《化學(xué)能與熱能》教學(xué)設(shè)計(jì)

1、化學(xué)能與熱能教學(xué)設(shè)計(jì)楊生杰一、教材分析地位和功能:本節(jié)內(nèi)容為人教版高中化學(xué)必修2第二章第一節(jié)（化學(xué)能與熱能），該內(nèi)容屬于化學(xué)反應(yīng)原理范疇。在初中已從燃料的角度初步學(xué)習(xí)了“化學(xué)與能源”的一些知識(shí)，在高中選修4中還將從科學(xué)概念的層面和定量的角度比較系統(tǒng)深入地再學(xué)習(xí)。因此本節(jié)內(nèi)容既是對(duì)初中化學(xué)相關(guān)內(nèi)容的提升與拓展，又是為選修4奠定必要的基礎(chǔ)。能量是本章最核心的一個(gè)關(guān)鍵詞，能源更是國(guó)際社會(huì)共同關(guān)注的話(huà)題。本節(jié)知識(shí)在社會(huì)生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究中有著廣泛的應(yīng)用，是對(duì)人類(lèi)文明進(jìn)步和現(xiàn)代化發(fā)展有重大價(jià)值的知識(shí)，與我們每個(gè)人息息相關(guān)?？傊?，化學(xué)能對(duì)人類(lèi)的重要性決定了本節(jié)學(xué)習(xí)的重要性。通過(guò)化學(xué)能與熱能的學(xué)習(xí)，學(xué)生將

2、對(duì)化學(xué)在提高能源的利用率和開(kāi)發(fā)新能源中的作用與貢獻(xiàn)有初步認(rèn)識(shí)；初步樹(shù)立起科學(xué)的能源觀；這將增進(jìn)學(xué)生對(duì)化學(xué)科學(xué)的興趣與情感，體會(huì)化學(xué)學(xué)習(xí)的價(jià)值。二、教學(xué)目標(biāo)1. 知識(shí)與技能：知道化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因；知道一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是吸收能量還是放出能量的決定因素；通過(guò)實(shí)例和實(shí)驗(yàn)，了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化，了解化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的應(yīng)用及其對(duì)人類(lèi)文明發(fā)展的貢獻(xiàn)。2. 過(guò)程與方法：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生理解化學(xué)反應(yīng)中能量變化主要表現(xiàn)為熱量的形式，形成吸熱和放熱的概念；通過(guò)科學(xué)探究和學(xué)生活動(dòng)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中認(rèn)識(shí)和感受化學(xué)能和熱能之間相互轉(zhuǎn)化，體會(huì)定性和定量的研究化學(xué)反應(yīng)中熱量變化的實(shí)驗(yàn)方法。3. 情感、態(tài)度、價(jià)

3、值觀：感知生物體內(nèi)生命活動(dòng)過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化，能源與人類(lèi)的密切關(guān)系，深刻體會(huì)到化學(xué)知識(shí)與生活的密切聯(lián)系，建立正確的能量觀；通過(guò)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)，提高學(xué)生的觀察、思考的能力，體現(xiàn)合作學(xué)習(xí)，讓學(xué)生自主地獲取知識(shí)，感受到學(xué)習(xí)的樂(lè)趣。三、教材重難點(diǎn)重點(diǎn)：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。難點(diǎn)：吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)概念的形成及科學(xué)能量變化觀的建立。四、教學(xué)方法閱讀、交流討論、實(shí)驗(yàn)探究。五、教學(xué)用具      多媒體課件；      試管、6 mol/L鹽酸、砂紙、鋁條、溫度計(jì)、Ba(

4、OH)2·8H2O晶體、NH4Cl晶體、燒杯（3）、玻璃片、玻璃棒、2 mo/L鹽酸、量筒。六、教學(xué)設(shè)計(jì)思路七、教學(xué)過(guò)程第一課時(shí)  化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖指導(dǎo)閱讀：1. P35“科學(xué)視野”。2. 問(wèn)題思考：. 糖類(lèi)在生物體內(nèi)發(fā)生的氧化還原反應(yīng)與體外的燃燒是否不同？. 目前主要使用的能源是什么？新能源主要指的是哪些？. 在能源開(kāi)發(fā)與利用方面，化學(xué)應(yīng)在哪些方面做出努力？學(xué)生回答：1. 本質(zhì)相同，最終產(chǎn)物相同，所放出的能量相等。但反應(yīng)條件和 進(jìn)行方式不同。能量的轉(zhuǎn)化率和利用率不同。2. 煤、石油和天然氣；太陽(yáng)能、氫能、核能、生物質(zhì)能和地殼地表能。

5、3. 研制新型材料，提高能源的利用率和開(kāi)辟新能源。讓學(xué)生感知生物體內(nèi)生命活動(dòng)過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化，能源與人類(lèi)的密切關(guān)系，深刻體會(huì)到化學(xué)知識(shí)的價(jià)值，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。思考與交流：1. 木材燃燒時(shí)發(fā)生了什么變化？2. 石灰石（主要成分是CaCO3）要經(jīng)過(guò)高溫煅燒才能生成生石灰（CaO），這說(shuō)明了什么問(wèn)題？學(xué)生回答1. 生成新物質(zhì)，釋放能量。2. CaCO3分解需要能量。 從初中熟悉的反應(yīng)引出新問(wèn)題，切入本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容。使學(xué)生產(chǎn)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)的需求。追問(wèn)：上述兩個(gè)例子，一個(gè)釋放熱能，一個(gè)吸收熱能，你能得出熱能與化學(xué)物質(zhì)及化學(xué)反應(yīng)有什么關(guān)系嗎？思考！問(wèn)題啟發(fā)引導(dǎo)：1. 物質(zhì)中的原子之間是通過(guò)什么結(jié)合的

6、？2. 化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是什么？學(xué)生回答：1. 化學(xué)鍵。2. 表面是原子的重新組合，實(shí)質(zhì)包含反應(yīng)物分子內(nèi)化學(xué)鍵的斷裂和產(chǎn)物分子中化學(xué)鍵的形成。引導(dǎo)學(xué)生解決問(wèn)題從已有知識(shí)開(kāi)始。進(jìn)而引入本節(jié)課主要內(nèi)容。探究1：化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化有什么關(guān)系？學(xué)生閱讀：32頁(yè)第2段。 培養(yǎng)閱讀自學(xué)能力。練習(xí)：1. 當(dāng)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，斷開(kāi)反應(yīng)物中的化學(xué)鍵要    ，而形成生成物中的化學(xué)鍵要    。2. 1 molCH4中含有    C-H鍵，斷開(kāi)1 molCH鍵要吸收415KJ的能量，斷開(kāi)1 molCH4中所

7、有C-H鍵則要吸收     的能量?；瘜W(xué)鍵的   和   正是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因。學(xué)生匯報(bào)答案：1. 吸收能量；放出能量。2. 4 mol，1660 KJ，斷裂，形成。 知識(shí)問(wèn)題化，一方面對(duì)閱讀起指導(dǎo)作用，一方面檢           查閱讀自學(xué)效果。歸納小結(jié)，完成探究1結(jié)論： 1. 斷鍵吸熱，成鍵放熱。2. 化學(xué)鍵斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因。歸納、小結(jié)，突出重點(diǎn)內(nèi)容。探究

8、2：一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是吸收能量還是放出能量是由什么決定的呢？學(xué)生閱讀：32頁(yè)及33頁(yè)圖2-1培養(yǎng)閱讀自學(xué)能力。練習(xí)：1. 各種物質(zhì)都儲(chǔ)存有化學(xué)能。不同的物質(zhì)不僅       不同，         不同，所包含的           也不同。2. 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    

9、0;              和            的相對(duì)大小。當(dāng)                 ，化學(xué)反應(yīng)放出能量，當(dāng)       

10、0;         ，化學(xué)反應(yīng)吸收能量。學(xué)生匯報(bào)答案：1. 組成、結(jié)構(gòu)、化學(xué)能。2. 反應(yīng)物的總能量、生成物的總能量，反應(yīng)物的總能量>生成物的總能量，反應(yīng)物的總能量<生成物的總能量。知識(shí)問(wèn)題化，一方面對(duì)閱讀起指導(dǎo)作用，一方面檢查閱讀自學(xué)效果。追問(wèn)1：看圖回答：    此圖說(shuō)明了什么問(wèn)題？學(xué)生回答：1. 物質(zhì)具有一定的能量，一種形式的能量可以轉(zhuǎn)化為其它形式的能量。      2. 依據(jù)能量守恒定律?；橄?/p>

11、為具體，幫助學(xué)生形成概念，使學(xué)生不僅知其然，而且知其所以然。追問(wèn)2：看圖回答：依據(jù)什么判斷反應(yīng)吸熱還是放熱？思考與交流：32頁(yè) 學(xué)生回答：化學(xué)反應(yīng)的基本特征是：有新物質(zhì)的生成，有能量變化。升華對(duì)化學(xué)反應(yīng)特征的認(rèn)識(shí)。歸納小結(jié)，完成探究2結(jié)論。 1. 化學(xué)反應(yīng)不僅生成新物質(zhì)，而且伴隨能量變化。2. 反應(yīng)物的總能量>生成物的總能量，反應(yīng)放熱；反應(yīng)物的總能量<生成物的總能量，反應(yīng)吸熱。歸納、小結(jié)，突出重點(diǎn)內(nèi)容。 課堂練習(xí)：PPT檢測(cè)基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)效果，鞏固所學(xué)知識(shí)。第二課時(shí)  化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖問(wèn)題：在適量盛水的燒杯中，分別

12、慢慢加入濃硫酸、氫氧化鈉固體，生石灰、硝酸銨晶體，用手觸摸燒杯外壁，會(huì)又什么感覺(jué)？學(xué)生回答：前面三者感覺(jué)燒杯壁變熱、最后一個(gè)感覺(jué)燒杯壁變冷。從學(xué)生熟悉化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象切入到本節(jié)內(nèi)容。追問(wèn)：為什么會(huì)產(chǎn)生這種現(xiàn)象？學(xué)生回答：反應(yīng)放出能量，反應(yīng)吸收能量。引入本節(jié)課題。探究1：鋁與鹽酸的反應(yīng)（P33實(shí)驗(yàn)2-1）思考與討論：1. 鋁與鹽酸反應(yīng)方程式。2. 鋁條為什么要打磨光？3. 用眼睛不能直接觀察到反應(yīng)中的熱量變化，你能采用什么簡(jiǎn)單易行的方法來(lái)了解反應(yīng)中的熱量變化？  學(xué)生回答：1. 2Al+6HCl=2AlCl3+3H22. 鋁在空氣中易被氧化成一層致密的氧化膜，使反應(yīng)變得緩慢。3. 通過(guò)觸摸

13、，利用溫度計(jì)測(cè)量反應(yīng)前后的溫度變化。引導(dǎo)學(xué)生做好準(zhǔn)備工作，深化對(duì)理論知識(shí)的理解，綜合運(yùn)用觀察、分析等方法研究化學(xué)反應(yīng)中的熱量變化。實(shí)驗(yàn)探究學(xué)生實(shí)驗(yàn)并記錄 現(xiàn)象結(jié)論1.               ；2. 溫度計(jì)的液柱   ，由   到     ；3. 手觸摸的感覺(jué)是         。1. 大多數(shù)置

14、換反應(yīng)是      ；2.      能轉(zhuǎn)化為     釋放出來(lái)。 探究2：氫氧化鋇晶體和氯化銨晶體的反應(yīng)（P34實(shí)驗(yàn)2-2）思考與討論：1. 發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)方程式。2. 根據(jù)已有知識(shí)猜測(cè)這個(gè)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的方式。3. 根據(jù)銨鹽與堿反應(yīng)所產(chǎn)生的物質(zhì)，你認(rèn)為在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該要注意什么問(wèn)題。學(xué)生回答：1. Ba（OH）2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3+10H2O2. 可能是吸熱，因?yàn)殇@鹽與堿反應(yīng)需要加熱。3. 反應(yīng)的產(chǎn)物有氨氣，

15、有刺激性氣味，所以要吸收以防止污染環(huán)境。深化對(duì)理論知識(shí)的理解，綜合運(yùn)用觀察、分析、比較等方法研究化學(xué)反應(yīng)中的熱量變化，并與探究實(shí)驗(yàn)1做比較。實(shí)驗(yàn)探究學(xué)生實(shí)驗(yàn)并記錄 現(xiàn)象結(jié)論1. 產(chǎn)生   氣味氣體，混合物呈   狀；2. 手觸摸杯壁下部感覺(jué)   ；3. 玻璃片與燒杯        。1. 反應(yīng)產(chǎn)生      氣體，并有      生成；2. 該反應(yīng)是

16、0;    反應(yīng)；3.       能轉(zhuǎn)化為      能儲(chǔ)存起來(lái)。                                

17、0;                                    交流討論：學(xué)生匯報(bào)實(shí)驗(yàn)心得及實(shí)驗(yàn)中存在異?，F(xiàn)象。及時(shí)發(fā)現(xiàn)意外問(wèn)題并補(bǔ)充到下面的問(wèn)題討論中。問(wèn)題討論：1. 有些學(xué)生實(shí)驗(yàn)中燒杯沒(méi)有與玻璃片粘在一起，請(qǐng)分析可能的原因。2. 實(shí)驗(yàn)

18、中產(chǎn)生了刺激性氣味氣體，請(qǐng)?zhí)岢龈倪M(jìn)措施。學(xué)生回答：1. 沒(méi)有將晶體充分研細(xì)，晶體混合后沒(méi)有用玻璃棒快速攪拌。藥品量不夠等。2. 用一多小孔塑料板，上面放浸有稀硫酸的棉花，蓋在燒杯上。給學(xué)生相互學(xué)習(xí)的平臺(tái)，給老師了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況的機(jī)會(huì)。探究3：氫氧化鈉與鹽酸的反應(yīng)  實(shí)驗(yàn)探究學(xué)生實(shí)驗(yàn)并記錄  鹽酸溫度氫氧化鈉溶液溫度反應(yīng)后溫度結(jié)論   1. 該反應(yīng)是  反應(yīng)，酸堿中和反應(yīng)是  反應(yīng)；2.          能轉(zhuǎn)化為&#

19、160;  能釋放出來(lái)。                                               &

20、#160;                      思考與交流：上述三個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明了什么問(wèn)題？ 學(xué)生：對(duì)比、分析、討論上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，準(zhǔn)備完成下列練習(xí)。培養(yǎng)學(xué)生對(duì)比分析能力。練習(xí)小結(jié)：1. 化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，通常主要表現(xiàn)為       的變化。有的反應(yīng)    熱，有的反應(yīng) 

21、    熱。2. 吸熱反應(yīng)中，    能轉(zhuǎn)化為     能；放熱反應(yīng)中，     能轉(zhuǎn)化為     能。學(xué)生回答：1. 熱量，吸，放。2. 熱能，化學(xué)能；化學(xué)能，熱能。以填空的形式引導(dǎo)學(xué)生歸納，同時(shí)檢測(cè)對(duì)比分析效果。交流與討論：回憶以前所學(xué)的知識(shí)，歸納出常見(jiàn)的吸熱反應(yīng)有哪些？常見(jiàn)的放熱反應(yīng)有哪些？   常見(jiàn)的放熱反應(yīng)：1. 燃燒反應(yīng)；2. 酸堿中和反應(yīng)；3. 活潑金屬與酸或水生成H2的反應(yīng)；4.

22、多數(shù)化合反應(yīng)；多數(shù)置換反應(yīng)；多數(shù)復(fù)分解反應(yīng)；鋁熱反應(yīng)。常見(jiàn)的吸熱反應(yīng)：1. 氫氧化鋇晶體和氯化銨晶體的反應(yīng)；2. C與H2O、CO2的反應(yīng)；4. H2與I2的反應(yīng)；5. 大多數(shù)分解反應(yīng)；6. H2、CO、C與金屬氧化物的反應(yīng)。知識(shí)整理。鞏固練習(xí)：1. 對(duì)下列化學(xué)反應(yīng)的熱現(xiàn)象的說(shuō)法不正確的是（ C  ）放熱反應(yīng)發(fā)生時(shí)不必加熱；化學(xué)反應(yīng)一定有能量變化；吸熱反應(yīng)需要加熱后才能發(fā)生，放熱反應(yīng)不加熱就會(huì)發(fā)生；化學(xué)反應(yīng)吸收或放出熱量的多少與參加反應(yīng)的物質(zhì)的多少有關(guān)。A、     B、     C、  

23、60;  D、2. 目前，一種人稱(chēng)“搖搖冰”的即冰用飲料開(kāi)始上市，所謂“搖搖冰”是指將飲料罐隔離層中的制冷物質(zhì)和水混合起來(lái)，吸食前搖動(dòng)使罐中的飲料冷卻。若該制冷物質(zhì)可從下列固體物質(zhì)中選擇，則它可以是（ B  ）       A、氯化鈉    B、固體硝酸銨       C、生石灰    D、固體氫氧化鈉3. 一種“即食即熱快餐”適合外出旅游時(shí)使用，其內(nèi)層是用鋁箔包裹的并已加工好的真空包裝食品，外層則是分別包裝的