能量變化的主要原因。
2.化學(xué)反應(yīng)
3、中能量變化的決定因素——宏觀角度
E(反應(yīng)物)>E(生成物)放出能量
E(反應(yīng)物)<E(生成物)吸收能量
結(jié)論:化學(xué)反應(yīng)中的能量變化決定于反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的相對大小。
【學(xué)生活動】探究 利用化學(xué)鍵的數(shù)據(jù)計算反應(yīng)中的能量變化
利用化學(xué)鍵的能量變化可粗略計算化學(xué)反應(yīng)過程中的能量變化。以反應(yīng)H2+Cl2=2HCl為例:
問題思考:
(1)斷裂1 mol H—H和1 mol Cl—Cl形成H和Cl,能量有什么變化?數(shù)值為多少?
【提示】 吸收能量。數(shù)值為(436+243)kJ。
(2)H與Cl形成2 mol H—Cl,能量有什么變化?數(shù)值為多少?
【提示】 放出能
4、量。數(shù)值為2×431 kJ。
(3)1 mol H2與1 mol Cl2生成2 mol HCl氣體,能量有什么變化?數(shù)值為多少?
【提示】 放出能量。數(shù)值為2×431 kJ-436 kJ-243 kJ=183 kJ。
(4)原子形成1 mol化學(xué)鍵所放出的能量與斷開1 mol該化學(xué)鍵所吸收的能量有什么關(guān)系?
【提示】 相等。
【認(rèn)知升華】
【教師講解】
升華1 化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因
在化學(xué)反應(yīng)中,斷開反應(yīng)物中的化學(xué)鍵(即破壞舊化學(xué)鍵)需要吸收一定能量(E1)克服原子(或離子)間的相互作用;而形成新化學(xué)鍵時,又要釋放一定的能量(E2)。
E1>E2,反應(yīng)吸收能量;
E1<
5、E2,反應(yīng)釋放能量。
升華2 計算公式
利用化學(xué)鍵的能量變化計算化學(xué)反應(yīng)中的能量變化:ΔQ=Q(吸)-Q(放)
【教師講解】題組 化學(xué)反應(yīng)能量變化的原因
1.下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)的說法中不正確的是( )
A.化學(xué)反應(yīng)過程中一定有熱量釋放出來
B.化學(xué)反應(yīng)的特征是有新物質(zhì)生成
C.化學(xué)反應(yīng)的過程實際上是一個舊鍵斷裂、新鍵形成的過程
D.在一確定的化學(xué)反應(yīng)關(guān)系中,反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量一定不相等
【解析】 化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)特征是一定有新物質(zhì)生成。化學(xué)反應(yīng)是吸熱還是放熱,取決于反應(yīng)物總能量與生成物總能量的相對大小,或舊鍵斷裂吸收能量與新鍵形成放出能量的相對大小。
【答案】
6、A
2.根據(jù)下面的信息,判斷下列敘述正確的是( )
A.氫氣跟氧氣反應(yīng)生成水的同時釋放能量
B.氫氣跟氧氣反應(yīng)生成水的同時吸收能量
C.1 mol H2跟 mol O2反應(yīng)生成1 mol H2O一定釋放能量245 kJ
D.2 mol H2(g)跟1 mol O2(g)反應(yīng)生成2 mol H2O(g)吸收能量490 kJ
【解析】 由題中信息可知,1 mol H2(g)的共價鍵斷裂吸收能量436 kJ, mol O2(g)的共價鍵斷裂吸收能量249 kJ,兩項共吸收能量685 kJ;2 mol H(g)與1 mol O(g)形成1 mol H2O(g)共釋放能量930 kJ。
7、在1 mol H2(g)跟 mol O2(g)反應(yīng)生成1 mol H2O(g)的過程中,放出的能量比吸收的能量多245 kJ,C項中缺少物質(zhì)的狀態(tài),所以釋放的能量不一定是245 kJ。
【答案】 A
【學(xué)生活動】回憶質(zhì)量守恒定律和能量守恒定律的內(nèi)容
【教師講解】1.兩個基本的自然規(guī)律——“質(zhì)量守恒”和“能量守恒”
質(zhì)量守恒定律:自然界中的物質(zhì)發(fā)生轉(zhuǎn)化時,總質(zhì)量不變;
能量守恒定律:不同形式的能量發(fā)生轉(zhuǎn)換時,總能量不變。
2.吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)
3.化學(xué)能與熱能相互轉(zhuǎn)化的意義
過程(1):提供了人類生存和發(fā)展所需要的能量和動力。
過程(2):人類進(jìn)行化工生產(chǎn)、研制新物質(zhì)
8、不可或缺的條件和途徑。
【特別提醒】
【教師講解】能源利用的三階段
【實驗探究】探究 常見的吸熱與放熱反應(yīng)實驗探究
(1)
(2)
(3)
【教師講解】放熱反應(yīng)與吸熱反應(yīng)的比較
類型
比較
放熱反應(yīng)
吸熱反應(yīng)
形成原因
反應(yīng)物具有的總能量大于生成物具有的總能量
反應(yīng)物具有的總能量小于生成物具有的總能量
與化學(xué)鍵強(qiáng)弱的關(guān)系
生成物分子成鍵時釋放出的總能量大于反應(yīng)物分子斷裂時吸收的總能量
生成物分子成鍵時釋放的總能量小于反應(yīng)物分子斷鍵時吸收的總能量
反應(yīng)過程圖示
注意:有的放熱反應(yīng)需要加熱才能發(fā)生
9、,例如煤的燃燒就是放熱反應(yīng),但需要加熱或點燃引發(fā)反應(yīng);有的放熱反應(yīng)不需要加熱,如磷的自燃。吸熱反應(yīng)大都需要加熱,也有不需加熱就能反應(yīng)的,例如Ba(OH)2·8H2O晶體與NH4Cl晶體的反應(yīng)。
板書設(shè)計:
第一節(jié) 化學(xué)能與熱能
一、化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系
1、引起化學(xué)反應(yīng)中的能量變化:
1、宏觀:在化學(xué)反應(yīng)中,反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量間的能量差
?!艵(反應(yīng)物)>∑E(生成物)——放出能量
∑E(反應(yīng)物)<∑E(生成物)——吸收能量
2、 微觀:化學(xué)鍵的斷裂是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因
(1)、鍵能:拆開1 mol某鍵所需的能量叫鍵能。單位:kJ/mol。
10、
破壞化學(xué)鍵時要吸收能量,形成化學(xué)鍵時放出能量
(2)、物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)與體系的能量變化是同時發(fā)生的,只要有化學(xué)反應(yīng)就一定有能量變化。
二、化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化
放熱反應(yīng):放出熱的化學(xué)反應(yīng)
化學(xué)反應(yīng)
吸熱反應(yīng):吸收熱的化學(xué)反應(yīng)
教學(xué)回顧:
本節(jié)課我們結(jié)合已有的知識經(jīng)驗,以實驗為主要的研究手段,初步探討了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化及其主要形式。通過實驗引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)易于掌握。課堂教學(xué)效果較好。