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2019-2020年高中化學《化學能與熱能》教案8 新人教版必修2 教學目標： 1、能從化學鍵的角度理解化學反應中能量變化的主要原因，初步學會熱化學方程式的書寫。 2、能從微觀的角度來解釋宏觀化學現(xiàn)象，進一步發(fā)展想象能力。 2、 通過化學能與熱能的相互轉變，理解“能量守恒定律”，初步建立起科學的能量觀， 加深對化學在解決能源問題中重要作用的認識。 重點難點： 1.化學能與熱能的內在聯(lián)系及相互轉變。 2.從本質上理解化學反應中能量的變化，從而建立起科學的能量變化觀。 教學過程： [導入] 通過上節(jié)課的學習，我們對化學反應中的能量變化有了初步的認識，知道了反應中 的能量變化通常表現(xiàn)為熱量的變化——放熱或者吸熱，也了解了中和熱的概念。那么，很多同學也許會有這樣一些疑問：化學反應中為什么會有能量變化？為什么不同反應的熱效應不同？本節(jié)課，我們將圍繞這些問題，先從微觀和宏觀的角度來揭示這些秘密，然后介紹反應中熱效應的表示方法，最后再談談化學在能源開發(fā)、利用中的作用和地位。 [創(chuàng)設問題情景] 氫氣和氯氣的混合氣體遇到強光會發(fā)生什么現(xiàn)象？為什么？ [學生思考、討論] 氫氣和氯氣的混合氣體遇到強光會發(fā)生爆炸。這是因為反應在有限的空間里進行，放出大量的熱，使周圍氣體急劇膨脹。 [進一步思考] 反應中的熱量由何而來？ 氫氣和氯氣反應的本質是什么？ [學生思考、討論] 從化學鍵角度分析氫氣和氯氣反應的本質。 [教師補充講解] 化學反應的本質是反應物中化學鍵的斷裂和生成物中化學鍵的形成。化學鍵是物質內部微粒之間強烈的相互作用，斷開反應物中的化學鍵需要吸收能量，形成生成物中的化學鍵要放出能量。氫氣和氯氣反應的本質是在一定的條件下，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鍵而結合成HCl分子。1molH2中含有1molH-H鍵，1mol Cl2中含有1mol Cl-Cl鍵，在25℃和101kPa的條件下，斷開1molH-H鍵要吸收436kJ的能量，斷開1mol Cl-Cl鍵要吸收242 kJ的能量，而形成1molHCl分子中的H-Cl鍵會放出431 kJ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] 1、 化學鍵的斷裂和形成是化學反應中能量變化的主要原因。 2、 能量是守恒的。 [練習反饋] 已知拆開1molH2中的化學鍵要吸收436kJ的能量，拆開1molO2中的化學鍵要吸收496 kJ的能量，形成水分子中的1mol H-O鍵要放出463 kJ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反應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反應到底是放熱還是吸熱的呢？各種物質中都含有化學鍵，因而我們可以理解為各種物質中都儲存有化學能?；瘜W能是能量的一種形式，它可以轉化為其他形式的能量。不同物質由于組成、結構不同，因而所包含的化學能也不同。在化學反應中，隨著物質的變化，化學能也隨之改變，如H2 與Cl2、O2的反應。那么，一個化學反應吸收能量還是放出能量是由什么決定的呢？ [學生討論、交流] 1、 一個確定的化學反應在發(fā)生過程中是吸收能量還是放出能量取決于反應物 的總能量和生成物的總能量的相對大小。 2、 畫出反應物、生成物總能量的大小與反應中能量變化的關系示意圖。 [思考與分析] 甲烷燃燒要放出熱量，水電解產生氫氣和氧氣，試從化學鍵和物質所含能量的角 度分析氣原因，并說明反應過程中能量的轉變形式。 [提出問題] 前面我們通過對具體反應的分析，從微觀和宏觀兩個角度探討了化學反應中能量變化的主要原因，知道了化學能和其它能量是可以相互轉變的，還知道化學反應中能量變化通常表現(xiàn)為熱量的變化。那么，怎樣把物質變化和熱量變化統(tǒng)一地表達出來呢？你可以在和同學討論的基礎上提出自己的想法，并對其他同學提出的表達方式作出評價。 [教師講解] 熱化學方程式的含義及朗讀和書寫的注意點 [練習反饋] 乙炔（ C2H2）氣體在氧氣中完全燃燒會放出大量的熱，形成高溫火焰，可以用于焊 接或切割金屬。已知0。5 mol乙炔完全燃燒生成液態(tài)水會放出649 kJ的熱量，試寫出 反應的熱化學方程式，并計算1Kg乙炔完全燃燒放出的熱量。 [教師講解] 乙炔是一種重要的烴類，煤、石油、天然氣的主要成分也是各種烴類，它們在燃燒 時都會放出大量的熱，所以煤、石油、天然氣在能源中扮演了極為重要的角色，對促進 人類社會的發(fā)展具有重要的作用。 [閱讀相關圖片、資料或播放錄像] [思考、交流] 根據(jù)你的經驗體會，談談你對當前能源利用、開發(fā)及能源危機的看法。 [總結] 化學反應伴隨能量變化是化學反應的一大特征。我們可以利用化學能與熱能及其它 能量的相互轉變?yōu)槿祟惖纳a、生活及科學研究服務?；瘜W在能源的開發(fā)、利用及解決 日益嚴重的全球能源危機中必將起帶越來越重要的作用，同學們平時可以通過各種渠道來關心、了解這方面的進展，從而深切體會化學的實用性和創(chuàng)造性。 補充練習： 1、下列說法不正確的是 （ ） A 化學反應除了生成新物質外，還伴隨著能量的變化 B 物質燃燒和中和反應均放出熱量 C 分解反應肯定是吸熱反應 D 化學反應是吸熱還是放熱決定于生成物具有的總能量和反應物具有的總能量 2、已知金剛石在一定條件下轉化為石墨是放熱的。據(jù)此，以下判斷或說法正確的是（ ） A 需要加熱方能發(fā)生的反應一定是吸熱反應 B 放熱反應在常溫下一定很容易發(fā)生 C 反應是放熱還是吸熱，必須看反應物和生成物所具有的總能量的相對大小 D吸熱反應在一定條件下也能發(fā)生 3、有專家指出，如果將燃燒產物如CO2、H2O、N2等利用太陽能使它們重新組合變成CH4、CH3OH、NH3等的構想能夠成為現(xiàn)實，則下列說法中，錯誤的是 （ ） 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 D此題中的CH4、CH3OH、NH3等為一級能源 4、已知破壞1mol N≡N鍵、H-H鍵和N-H鍵分別需要吸收的能量為946kJ、436kJ、391kJ。試計算1molN2（g）和3 molH2（g）完全轉化為 NH3(g)的反應熱的理論值，并寫出反應的熱化學方程式。 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構的重大舉措，具有十分重大的意義。請分析其優(yōu)點，并將你的觀點和同學討論交流。 （江蘇省海門中學 施紅專） 答案：1.C 2.CD 3.B 4. 92KJ N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H=-92KJ/mol