高一下化学 化学能与热能学案(共2课时)-人教版[下学期]
文档属性
| 名称 | 高一下化学 化学能与热能学案(共2课时)-人教版[下学期] |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 32.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2006-11-10 20:54:00 | ||
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文档简介
第一节 化学能与热能(共2课时)
教学目标：
1、 通过实验知道化学反应中能量变化的主要表现形式，能根据事实判断吸热反应、放热反应，能说出中和热的涵义。
2、 通过实验探究体验科学研究的一般过程，了解科学研究的基本方法。
重点难点：吸热反应、放热反应、中和热等基本概念。
教学过程：
[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 ______________________________________.
[基础知识预习]
1. 我们知道,分子或化合物里的原子之间是通过____________相结合的,而化学键是与
______联系在一起的.当物质发生化学反应时,断开反应物的化学键要________(放出或吸收)能量,而形成生成物的化学键要_________(放出或吸收)能量,因此,一个化学反应在发生过程中是放出能量还是吸收能量取决于______________________________________________的相对大小. 所以,化学反应中能量变化的主要原因是________________________________.
2.化学上把______热量的化学反应叫做放热反应,______热量的化学反应叫做放热反应.
3.化学能是能量的一种形式,它同样可以转化为其他形式的能量,如_______________等.
4.一种能量可以转化为其他另一种能量,但是总的能量_______,这就是能量守恒定律.
实验探究1
【实验2-1】实验要点：铝与稀酸和弱酸反应现象不明显，常常需要加热，所以要选择强酸且浓度不要太低。尽量使用纯度好的铝条，反应前要用砂纸打磨光亮，这样进行实验时，用手触摸才能明显感觉到反应放热，用温度计测量效果会更好。
实验报告设计：
实验目的 1.了解铝与盐酸反应中热量变化的情况； 2.学会观察和测定化学反应中热量变化的方法。实验要求 组内成员共同合作完成下列三个栏目中所要求的学习任务。实验活动时间： 小组成员姓名： 思考与讨论1.铝与盐酸反应的化学方程式： __________________。2.在反应过程中你将能看到什么现象？3.用眼睛不能直接观察到反应中的热量变化，你将采取哪些简单易行的办法来了解反应中的热量变化？4.要明显的感知或测量反应中的热量变化，你在实验中应注意哪些问题？实验记录实验步骤*眼睛看到的现象用手触摸的感觉用温度计测量的数据在一支试管中加入2～3mL 6mol/L的盐酸溶液 向含有盐酸溶液的试管中插入用砂纸打磨光的铝条 结 论 反思与评价（一）个人反思和总结1.通过这个实验你学到了哪些化学知识？学会了哪些实验方法？2.在整个过程中，你最满意的做法是什么？你最不满意的做法是什么？（二）组内交流和评价1.在思考、讨论过程中，同组成员给了你哪些启示？你又给了同组成员哪些启示？2.在实验过程中，同组成员给了你哪些帮助？你又给了同组成员哪些帮助？（三）组间交流和评价1.当听完其他小组的汇报后，发现他们的哪些做法比你们小组的好？哪些不如你们的好？2.当听完其他小组的汇报后，你是否又有了新的想法？根据你在这次活动中的收获和表现，以10分制计算，你的得分是 。请阐述理由: ____________________________________________。请将你的报告送交到老师处。谢谢合作！
实验探究2 [实验2-2]
实验要点：这个实验成功的关键是在短时间内反应充分进行，使体系温度快速降低，将玻璃片上的水凝固。实验中要注意两点：（1）将Ba(OH)2·8H2O晶体研磨成粉末，以便与NH4Cl晶体充分接触；（2）由于该反应属于固相反应，一定要在晶体混合后立即用玻璃棒快速搅拌混合物，以使它们很快起反应；（3）反应放出有刺激性气味的氨气，会造成学习环境的污染，所以要注意对氨气的吸收。
实验探究过程如下：
（一）提出研究的题目
在常温下氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应过程中能量的变化。
（二）收集实验证据
1.阅读教材并根据已有知识设计实验方案和实验步骤如下：
2.根据上述实验方案和步骤讨论实验过程中应注意的问题。
3.分组实验，观察实验现象，收集实验事实。
4.汇报实验现象和结果。
（三）整理并得出结论
1.列表整理实验事实和结论：
实验步骤 实验现象 得出结论
将晶体混合后立即用玻璃棒快速搅拌混合物
用手触摸烧杯下部
用手拿起烧杯
将粘有玻璃片的烧杯放在盛有热水的烧杯上一会儿再拿起
反应完后移走烧杯上的多孔塑料片，观察反应物
2.用化学方程式表示上述反应：
_________________________________________________________________________.
（四）反思与评价
1.整个实验中有哪些创新之处？
2.在实验过程中对你最有启迪的是什么？
2、你觉得做这个实验时需要注意哪些问题？还可以做哪些改进？实验中对你最有
启发的是什么？
[小结]
化学反应中的能量变化经常表现为_______________________________________。
[设疑]
通过前面的学习，我们知道燃烧反应、金属与酸的反应是______热的，而氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应是_____热的，那么，作为一类重要而常见的反应，酸与碱的中和反应是放热的还是吸热的呢？下面，请同学们自己通过实验来揭开这个秘密。
实验探究3 【实验2-3】
改进为下列的三组对比实验进行。
[讨论与交流]
实验要点：通过三组强酸和强碱之间的反应对比实验，定性的抽象出“中和热”概念。在实验中要注意：（1）三组实验所处条件要相同，如使用的仪器、外界环境中温度和压强要相同；（2）三组实验酸和碱的用量要相同，以保证生成水的量相同；（3）控制相同的反应时间。
步骤一：三个学生各取一个大小相同的试管，分别做一个实验并记录实验现象和数据。
步骤二：汇总实验现象和数据并列表比较。
反应物及用量 酸 HNO3 50 mL 1 mol/L HCl 50 mL 1 mol/L HCl 50 mL 1mol/L
碱 NaOH 50 mL 1 mol/L NaOH 50 mL 1 mol/L KOH 50 mL 1mol/L
混合前温度 室温 室温 室温
混合后温度 t1 t2 t3
结 论
对实验进行归纳和概括
[思考]：对实验进行原理性抽象──为什么强酸与强碱发生反应时都会放出热量？
本质分析──三个反应的化学方程式和离子方程式分别为：
由此可见，三个反应的化学方程式虽然不同，反应物也不同，但是它们的反应本质相同，都是___________________________________的反应，属于______________________，其离子方程式都是：___________________________。所以，可提出推测______________。由于三个反应中H+和OH-离子的量都相等，则生成水的量也相等，故放出的热量也相等（在上述三个实验中，温度上升的幅度接近）。
形成概念:___________________________________________________称为中和热。
[思考]
1.通过这个实验，你学到了哪些知识？学会了哪些研究方法？
2.要明显的感知或测量反应中的热量变化，实验中应注意哪些问题？如何减小你与同组同学的实验结果的差异？
3.听完其他小组的汇报，发现他们的哪些做法比你们好？哪些不如你们的好？你现在是否又有了新的想法？假如要让你设计一个能较准确地测量反应中热量变化的装置，它的大体构造是怎样的，你可以和同学交流探讨共同确定。
[归纳总结]
1.中和反应都是放热反应。
2.三个反应的化学方程式虽然不同，反应物也不同，但本质是相同的，都是氢离子与氢氧根离子反应生成水的反应，属于中和反应。由于三个反应中氢离子与氢氧根离子的量都相等，生成水的量也相等，所以放出的热量也相等。
3.中和热：酸与碱发生中和反应生成1mol水所释放的热量称为中和热。
4.要精确地测定反应中的能量变化，一是要注重“量的问题”，二是要最大限度地减小实验误差。
本节课我们结合已有的知识经验，以实验为主要的研究手段，初步探讨了化学反应中的能量变化及其主要形式。相信通过学习，同学们会有许多收获。但是，随着学习的深入，也必然会有更深层次的问题涌现出来，比如：化学反应中为什么伴随有能量的变化？为什么有的反应放热，有的反应吸热？如何来合理地表达反应中的能量变化？等等。这些问题我们将在今后的学习中进一步探讨。
例1.下列说法正确的是( )。
A．物质发生化学反应都伴随着能量变化
B．伴有能量变化的物质变化都是化学变化
C．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量与生成物的总能量一定不同
D．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量总是高于生成物的总能量
例2.在相同的条件下，一定量的氢气在氧气中充分燃烧并放出热量。若生成液态水放出的热量为Q1，kJ；若生成气态水放出的热量为Q2 kJ。那么Q，与Qz之间的关系是( )。
A．Q1>Q2 B．Q1[课外作业] 一.完成本节有关实验的实验报告
二.完成如下练习:
1.氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中，破坏1mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1kJ,破坏1mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2kJ，形成1mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3kJ。下列关系式中，正确的是 （ ）
A.Q1+Q2＞Q3 B. Q1+ Q2＞2Q3
C. Q1+Q2＜Q3 D. Q1+ Q2＜2Q3
2.已知某反应是放热反应，下列说法正确的是 （ ）
A.该反应发生时，一定不需要加热
B.该反应中反应物的总能量小于生成物的总能量
C. 该反应中反应物的总能量大于生成物的总能量
D.如果该反应开始后停止加热，反应一定能继续进行
3.下列反应中属吸热反应的是 （ ）
A 镁与盐酸反应放出氢气 B 氢氧化钠与盐酸的反应
C 硫在空气或氧气中燃烧 D Ba(OH)2 8H2O与NH4Cl反应
4.下列说法正确的是 （ ）
A 化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化
B 放热反应全部不需要加热即可发生
C 需要加热条件的化学反应都是吸热反应
D 1mol硫酸与足量氢氧化钠发生中和反应生成水所释放的热量称为中和热。
5.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
6.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可减小对大气的污染 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
教学目标：
1、 通过实验知道化学反应中能量变化的主要表现形式，能根据事实判断吸热反应、放热反应，能说出中和热的涵义。
2、 通过实验探究体验科学研究的一般过程，了解科学研究的基本方法。
重点难点：吸热反应、放热反应、中和热等基本概念。
教学过程：
[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 ______________________________________.
[基础知识预习]
1. 我们知道,分子或化合物里的原子之间是通过____________相结合的,而化学键是与
______联系在一起的.当物质发生化学反应时,断开反应物的化学键要________(放出或吸收)能量,而形成生成物的化学键要_________(放出或吸收)能量,因此,一个化学反应在发生过程中是放出能量还是吸收能量取决于______________________________________________的相对大小. 所以,化学反应中能量变化的主要原因是________________________________.
2.化学上把______热量的化学反应叫做放热反应,______热量的化学反应叫做放热反应.
3.化学能是能量的一种形式,它同样可以转化为其他形式的能量,如_______________等.
4.一种能量可以转化为其他另一种能量,但是总的能量_______,这就是能量守恒定律.
实验探究1
【实验2-1】实验要点：铝与稀酸和弱酸反应现象不明显，常常需要加热，所以要选择强酸且浓度不要太低。尽量使用纯度好的铝条，反应前要用砂纸打磨光亮，这样进行实验时，用手触摸才能明显感觉到反应放热，用温度计测量效果会更好。
实验报告设计：
实验目的 1.了解铝与盐酸反应中热量变化的情况； 2.学会观察和测定化学反应中热量变化的方法。实验要求 组内成员共同合作完成下列三个栏目中所要求的学习任务。实验活动时间： 小组成员姓名： 思考与讨论1.铝与盐酸反应的化学方程式： __________________。2.在反应过程中你将能看到什么现象？3.用眼睛不能直接观察到反应中的热量变化，你将采取哪些简单易行的办法来了解反应中的热量变化？4.要明显的感知或测量反应中的热量变化，你在实验中应注意哪些问题？实验记录实验步骤*眼睛看到的现象用手触摸的感觉用温度计测量的数据在一支试管中加入2～3mL 6mol/L的盐酸溶液 向含有盐酸溶液的试管中插入用砂纸打磨光的铝条 结 论 反思与评价（一）个人反思和总结1.通过这个实验你学到了哪些化学知识？学会了哪些实验方法？2.在整个过程中，你最满意的做法是什么？你最不满意的做法是什么？（二）组内交流和评价1.在思考、讨论过程中，同组成员给了你哪些启示？你又给了同组成员哪些启示？2.在实验过程中，同组成员给了你哪些帮助？你又给了同组成员哪些帮助？（三）组间交流和评价1.当听完其他小组的汇报后，发现他们的哪些做法比你们小组的好？哪些不如你们的好？2.当听完其他小组的汇报后，你是否又有了新的想法？根据你在这次活动中的收获和表现，以10分制计算，你的得分是 。请阐述理由: ____________________________________________。请将你的报告送交到老师处。谢谢合作！
实验探究2 [实验2-2]
实验要点：这个实验成功的关键是在短时间内反应充分进行，使体系温度快速降低，将玻璃片上的水凝固。实验中要注意两点：（1）将Ba(OH)2·8H2O晶体研磨成粉末，以便与NH4Cl晶体充分接触；（2）由于该反应属于固相反应，一定要在晶体混合后立即用玻璃棒快速搅拌混合物，以使它们很快起反应；（3）反应放出有刺激性气味的氨气，会造成学习环境的污染，所以要注意对氨气的吸收。
实验探究过程如下：
（一）提出研究的题目
在常温下氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应过程中能量的变化。
（二）收集实验证据
1.阅读教材并根据已有知识设计实验方案和实验步骤如下：
2.根据上述实验方案和步骤讨论实验过程中应注意的问题。
3.分组实验，观察实验现象，收集实验事实。
4.汇报实验现象和结果。
（三）整理并得出结论
1.列表整理实验事实和结论：
实验步骤 实验现象 得出结论
将晶体混合后立即用玻璃棒快速搅拌混合物
用手触摸烧杯下部
用手拿起烧杯
将粘有玻璃片的烧杯放在盛有热水的烧杯上一会儿再拿起
反应完后移走烧杯上的多孔塑料片，观察反应物
2.用化学方程式表示上述反应：
_________________________________________________________________________.
（四）反思与评价
1.整个实验中有哪些创新之处？
2.在实验过程中对你最有启迪的是什么？
2、你觉得做这个实验时需要注意哪些问题？还可以做哪些改进？实验中对你最有
启发的是什么？
[小结]
化学反应中的能量变化经常表现为_______________________________________。
[设疑]
通过前面的学习，我们知道燃烧反应、金属与酸的反应是______热的，而氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应是_____热的，那么，作为一类重要而常见的反应，酸与碱的中和反应是放热的还是吸热的呢？下面，请同学们自己通过实验来揭开这个秘密。
实验探究3 【实验2-3】
改进为下列的三组对比实验进行。
[讨论与交流]
实验要点：通过三组强酸和强碱之间的反应对比实验，定性的抽象出“中和热”概念。在实验中要注意：（1）三组实验所处条件要相同，如使用的仪器、外界环境中温度和压强要相同；（2）三组实验酸和碱的用量要相同，以保证生成水的量相同；（3）控制相同的反应时间。
步骤一：三个学生各取一个大小相同的试管，分别做一个实验并记录实验现象和数据。
步骤二：汇总实验现象和数据并列表比较。
反应物及用量 酸 HNO3 50 mL 1 mol/L HCl 50 mL 1 mol/L HCl 50 mL 1mol/L
碱 NaOH 50 mL 1 mol/L NaOH 50 mL 1 mol/L KOH 50 mL 1mol/L
混合前温度 室温 室温 室温
混合后温度 t1 t2 t3
结 论
对实验进行归纳和概括
[思考]：对实验进行原理性抽象──为什么强酸与强碱发生反应时都会放出热量？
本质分析──三个反应的化学方程式和离子方程式分别为：
由此可见，三个反应的化学方程式虽然不同，反应物也不同，但是它们的反应本质相同，都是___________________________________的反应，属于______________________，其离子方程式都是：___________________________。所以，可提出推测______________。由于三个反应中H+和OH-离子的量都相等，则生成水的量也相等，故放出的热量也相等（在上述三个实验中，温度上升的幅度接近）。
形成概念:___________________________________________________称为中和热。
[思考]
1.通过这个实验，你学到了哪些知识？学会了哪些研究方法？
2.要明显的感知或测量反应中的热量变化，实验中应注意哪些问题？如何减小你与同组同学的实验结果的差异？
3.听完其他小组的汇报，发现他们的哪些做法比你们好？哪些不如你们的好？你现在是否又有了新的想法？假如要让你设计一个能较准确地测量反应中热量变化的装置，它的大体构造是怎样的，你可以和同学交流探讨共同确定。
[归纳总结]
1.中和反应都是放热反应。
2.三个反应的化学方程式虽然不同，反应物也不同，但本质是相同的，都是氢离子与氢氧根离子反应生成水的反应，属于中和反应。由于三个反应中氢离子与氢氧根离子的量都相等，生成水的量也相等，所以放出的热量也相等。
3.中和热：酸与碱发生中和反应生成1mol水所释放的热量称为中和热。
4.要精确地测定反应中的能量变化，一是要注重“量的问题”，二是要最大限度地减小实验误差。
本节课我们结合已有的知识经验，以实验为主要的研究手段，初步探讨了化学反应中的能量变化及其主要形式。相信通过学习，同学们会有许多收获。但是，随着学习的深入，也必然会有更深层次的问题涌现出来，比如：化学反应中为什么伴随有能量的变化？为什么有的反应放热，有的反应吸热？如何来合理地表达反应中的能量变化？等等。这些问题我们将在今后的学习中进一步探讨。
例1.下列说法正确的是( )。
A．物质发生化学反应都伴随着能量变化
B．伴有能量变化的物质变化都是化学变化
C．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量与生成物的总能量一定不同
D．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总能量总是高于生成物的总能量
例2.在相同的条件下，一定量的氢气在氧气中充分燃烧并放出热量。若生成液态水放出的热量为Q1，kJ；若生成气态水放出的热量为Q2 kJ。那么Q，与Qz之间的关系是( )。
A．Q1>Q2 B．Q1
二.完成如下练习:
1.氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中，破坏1mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1kJ,破坏1mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2kJ，形成1mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3kJ。下列关系式中，正确的是 （ ）
A.Q1+Q2＞Q3 B. Q1+ Q2＞2Q3
C. Q1+Q2＜Q3 D. Q1+ Q2＜2Q3
2.已知某反应是放热反应，下列说法正确的是 （ ）
A.该反应发生时，一定不需要加热
B.该反应中反应物的总能量小于生成物的总能量
C. 该反应中反应物的总能量大于生成物的总能量
D.如果该反应开始后停止加热，反应一定能继续进行
3.下列反应中属吸热反应的是 （ ）
A 镁与盐酸反应放出氢气 B 氢氧化钠与盐酸的反应
C 硫在空气或氧气中燃烧 D Ba(OH)2 8H2O与NH4Cl反应
4.下列说法正确的是 （ ）
A 化学反应除了生成新物质外，还伴随着能量的变化
B 放热反应全部不需要加热即可发生
C 需要加热条件的化学反应都是吸热反应
D 1mol硫酸与足量氢氧化钠发生中和反应生成水所释放的热量称为中和热。
5.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
6.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可减小对大气的污染 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