化學(xué)能與熱能化學(xué)教案

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教案一

知識與技能

1、能從化學(xué)鍵的角度理解化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因

2、通過化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)變，理解“能量守恒定律”

過程與方法

能從微觀的角度來解釋宏觀化學(xué)現(xiàn)象，進(jìn)一步發(fā)展想象能力。

情感態(tài)度與價(jià)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(diǎn)

1.化學(xué)能與熱能的內(nèi)在聯(lián)系及相互轉(zhuǎn)變。

2.從本質(zhì)上理解化學(xué)反應(yīng)中能量的變化，從而建立起科學(xué)的能量變化觀。

教學(xué)難點(diǎn)

1.化學(xué)能與熱能的內(nèi)在聯(lián)系及相互轉(zhuǎn)變。

2.從本質(zhì)上理解化學(xué)反應(yīng)中能量的變化，從而建立起科學(xué)的能量變化觀。

教學(xué)方法啟發(fā)引導(dǎo)、探究式

教學(xué)媒體多媒體、實(shí)驗(yàn)

教學(xué)內(nèi)容師生活動

[[創(chuàng)設(shè)問題情景]

氫氣和氯氣的混合氣體遇到強(qiáng)光會發(fā)生什么現(xiàn)象？為什么？

[學(xué)生思考、討論]

氫氣和氯氣的混合氣體遇到強(qiáng)光會發(fā)生爆炸。這是因?yàn)榉磻?yīng)在有限的空間里進(jìn)行，放出大量的熱，使周圍氣體急劇膨脹。

[進(jìn)一步思考]

反應(yīng)中的熱量由何而來？氫氣和氯氣反應(yīng)的本質(zhì)是什么？

[學(xué)生思考、討論]

從化學(xué)鍵角度分析氫氣和氯氣反應(yīng)的本質(zhì)。

板書：一、化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量的變化關(guān)系

[教師補(bǔ)充講解]

化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是反應(yīng)物中化學(xué)鍵的斷裂和生成物中化學(xué)鍵的形成。化學(xué)鍵是物質(zhì)內(nèi)部微粒之間強(qiáng)烈的相互作用，斷開反應(yīng)物中的化學(xué)鍵需要吸收能量，形成生成物中的化學(xué)鍵要放出能量。氫氣和氯氣反應(yīng)的本質(zhì)是在一定的條件下，氫氣分子和氯氣分子中的H-H鍵和Cl-Cl鍵斷開，氫原子和氯原子通過形成H-Cl鍵而結(jié)合成HCl分子。1molH2中含有1molH-H鍵，1molCl2中含有1molCl-Cl鍵，在25℃和101kPa的條件下，斷開1molH-H鍵要吸收436kJ的能量，斷開1molCl-Cl鍵要吸收242kJ的能量，而形成1molHCl分子中的H-Cl鍵會放出431kJ的能量。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”，多余的能量就會以熱量的形式釋放出來。

[歸納小結(jié)]

1、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。

2、能量是守恒的。

[[練習(xí)反饋]

已知拆開1molH2中的化學(xué)鍵要吸收436kJ的能量，拆開1molO2中的化學(xué)鍵要吸收496kJ的能量，形成水分子中的1molH-O鍵要放出463kJ的能量，試說明2H2+O2=2H2O中的能量變化

[講解]

剛才我們從微觀的角度分析了化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因，那么，又怎樣從宏觀的角度來判斷一個(gè)反應(yīng)到底是放熱還是吸熱的呢？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)中都儲存有化學(xué)能。化學(xué)能是能量的一種形式，它可以轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。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，如H2與Cl2、O2的反應(yīng)。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？

[學(xué)生討論、交流]

1、一個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)在發(fā)生過程中是吸收能量還是放出能量取決于反應(yīng)物

的總能量和生成物的總能量的相對大小。

2、畫出反應(yīng)物、生成物總能量的大小與反應(yīng)中能量變化的關(guān)系示意圖

[思考與分析]

甲烷燃燒要放出熱量，水電解產(chǎn)生氫氣和氧氣，試從化學(xué)鍵和物質(zhì)所含能量的角

度分析氣原因，并說明反應(yīng)過程中能量的轉(zhuǎn)變形式。

[提出問題]

前面我們通過對具體反應(yīng)的分析，從微觀和宏觀兩個(gè)角度探討了化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因，知道了化學(xué)能和其它能量是可以相互轉(zhuǎn)變的，還知道化學(xué)反應(yīng)中能量變化通常表現(xiàn)為熱量的變化。那么，怎樣把物質(zhì)變化和熱量變化統(tǒng)一地表達(dá)出來呢？你可以在和同學(xué)討論的基礎(chǔ)上提出自己的想法，并對其他同學(xué)提出的表達(dá)方式作出評價(jià)。

補(bǔ)充練習(xí)：

1、下列說法不正確的是（）

A化學(xué)反應(yīng)除了生成新物質(zhì)外，還伴隨著能量的變化

B物質(zhì)燃燒和中和反應(yīng)均放出熱量

C分解反應(yīng)肯定是吸熱反應(yīng)

D化學(xué)反應(yīng)是吸熱還是放熱決定于生成物具有的總能量和反應(yīng)物具有的總能量

2、已知金剛石在一定條件下轉(zhuǎn)化為石墨是放熱的。據(jù)此，以下判斷或說法正確的是（）

A需要加熱方能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)B放熱反應(yīng)在常溫下一定很容易發(fā)生

C反應(yīng)是放熱還是吸熱，必須看反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對大小

D吸熱反應(yīng)在一定條件下也能發(fā)生

3、有專家指出，如果將燃燒產(chǎn)物如CO2、H2O、N2等利用太陽能使它們重新組合變成CH4、CH3OH、NH3等的構(gòu)想能夠成為現(xiàn)實(shí)，則下列說法中，錯(cuò)誤的是（）

A可消除對大氣的污染B可節(jié)約燃料

C可緩解能源危機(jī)D此題中的CH4、CH3OH、NH3等為一級能源

4、已知破壞1molN≡N鍵、H-H鍵和N-H鍵分別需要吸收的能量為946kJ、436kJ、391kJ。試計(jì)算1molN2（g）和3molH2（g）完全轉(zhuǎn)化為NH3(g)的反應(yīng)熱的理論值，并寫出反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。

5、“用天然氣、煤氣代替煤炭作為民用燃料”這一改變民用燃料結(jié)構(gòu)的重大舉措，具有十分重大的意義請分析其優(yōu)點(diǎn)，并將你的觀點(diǎn)和同學(xué)討論交流

教案二

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

[基礎(chǔ)知識回顧]

什么是化學(xué)鍵？它有哪些主要類型?其特點(diǎn)各是什么？

1、斷開化學(xué)鍵吸收能量

1molH2中含有1molH—H鍵，常溫常壓下使1molH2變?yōu)?molH原子斷開了1molH—H鍵，需要吸收436KJ的熱量。

2、形成化學(xué)鍵放出能量

由2molH原子生成1molH2，有1molH—H鍵生成，生成過程中向外界釋放436KJ的熱量。

小結(jié)：形成1molH—H鍵釋放的能量與斷開1molH—H鍵吸收的能量相等。

3、化學(xué)變化中能量變化的主要原因（微觀方面）

⑴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。

⑵化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是用化學(xué)鍵理論可表述為舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形

成。

⑶化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系

當(dāng)E1>E2，反應(yīng)吸熱；當(dāng)E1<E2，反應(yīng)放熱。

思考：為什么許多放熱反應(yīng)一開始要加熱才能進(jìn)行呢？

答：反應(yīng)的條件與反應(yīng)的熱效應(yīng)沒有必然的聯(lián)系，每一個(gè)反應(yīng)都有特定的條件，例如燃燒都是放熱反應(yīng)，但是要達(dá)到著火點(diǎn)。

4、反應(yīng)能量變化的判定（宏觀方面）

⑴各種物質(zhì)都儲存有化學(xué)能。

⑵反應(yīng)物的總能量>生成物的總能量，反應(yīng)放出能量。

⑶反應(yīng)物的總能量<生成物的總能量，反應(yīng)吸收能量。

5、兩條基本的自然定律

⑴質(zhì)量守恒定律：化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)發(fā)生轉(zhuǎn)化，但是物質(zhì)的總質(zhì)量保持不變。

⑵能量守恒定律：一種形式的能量可以轉(zhuǎn)化為另一種形式的能量，轉(zhuǎn)化的途徑和能量形式可以不同，但是體系包含的總能量不變，亦即總能量是守恒的。

[注]質(zhì)量與能量也是相互聯(lián)系的（質(zhì)量和能量也可以相互轉(zhuǎn)化），故統(tǒng)稱為質(zhì)能守恒定律。

6、放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)

⑴化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，通常主要表現(xiàn)為熱量的變化———吸熱或者放熱。

⑵放熱反應(yīng)：反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量的化學(xué)反應(yīng)。

⑶吸熱反應(yīng)：反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量的化學(xué)反應(yīng)。

[注]常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)：

（1）放熱反應(yīng)

①燃燒反應(yīng)②中和反應(yīng)③物質(zhì)的緩慢氧化④金屬與水或酸反應(yīng)⑤部分化合反應(yīng)

（2）吸熱反應(yīng)①氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體

②大多數(shù)分解反應(yīng)