化學(xué)能與熱能

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高一 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
教 案
課題:第二章 化學(xué)反應(yīng)與能量
第一節(jié) 化學(xué)能與熱能(一)授課班級(jí)
課 時(shí)
目的知識(shí)

技能1、了解化學(xué)能與化學(xué)反應(yīng)中能量變化之間的關(guān)系
2、在化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,通過(guò)吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的概念,理解化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因

過(guò)程

方法1、具有較強(qiáng)的問(wèn)題意識(shí),能夠發(fā)現(xiàn)和提出有探究?jī)r(jià)值的化學(xué)問(wèn)題,敢于質(zhì)疑,勤于思考,逐步形成獨(dú)立思考能力,善于與人合作,具有團(tuán)隊(duì)精神

情感
態(tài)度
價(jià)值觀1、發(fā)展學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,樂(lè)于探究物質(zhì)變化的奧秘,體驗(yàn)科學(xué)探究的艱辛和喜悅,感受化學(xué)世界的奇妙與和諧。
2、有參與化學(xué)科技活動(dòng)的熱情,有將化學(xué)能與熱能的化學(xué)知識(shí)應(yīng)用于生產(chǎn)、生活實(shí)踐的意識(shí),能夠?qū)εc化學(xué)能有關(guān)的社會(huì)和生活問(wèn)題做出合理的判斷。樹(shù)立正確的能源觀
熱愛(ài)家鄉(xiāng),熱愛(ài)祖國(guó),樹(shù)立為中華民族復(fù)興、為人類文明和社會(huì)進(jìn)步而努力學(xué)習(xí)化學(xué)的責(zé)任感和使命感。
重 點(diǎn)化學(xué)鍵與能量變化的關(guān)系
難 點(diǎn)從本質(zhì)上(微觀結(jié)構(gòu)角度)理解化學(xué)反應(yīng)中能量的變化,從而建立起科學(xué)的能量變化觀

識(shí)
結(jié)
構(gòu)


書(shū)
設(shè)
計(jì)第二章 化學(xué)反應(yīng)與能量
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、鍵能:拆開(kāi)1 mol某鍵所需的能量叫鍵能。單位:kJ/mol。
破壞化學(xué)鍵時(shí)要吸收能量,形成化學(xué)鍵時(shí)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(shí)發(fā)生的,只要有化學(xué)反應(yīng)就一定有能量變化。
3、引起化學(xué)反應(yīng)中的能量變化:
(1) 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。
(2) 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
4、 ∑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
化學(xué)反應(yīng)
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)
過(guò)程
教學(xué)步驟、內(nèi)容教學(xué)方法、手段、師生活動(dòng)
[投影]中國(guó)面對(duì)能源危機(jī)新聞圖片;
[引言]新聞:央視國(guó)際消息,中國(guó)能源消費(fèi)總量已經(jīng)位居世界第二,約占世界能源消費(fèi)總量的11%。 2003年,中國(guó)能源消費(fèi)總量為16.8億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。其中煤炭占67.1%,原油占22.7%,天然氣占2.8%,可再生能源占7.3%。 目前中國(guó)面臨著常規(guī)能源資源約束、過(guò)分依賴煤炭污染嚴(yán)重、能源利用效率低等問(wèn)題。中國(guó)每噸標(biāo)準(zhǔn)煤的產(chǎn)出效率僅相當(dāng)于日本的10.3%、歐盟的16.8%。中國(guó)石油、天然氣資源短缺,需要充分利用國(guó)內(nèi)外兩種資源、兩個(gè)市場(chǎng),在做好石油節(jié)約與替代的同時(shí),走出國(guó)門(mén),積極參與世界油氣市場(chǎng)的開(kāi)發(fā)與資源分享,擴(kuò)大能源對(duì)外貿(mào)易和投資。
[講述]能源危機(jī)已成為制約一個(gè)國(guó)家發(fā)展的瓶頸,今天我們以化學(xué)的眼光來(lái)研究能源。
[板書(shū)]第二章 化學(xué)反應(yīng)與能量
[學(xué)生閱讀]前言內(nèi)容
[講]通過(guò)閱讀本章前言,我們知道本章我們要解決的核心問(wèn)題:在現(xiàn)代廣泛使用的各種能源中,那些與化學(xué)密切相關(guān)?面對(duì)能源枯竭的危機(jī),提高能源利用率和開(kāi)辟新能源是解決這一問(wèn)題的兩個(gè)主要方向,在這方面化學(xué)能做出什么貢獻(xiàn)?
[學(xué)與問(wèn)]煤、石油和天然氣等化石燃料或它們的制品的燃燒所產(chǎn)生的熱能從何而來(lái)?與化學(xué)物質(zhì)及化學(xué)反應(yīng)有什么關(guān)系?石灰石經(jīng)高溫煅燒生成生石灰,高溫提供的熱能在分解反應(yīng)中起什么作用?
這里所列舉的兩類反應(yīng)說(shuō)明了化學(xué)反應(yīng)與熱能之間的辯證關(guān)系以及它們之間的相互轉(zhuǎn)化
化學(xué)反應(yīng) 熱能
一方面,用煤、石油、天然氣的燃燒放熱來(lái)說(shuō)明化學(xué)能向熱能的轉(zhuǎn)化,人們利用這些化學(xué)反應(yīng)獲取能量;另一方面,用CaCO3經(jīng)過(guò)高溫煅燒分解生成CaO 來(lái)闡述熱能對(duì)化學(xué)反應(yīng)的支持作用,人們利用熱能來(lái)完成常溫下很難發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。
[板書(shū)] 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
[復(fù)習(xí)]化學(xué)鍵:使離子相結(jié)合或原子相結(jié)合的作用。
*鍵能:拆開(kāi)1 mol某鍵所需的能量叫鍵能。單位:kJ/mol。
[講]化學(xué)鍵的形成蘊(yùn)涵著能量變化,在進(jìn)行反應(yīng)時(shí)化學(xué)鍵要斷裂,吸收能量,反應(yīng)后形成新化學(xué)鍵要放出能量,
[分析]2H→H2中能量變化?
1mol H2中含有1molH-H,在250C 101kPa條件下,由H原子形成1molH-H要放出436kJ的能量,而斷開(kāi)1molH-H重新變?yōu)镠原子要吸收436kJ的能量。
[板書(shū)]1、鍵能:拆開(kāi)1 mol某鍵所需的能量叫鍵能。單位:kJ/mol。
破壞化學(xué)鍵時(shí)要吸收能量,形成化學(xué)鍵時(shí)放出能量
[類比分析]CH4→4C+4H(吸收4mol×415kJ/mol=1660kJ)
[講]不同物質(zhì)形成的化學(xué)鍵能量不同,而化學(xué)鍵存在于不同的物質(zhì)間,物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化時(shí),反應(yīng)物和生成物的能量不同,這樣的過(guò)程就出現(xiàn)了能量變化。
[板書(shū)]2、物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)與體系的能量變化是同時(shí)發(fā)生的,只要有化學(xué)反應(yīng)就一定有能量變化。
[問(wèn)]氫氣和氯氣的混合氣體遇到強(qiáng)光會(huì)發(fā)生爆炸,放出大量的熱。反應(yīng)中的熱量由何而來(lái)?氫氣和氯氣反應(yīng)的本質(zhì)是什么?從微觀上(從化學(xué)鍵角度)加以分析。
[投影分析]在25℃和101kPa的條件下,1mol H2與1mol Cl2反應(yīng):
H2 2H 消耗能量約436 kJ
Cl2 2Cl 消耗能量約242 kJ
+) 2H + 2Cl 2HCl 釋放能量約862 kJ
H2 + Cl2 2HCl 共放熱約184 kJ
[講]這樣,由于破壞舊鍵吸收的能量少于形成新鍵放出的能量,根據(jù)“能量守恒定律”,多余的能量就會(huì)以熱量的形式釋放出來(lái)。
[板書(shū)]3、引起化學(xué)反應(yīng)中的能量變化:
(1) 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。
[思考與交流]為什么有的化學(xué)反應(yīng)會(huì)放出熱量,而有的化學(xué)反應(yīng)卻需要吸收熱量呢?
[投影小結(jié)]1.化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)是有新物質(zhì)生成,新物質(zhì)和反應(yīng)物總能量不同。
2.反應(yīng)中要遵循能量守恒。
3.反應(yīng)物與生成物的能量差若以熱能形式表現(xiàn)即為放熱和吸熱。如果二者能量比較接近,則放熱和吸熱不明顯。
[過(guò)]微觀的角度:化學(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因;那么從宏觀的角度又怎樣對(duì)一個(gè)反應(yīng)到底是放熱還是吸熱進(jìn)行判斷呢?各種物質(zhì)中都含有化學(xué)鍵,因而我們可以理解為各種物質(zhì)中都儲(chǔ)存有化學(xué)能。不同物質(zhì)由于組成、結(jié)構(gòu)不同,因而所包含的化學(xué)能也不同。在化學(xué)反應(yīng)中,隨著物質(zhì)的變化,化學(xué)能也隨之改變。那么,一個(gè)化學(xué)反應(yīng)吸收能量還是放出能量是由什么決定的呢?
[強(qiáng)調(diào)] 一個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)在發(fā)生過(guò)程中是吸收能量還是放出能量,決定于反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的相對(duì)大小
[板書(shū)](2) 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
[思考與交流]吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)中,反應(yīng)物本身所具有的能量和生成物本身所具有的能量之間的大小關(guān)系分別如何?(提示:可從能量守恒角度分析)
[投影]圖2-1水能、化學(xué)能對(duì)比示意圖
[講]水由高處向上流要釋放能量,勢(shì)能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能,同理,反應(yīng)物的總能量>生成物的總能量,化學(xué)反應(yīng)放出能量。將水由低處送向高處需提供能量(電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能,再轉(zhuǎn)換為熱能),同理,反應(yīng)物的總能量<生成物的總能量,化學(xué)反應(yīng)吸收能量。
[板書(shū)]4、 ∑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
[過(guò)]我們?cè)诔踔袑W(xué)習(xí)過(guò)“質(zhì)量守恒定律”,知道自然界中物質(zhì)可以相互轉(zhuǎn)化,但是總質(zhì)量保持不變;同樣一種能量可以轉(zhuǎn)化成另一種能量,能量也是守恒的,這就是“能量守恒定律”這是兩條基本的自然定律,化學(xué)能是能量的一種,它同樣可轉(zhuǎn)化成其它形式的能量,如熱能、電能等。我們開(kāi)始研究化學(xué)能與熱能的關(guān)系。
[板書(shū)]二、化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化
[講]化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程中伴隨著能量變化,通常表現(xiàn)為熱量的變化
[投影]吸放熱與能量關(guān)系
放熱反應(yīng):放出熱的化學(xué)反應(yīng)
[板書(shū)] 化學(xué)反應(yīng)
吸熱反應(yīng):吸收熱的化學(xué)反應(yīng)
[小結(jié)]通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí),我們了解到,化學(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中發(fā)生能量變化的主要原因,反應(yīng)是放熱還是吸熱,取決于反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的比較。
[自我評(píng)價(jià)]
1.在反應(yīng)H2 + Cl2 =2HCl中,已知H-H鍵能為436kJ,Cl-Cl鍵能為243kJ,H-Cl鍵能為431kJ,判斷該反應(yīng)是
A. 吸熱反應(yīng) B. 放熱反應(yīng)
C. 吸收183 kJ熱量 D.放出183 kJ熱量
2、已知反應(yīng)A+B=C+D為放熱反應(yīng),對(duì)該反 應(yīng)的下列說(shuō)法中正確的是( )
A. A的能量一定高于C
B. B的能量一定高于D
C. A和B的總能量一定高于C和D的總能量
D. 該反應(yīng)為放熱反應(yīng),故不必加熱就一定能發(fā)生
3、氫氣在氧氣中燃燒產(chǎn)生藍(lán)色火焰,在反應(yīng)中,破壞1molH-H鍵消耗的能量為Q1kJ,破壞1molO = O鍵消耗的能量為Q2kJ,形成1molH-O鍵釋放的能量為Q3kJ。下列關(guān)系式中正確的是( )
A.2Q1 + Q2 > 4Q3 B、2Q1 + Q2 < 4Q3
C、 Q1 + Q2 < Q3 D、Q1 + Q2 = Q3

教學(xué)回顧:

教 案
課題:第一節(jié) 化學(xué)能與熱能(二)授課班級(jí)
課 時(shí)
教學(xué)目的知識(shí)

技能1、獲得化學(xué)能與熱能化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能,學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)研究的方法,能設(shè)計(jì)并完成吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)
2、形成吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的概念
過(guò)程

方法1、具有較強(qiáng)的問(wèn)題意識(shí),能夠發(fā)現(xiàn)和提出化學(xué)能與熱能的探究性問(wèn)題,敢于質(zhì)疑,勤于思考,逐步形成獨(dú)立思考的能力。
2、在教師的指導(dǎo)下與同學(xué)合作完成科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)1、2、3
情感
態(tài)度
價(jià)值觀1、通過(guò)實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和情感
2、培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、勇于探索的科學(xué)精神。
3、有參與化學(xué)科技活動(dòng)的熱情,有將化學(xué)能與熱能的化學(xué)知識(shí)應(yīng)用于生產(chǎn),生活實(shí)踐的意識(shí),能夠?qū)瘜W(xué)能有的社會(huì)和生活問(wèn)題做出合理的判斷
重 點(diǎn)實(shí)驗(yàn)探究和通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究化學(xué)反應(yīng)與能量的關(guān)系,掌握吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的概念
難 點(diǎn)設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)
知識(shí)結(jié)構(gòu)與板書(shū)設(shè)計(jì)二、化學(xué)能(chemical energy)與熱能(heat energy)的相互轉(zhuǎn)化
1、基本的自然定律:
(1) 質(zhì)量守恒定律
(2) 能量守恒定律
(3) 質(zhì)能守恒定律
2、吸熱反應(yīng)(endothermic reaction)和放熱(exothermic reaction)反應(yīng)
實(shí)驗(yàn)2-1 鋁與鹽酸反應(yīng)中的能量變化
結(jié)論:鋁與鹽酸反應(yīng)放熱
實(shí)驗(yàn)2-2 Ba(OH)2 ?8H2O 與NH4Cl 反應(yīng)中的能量變化
結(jié)論:該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
實(shí)驗(yàn)2-3 酸堿中和反應(yīng)中的能量變化
結(jié)論:該反應(yīng)是放熱反應(yīng)
3、酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時(shí)所釋放的熱量稱為中和熱。
4、放熱反應(yīng):物質(zhì)與氧氣的反應(yīng) ;燃料的燃燒;中和反應(yīng);金屬與酸;活潑金屬與水的反應(yīng) ;生石灰和水反應(yīng);大部分化合反應(yīng)
吸熱反應(yīng):C+CO2 ;C+H2O;H2 +CuO;Ba(OH)2 ?8H2O +NH4Cl
Fe+H2O (g);大部分分解反應(yīng)
三、化學(xué)能的利用
教學(xué)過(guò)程
教學(xué)步驟、內(nèi)容教學(xué)方法、手段、師生活動(dòng)
[復(fù)習(xí)]1.化學(xué)鍵與反應(yīng)中能量變化關(guān)系?
2.反應(yīng)吸放熱與反應(yīng)中能量關(guān)系?
[過(guò)]上一節(jié)我們從理論上對(duì)反應(yīng)放吸熱進(jìn)行了探討,這節(jié)課我們主要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探討分析反應(yīng)過(guò)程中的吸放熱問(wèn)題。
[板書(shū)]
二、化學(xué)能(chemical energy)與熱能(heat energy)的相互轉(zhuǎn)化
1、基本的自然定律:
(1) 質(zhì)量守恒定律
(2) 能量守恒定律
(3) 質(zhì)能守恒定律
2、吸熱反應(yīng)(endothermic reaction)和放熱(exothermic reaction)反應(yīng)
實(shí)驗(yàn)2-1 鋁與鹽酸反應(yīng)中的能量變化
[投影實(shí)驗(yàn)2-1]實(shí)驗(yàn)步驟:在試管里加入2-3 mL 6 mol/L 的鹽酸,再插入鋁條,立即用手觸摸試管外壁,感受其溫度,并用溫度計(jì)測(cè)量溶液的溫度,做好記錄,當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到大量氣泡冒出時(shí),再用手觸摸試管外壁感受其溫度,并用溫度計(jì)測(cè)量溶液的溫度,做好記錄。
[講]注意事項(xiàng):鋁與稀酸和弱酸反應(yīng)現(xiàn)象不明顯,常常需要加熱,所以要選擇強(qiáng)酸且濃度不要太低。盡量使用純度好的鋁條,反應(yīng)前要用砂紙打磨光亮,這樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),用手觸摸才能明顯感覺(jué)到反應(yīng)放熱,用溫度計(jì)測(cè)量效果會(huì)更好。
[投影小結(jié)]實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:試管外壁和溶液的溫度,反應(yīng)后比反應(yīng)前高,有大量氣泡逸出。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論:鋁與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生H2 ,并放出熱量。
方程式:2Al+6HCl == 2AlCl3+3H2

[板書(shū)]結(jié)論:鋁與鹽酸反應(yīng)放熱
實(shí)驗(yàn)2-2 Ba(OH)2 ?8H2O 與NH4Cl 反應(yīng)中的能量變化
[投影實(shí)驗(yàn)2-2]
實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論
將晶體混合后立即用玻璃棒快速攪拌混合物有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生,該氣體能使?jié)駶?rùn)的紫色石蕊試紙變藍(lán)有NH3氣生成
用手觸摸燒杯下部感覺(jué)燒杯變涼反應(yīng)吸熱
用手拿起燒杯燒杯下面的帶有幾滴水的玻璃片(或小木板)粘到了燒杯底部反應(yīng)吸收熱量使體系溫度降低,使水結(jié)成冰
將粘有玻璃片的燒杯放在盛有熱水的燒杯上一會(huì)兒再拿起玻璃片脫離上面燒杯底部冰融化
反應(yīng)完后移走燒杯上的多孔塑料片,觀察反應(yīng)物混合物成糊狀有水生成
[講]注意事項(xiàng):這個(gè)實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是在短時(shí)間內(nèi)反應(yīng)充分進(jìn)行,使體系溫度快速降低,將玻璃片上的水凝固。實(shí)驗(yàn)中要注意兩點(diǎn):
(1)將Ba(OH)2?8H2O晶體研磨成粉末,以便與NH4Cl晶體充分接觸;
(2)由于該反應(yīng)屬于固相反應(yīng),一定要在晶體混合后立即用玻璃棒快速攪拌混合物,以使它們很快起反應(yīng);
(3)反應(yīng)放出有刺激性氣味的氨氣,會(huì)造成學(xué)習(xí)環(huán)境的污染,所以要注意對(duì)氨氣的吸收。
[投影小結(jié)]方程式:Ba(OH)2?8H2O+2NH4Cl==BaCl2+2NH3↑+10H2O
玻璃棒的作用:攪拌,使混合物充分接觸
反應(yīng)物成糊狀的原因:結(jié)冰粘結(jié)
[板書(shū)]結(jié)論:該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)
實(shí)驗(yàn)2-3 酸堿中和反應(yīng)中的能量變化
[投影實(shí)驗(yàn)2-3]
實(shí)驗(yàn)步驟:在50 mL 燒杯中加入20 mL 2 mol/L的鹽酸,測(cè)其溫度。另用量筒量取20 mL 2mol/L NaOH溶液,測(cè)其溫度,并緩慢地傾入燒杯中,邊加邊用玻璃棒攪拌。觀察反應(yīng)中溶液溫度的變化過(guò)程,并作好記錄。
鹽酸溫度/℃NaOH 溶液溫度/℃中和反應(yīng)后溶液溫度/℃
室溫室溫溫度升高
[問(wèn)]是不是所有強(qiáng)堿與強(qiáng)酸的反應(yīng)都放熱呢?下面讓我們做一組對(duì)比實(shí)驗(yàn)。
[講]實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng):通過(guò)三組強(qiáng)酸和強(qiáng)堿之間的反應(yīng)對(duì)比實(shí)驗(yàn),定性的抽象出“中和熱”概念。在實(shí)驗(yàn)中要注意:
(1)三組實(shí)驗(yàn)所處條件要相同,如使用的儀器、外界環(huán)境中溫度和壓強(qiáng)要相同;
(2)三組實(shí)驗(yàn)酸和堿的用量要相同,以保證生成水的量相同
(3)控制相同的反應(yīng)時(shí)間。
[投影小結(jié)]
反應(yīng)物
及用量酸HNO3 50 mL 1 mol/LHCl 50 mL 1 mol/LHCl 50 mL 1mol/L
堿 NaOH 50 mL 1 mol/LNaOH 50 mL 1 mol/LKOH 50 mL 1mol/L
混合前溫度室溫室溫室溫
混合后溫度t1t2t3
結(jié) 論HNO3與NaOH發(fā)生中和反應(yīng)時(shí)放熱HCl與NaOH發(fā)生中和反應(yīng)時(shí)放熱HCl與KOH發(fā)生中和反應(yīng)時(shí)放熱
對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行
歸納和概括強(qiáng)酸與強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)時(shí)放出熱量
[問(wèn)]對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行原理性抽象──為什么強(qiáng)酸與強(qiáng)堿發(fā)生反應(yīng)時(shí)都會(huì)放出熱量?
[投影分析]三個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式和離子方程式分別為:
HNO3+NaOH=NaNO3+H2O,H+ + OH- = H2O
HCl+NaOH=NaCl+H2O,H++ OH- = H2O
HCl+KOH=KCl+H2O,H+ + OH- = H2O
[講]由此可見(jiàn),三個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式雖然不同,反應(yīng)物也不同,但是它們的反應(yīng)本質(zhì)相同,都是H+與OH-離子反應(yīng)生成水的反應(yīng),屬于中和反應(yīng),其離子方程式都是:H+ + OH- = H2O。所以,可提出推測(cè),即中和反應(yīng)都放熱。由于三個(gè)反應(yīng)中H+和OH-離子的量都相等,則生成水的量也相等,故放出的熱量也相等(在上述三個(gè)實(shí)驗(yàn)中,溫度上升的幅度接近)。
[板書(shū)]結(jié)論:該反應(yīng)是放熱反應(yīng)
3、酸與堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1molH2O時(shí)所釋放的熱量稱為中和熱。
[思考與交流]如果要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)定鹽酸與氫氧化鈉反應(yīng)的中和熱,你認(rèn)為在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置?

[講]在大燒杯底部墊泡沫塑料(或紙條),使放入的小燒杯杯口與大燒杯杯口相平。然后再在大、小燒杯之間填滿碎泡沫塑料(或紙條),大燒杯上用泡沫塑料板(或硬紙板)作蓋板,在板中間開(kāi)兩個(gè)小孔,正好使溫度計(jì)和環(huán)形玻璃攪拌棒通過(guò),以達(dá)到保溫、隔熱、減少實(shí)驗(yàn)過(guò)程中熱量損失的目的,如上圖所示。該實(shí)驗(yàn)也可在保溫杯中進(jìn)行。
[思考與交流]在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置和操作時(shí)應(yīng)該注意哪些問(wèn)題?
[投影](1)用隔熱裝置,盡量減少熱量散失;
(2)酸堿的量要準(zhǔn)確:n=C×V
a.濃度要越精確越好; b.量體積的容器越精確越好,最好用移液管
(3)溫度計(jì)越精確越好
(4)注意控制反應(yīng)時(shí)間
(5)多做幾次,取平均值
[思考與交流]在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置和操作應(yīng)從兩個(gè)方面考慮,
[投影小結(jié)]一是注重“量”的問(wèn)題: 如
① 反應(yīng)物的濃度和體積取定值;
② 測(cè)量反應(yīng)前后的溫度值;
③ 做平行實(shí)驗(yàn)取平均值。
二是盡量減小實(shí)驗(yàn)誤差,如
①用經(jīng)過(guò)標(biāo)定的鹽酸和氫氧化鈉溶液;
②量液器最好使用移液管;
③攪拌使反應(yīng)充分進(jìn)行;
④及時(shí)散熱,使混合液溫度均衡;
⑤溫度計(jì)的精確度高,最好使用精度為0.1 ℃或更高的溫度計(jì);
⑥鹽酸跟氫氧化鈉溶液混合后液面上方的空間盡可能;
⑦使用絕緣裝置,避免熱量散發(fā)到反應(yīng)體系之外;
⑧溫度計(jì)要讀準(zhǔn)確。
[講]最后,讓我們一起來(lái)總結(jié)一下常見(jiàn)的吸放熱反應(yīng)
[板書(shū)]4、放熱反應(yīng):物質(zhì)與氧氣的反應(yīng) ;燃料的燃燒;中和反應(yīng);金屬與酸;活潑金屬與水的反應(yīng) ;生石灰和水反應(yīng);大部分化合反應(yīng)
吸熱反應(yīng):C+CO2 ;C+H2O;H2 +CuO;Ba(OH)2 ?8H2O +NH4Cl
Fe+H2O (g);大部分分解反應(yīng)
[講]人類不但利用化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的原理來(lái)獲取所需的能量進(jìn)行生活、生產(chǎn)和科研,如化石燃料的燃燒、炸藥開(kāi)山、發(fā)射火箭等。化學(xué)家們也常常利用熱能使很多化學(xué)反應(yīng)得以發(fā)生。從而探索物質(zhì)的組成、性質(zhì)或制備所需的物質(zhì),如高溫冶煉金屬、分解化合物等。
化學(xué)反應(yīng)伴隨著能量變化是化學(xué)反應(yīng)的一大特征。化學(xué)物質(zhì)的化學(xué)能通過(guò)化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為熱能,是人類社會(huì)發(fā)展的動(dòng)力之源;而熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能又是人們進(jìn)行化學(xué)科研創(chuàng)造新物質(zhì)不可缺少的條件和途徑。
[學(xué)生閱讀]科學(xué)視野:生物體中的能量轉(zhuǎn)化
[講]能量轉(zhuǎn)化在生物體內(nèi)也是普遍存在的。例如植物通過(guò)光合作用使光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存在所形成的淀粉等糖類中。人通過(guò)食物將淀粉等糖類攝入體內(nèi),通過(guò)一系列化學(xué)反應(yīng)(生化反應(yīng))釋放出能量,維持人的生理活動(dòng)!镅趸窃凇。在分子水平上,化學(xué)和生物學(xué)正在出現(xiàn)交叉和融合。化學(xué)必將對(duì)生物與生命科學(xué)的發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。
[板書(shū)]三、化學(xué)能的利用
[投影]1、社會(huì)發(fā)展與能源利用(圖2-3不同社會(huì)發(fā)展水平時(shí)期的人均耗能量)
[投影]2、人類利用能源的三個(gè)階段
(1) 柴草時(shí)期:(圖2-4中國(guó)古代制陶?qǐng)D)
[講]柴草時(shí)期(火的發(fā)現(xiàn)至18世紀(jì)產(chǎn)業(yè)革命)以樹(shù)枝雜草為主要能源。其主要貢獻(xiàn)是:(1) 推動(dòng)了人類文明的進(jìn)步 (2) 鉆木取火使人類告別了“茹毛飲血”的生活,熟食促進(jìn)了人的進(jìn)化 (3) 陶瓷、煉銅、冶鐵等化學(xué)工藝在烈火中誕生,促進(jìn)物質(zhì)文明。
[投影](2) 化石能源時(shí)期:(圖2-5汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸中燃料燃燒)
[講]化石能源時(shí)期(18世紀(jì)中期至現(xiàn)代) 以煤、石油、天然氣為主要能源。主要貢獻(xiàn):(1) 促進(jìn)了冶金工業(yè)的發(fā)展和蒸汽機(jī)的推廣,推動(dòng)了近代產(chǎn)業(yè)革命。 (2) 推動(dòng)了汽車(chē)、飛機(jī)等工業(yè)的發(fā)展,加速了現(xiàn)代工業(yè)化的過(guò)程。
[投影](3) 多能源結(jié)構(gòu)時(shí)期:

[講]多能源結(jié)構(gòu)時(shí)期,可再生能源和清潔能源(綠色能源)將成為新能源的主力軍。太陽(yáng)能、氫能、核能、生物能、地愨地表能將成為能源家庭族的主要成員。主要貢獻(xiàn):(1) 滿足人們生產(chǎn)、生活所需的能源。(2) 提高了能源的利用率 (3) 最大限度地減少對(duì)環(huán)境的污染
[小結(jié)] 化學(xué)反應(yīng)伴隨著能量變化是化學(xué)反應(yīng)的基本特征之一。化學(xué)物質(zhì)中的化學(xué)能通過(guò)化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為熱能,提供了人類生存和發(fā)展需要的能量和動(dòng)力,而熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能又是人們進(jìn)行化工生產(chǎn)、研制新物質(zhì)不可或缺的條件和途徑。
[自我評(píng)價(jià)]
1. 下列說(shuō)法正確的是 ( )
A. 大多數(shù)的化合反應(yīng)是釋放能量的反應(yīng)
B. 大多數(shù)分解反應(yīng)是吸收能量的反應(yīng)
C. 釋放能量的反應(yīng)都不需要加熱
D. 吸收能量的反應(yīng)都需要加熱
2. 下列反應(yīng)既屬于氧化還原反應(yīng),又屬于吸熱反應(yīng)的是
A.鋁片與稀鹽酸的反應(yīng)
B. Ba(OH)2 ?8H2O 和NH4Cl 的反應(yīng)
C.灼熱的炭與CO2 的反應(yīng)
D.甲烷在氧氣中的燃燒反應(yīng)
3、下列說(shuō)法正確的是( )
A.需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)
B.任何放熱反應(yīng)在常溫條件下一定能發(fā)生反應(yīng)
C.反應(yīng)物和生成物所具有的總能量決定了反應(yīng)結(jié)果是放熱還是吸熱
D.吸熱反應(yīng)在一定條件下也能發(fā)生反應(yīng)
4、有關(guān)下列能量轉(zhuǎn)化的認(rèn)識(shí)不正確的是( )
A.植物的光合作用使得太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為了化學(xué)能
B.人類使用照明設(shè)備是將電能轉(zhuǎn)化為了光能
C.生物體內(nèi)的化學(xué)變化過(guò)程在能量轉(zhuǎn)化上比在體外發(fā)生的一些能量轉(zhuǎn)化更為合理、有效
D.燃料燃燒時(shí)只是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為了熱能
5、綠色能源是指使用過(guò)程中不排放或排放極少污染物的能源,如一級(jí)能源中的水能、地?zé)、天然氣等;二?jí)能源中電能、氫能等。下列能源屬于綠色能源的是( )
① 太陽(yáng)能 ② 風(fēng)能 ③ 石油 ④ 煤 ⑤ 潮汐能 ⑥ 木材
A.①②③ B.③④⑤ C.④⑤⑥ D.①②⑤
6、.已知反應(yīng)物的總能量高于產(chǎn)物的總能量,則反應(yīng)是( )
A.放熱反應(yīng) B.吸熱反應(yīng)
C.有催化劑作用 D.無(wú)法判斷
7、下列反應(yīng)中,屬于吸熱反應(yīng)的是( )
A.活潑金屬跟酸反應(yīng) B.制造水煤氣
C.酸堿中和反應(yīng) D.鎂條燃燒
[點(diǎn)擊高考]---新課標(biāo)真題
(07重慶)已知1 g氫氣完全燃燒生成水蒸氣時(shí)放出熱量121 kJ,且氧氣中1 mol O=O鍵完全斷裂時(shí)吸收熱量496 kJ,水蒸氣中1 mol H?O鍵形成時(shí)放出熱量463 kJ,則氫氣中1 mol H?H鍵斷裂時(shí)吸收熱量為 ( )
(A)920 kJ (B)557 kJ
(C)436 kJ (D)188 kJ
(07廣東化學(xué))將V1 mL 1.0 mol/L HCl溶液和V2 mL未知濃度的NaOH溶液混合均勻后測(cè)量并記錄溶液溫度,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示(實(shí)驗(yàn)中始終保持V1+V2=50 mL)。下列敘述正確的是 ( )
(A)做該實(shí)驗(yàn)時(shí)環(huán)境溫度為22 ℃
(B)該實(shí)驗(yàn)表明化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為熱能
(C)NaOH溶液的濃度約是1.00 mol/L
(D)該實(shí)驗(yàn)表明有水生成的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)
(06上海)下列反應(yīng)中生成物總能量高于反應(yīng)物總能量的是( )
A、碳酸鈣受熱分解 B、乙醇燃燒
C、鋁粉與氧化鐵粉反應(yīng) D、氧化鈣溶于水

[反思與評(píng)價(jià)]
(一)個(gè)人反思和總結(jié)
1.通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)銓W(xué)到了哪些化學(xué)知識(shí)?學(xué)會(huì)了哪些實(shí)驗(yàn)方法?
2.在整個(gè)過(guò)程中,你最滿意的做法是什么?你最不滿意的做法是什么?
(二)組內(nèi)交流和評(píng)價(jià)
1.在思考、討論過(guò)程中,同組成員給了你哪些啟示?你又給了同組成員哪些啟示?
2.在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,同組成員給了你哪些幫助?你又給了同組成員哪些幫助?
(三)組間交流和評(píng)價(jià)
1.當(dāng)聽(tīng)完其他小組的匯報(bào)后,發(fā)現(xiàn)他們的哪些做法比你們小組的好?哪些不如你們
的好?
2.當(dāng)聽(tīng)完其他小組的匯報(bào)后,你是否又有了新的想法?

[反思與評(píng)價(jià)]
1.整個(gè)實(shí)驗(yàn)中有哪些創(chuàng)新之處?
2.在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中對(duì)你最有啟迪的是什么?


本文來(lái)自:逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaoyi/54020.html

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