高中化學魯科版第二章化學鍵化學反應與能量第三節(jié)化學反應的利用

課題應的利用課型新授課主備人授課人授課班級授課時間2023.教學目標知識與技能：1.生對“利用化學反應造福人類”認識進一步具體化。2.學生掌握實驗室制備氯氣的原理和尾氣處理方法，了解制備裝置及收集方法，以及原電池的工作原理。3“活動·探究—氯氣的制取和原電池的工作原理”，培養(yǎng)學生的觀察能力，實驗能力和分析推理能力。4、利用“化學前沿”、“資料在線”等拓展性欄目，為學生提供豐富的材料，開拓他們的視野，使他們從更多角度體會化學科學與人類文明和社會發(fā)展的密切關系。過程與方法1、通過“交流·研討”，提高學生的分析、比較、綜合的能力。2、通過“活動·探究”，培養(yǎng)學生的觀察能力和分析解決問題的能力情感態(tài)度與價值觀1、通過教材中活動欄目的設計，培養(yǎng)學生的探索精神和實事求是的科學態(tài)度。2、提升學生對化學反應價值的認識，贊賞化學科學對個人生活和社會發(fā)展的貢獻教學重點如何利用化學反應制造新物質和怎樣將化學能轉化為電能。教學難點探究物質制備的一般思路的形成，能量轉化研究的利用教學方法實驗探究法，啟發(fā)、討論、對比教學過程第1課時【引入】人類對化學反應的認識和利用從遠古時代就開始了。隨著人類生產生活實踐的深入以及科學技術的發(fā)展，人類對化學反應的利用逐漸從經驗走向理性，尤其是現在對物質結構和化學反應實質的探討，使人們對物質及其性質的認識更加深入，并能科學地創(chuàng)造適宜的條件調控化學反應。這就為新物質的合成、新材料的研制以及新能源的開發(fā)和合理利用等奠定了基礎，大大提高了人類對化學反應的利用水平?！就队啊繖z查學生課前預習作業(yè)。交流·研討到目前為止，你已經學習過哪些化學反應？你對化學反應的實質、規(guī)律有了哪些了解？2、化學反應與人們的日常生活和化工生產有著密切的聯(lián)系。請你舉例說明，在日常生活中和化工生產中，化學反應有哪些應用？【評價與概括】1、到目前為止，你已經學習過哪些化學反應？你對化學反應的實質、規(guī)律有了哪些了解？我們學習了具有代表性的金屬和非金屬元素單質及其化合物的化學性質，了解了這些物質之間的化學反應。知道了化學反應的實質就是舊化學鍵的斷裂、新化學鍵的生成,既有物質的變化也有能量的變化?；瘜W反應與人們的日常生活和化工生產有著密切的聯(lián)系。請你舉例說明，在日常生活和化工生產中，化學反應有哪些應用？概括學生發(fā)言，展示各種圖片（可由網上下載）。指出化學反應中物質的變化被應用在新物質的合成、新材料的研制上，能量的變化被應用在新能源的開發(fā)和利用等方面。【點評】重在分析學生對化學反應實質的認識?？隙▽W生在課前準備中所作的努力，激發(fā)學生的學習興趣?！具^渡】我們將利用兩節(jié)課的時間來認識人們是怎樣利用化學反應制備新物質以及能量的轉化。本節(jié)課先來探究有關新物質的制備?！景鍟康谌?jié)化學反應的利用利用化學反應制備新物質【講述】20世紀40～50年代，人們用高純度的人工制備的化合物代替黏土制得了“先進陶瓷”，使其具有不同于普通磚瓦的優(yōu)異性能；70年代后，一些不同材質和不同結構的陶瓷復合材料相繼出現，材料結構進一步完善，性能進一步提高，適用范圍擴展到航空領域、軍事領域等。為了更好的滿足人們生活的需要，豐富人們賴以生存和發(fā)展的物質世界，目前人工合成的物質已超過3500萬種，且其數量仍在以每年合成幾百萬種新物質的速度繼續(xù)增長著?！舅伎?、討論、提問】那么，一種新物質是怎樣利用化學反應制備出來的呢？【概述】應該根據物質的性質，選擇科學合理的實驗原理，合適的儀器和藥品；根據實驗的特點，設計安全可靠的實驗裝置。如果是工業(yè)生產，還需考慮原料的用量、價格以及設備的承受能力等；實驗室中制備物質還要考慮切實可行和簡單易行?！局v述】消毒劑和漂白劑的有效成分中大多含有氯元素，如次氯酸鹽和二氧化氯等，它們都可以由氯氣和其它物質反應制得，那么，氯氣又是如何制備的呢？本節(jié)課我們就以氯氣的制備為例來學習怎樣利用化學反應制備新物質?！景鍟?、探究實驗室制取氯氣【思考】回憶氯氣的物理性質和化學性質【活動?探究】分析以下四個制取氯氣的反應原理:從氧化-還原反應知識的角度分析，有什么共同之處？你認為哪個反應原理適合工業(yè)生產，哪些反應原理可以用在實驗室中？△CuCl2△CuCl24HCl+O2＝２H2O+2Cl2↑△MnO△MnO2+4HCl(濃)＝MnCl2+Cl2↑+2H2O②2KMnO2KMnO4+16HCl(濃)＝2MnCl2+2KCl+8Cl2↑+5H2O③通電通電2NaCl+2H22NaCl+2H2O＝2NaOH+H2↑+Cl2↑【評述】通過學生的比較分析，可得出這幾個反應都是利用了氧化劑把-1價的Cl變成了0價的Cl?！久襟w顯示】電解食鹽水裝置。工業(yè)上利用反應④通過電解食鹽水制備氫氧化鈉、氯氣和氫氣。反應①是歷史上曾經使用過的地康法制氯氣。【評述】反應②和③從原料、反應條件分析都可以用于實驗室中制取氯氣?！局v述】反應②是瑞典化學家舍勒在研究軟錳礦石時，把鹽酸和軟錳礦礦石混合在一起加熱，意外地發(fā)現有一種令人窒息的黃綠色氣體生成，產生的就是氯氣。至今，實驗室中仍用這種方法制取氯氣。反應③也是實驗室中常用的制取氯氣的方法之一?！鳌军c評】讓學生認識到一種物質的發(fā)現有偶然也存在必然，化學反應的利用從經驗性走向理性。△【板書】反應原理：MnO2+4HCl＝MnCl2+Cl2↑+2H2O【過渡】確定了反應原理和藥品，還需要選擇合適的儀器裝置?！舅伎肌⒂懻?、提問】回憶實驗室制取氫氣、二氧化碳、氨氣時所用的發(fā)生裝置和收集方法，比較得出在氣體發(fā)生裝置和收集方法的選取上遵循的一般原則?！驹u述】可根據原料的狀態(tài)、反應條件選擇氣體發(fā)生裝置，根據氣體的性質確定收集方法。物質發(fā)生裝置收集裝置氫氣固—液不加熱型向下排空氣法、排水法二氧化碳固—液不加熱型向上排空氣法氨氣固—固加熱型向下排空氣法【討論并回答】根據以上信息，選擇哪些實驗儀器組裝成制取氯氣的發(fā)生和收集裝置較為合適？可以采用固—液混合加熱制氣裝置，向上排空氣法。儀器有：鐵架臺、酒精燈、燒瓶、分液漏斗、導氣管、集氣瓶等?！狙菔緦嶒灐窟B接制取氯氣的發(fā)生裝置和收集裝置?！咎釂枴柯葰庥卸?、有刺激性氣味，對環(huán)境有污染。那么，多余的氯氣應該如何處理？【回答】可將多余的氯氣通入盛有堿液的燒杯?！狙菔緦嶒灐繉嶒炇抑迫÷葰獾囊话惴椒?。（如下圖所示，在燒瓶里加入少量的二氧化錳粉末，通過分液漏斗向燒瓶中加入適量密度為cm3的濃鹽酸，緩緩加熱，使反應加速進行。觀察實驗現象。用向上排空氣法收集氯氣，多余的氯氣用氫氧化鈉溶液吸收）【小結】填寫探究報告。試劑濃鹽酸、二氧化錳固體裝置發(fā)生裝置：固—液混合加熱制氣裝置收集裝置：向上排空氣法收集實驗現象有黃綠色的氣體產生【思考、討論、小結】請同學們回味“探究氯氣的制取”過程，結合教材48頁活動探究欄目的問題3，體會物質制備的一般思路：根據物質的性質選擇適當的反應原理及發(fā)生裝置，設計實驗過程應符合科學性、安全性、可行性、簡約性等。【板書】2、制備物質的一般思路【點評】討論和體會物質制備的一般思路是這節(jié)課的重要內容?！緦б炕瘜W家在制備許多物質的過程中所作的工作比我們上面討論的要復雜得多。舍勒發(fā)現氯氣到工業(yè)電解食鹽水，也經歷了近200年的努力?！鹃喿x理解】教材49頁第一段?！久襟w演示】相應圖片?！军c評】藥物、防曬霜等物質的合成，既為學生打開了物質合成的一個全新領域，也使他們感覺到化學離我們并不遙遠，感受到化學的神奇。也說明化學家們經過不懈的努力，在工農業(yè)生產、生活、醫(yī)藥、農藥、國防等各個領域取得了成就，做出了卓越的貢獻。【板書】3、化學前沿——分子設計與新物質的合成【閱讀理解】教材49頁的“化學前沿——分子設計與新物質的合成”?！局v述】“化學前沿”給大家展示了尖端科技的發(fā)展動態(tài)，說明人們已經從最初的“不經意”發(fā)現物質進入到主觀設計分子結構，合成自然界中存在或不存在的物質。分子設計的思想是化學理論的進展對于整個化學學科的影響的集中表現，在選修模塊“物質結構與性質”中會繼續(xù)探討?！军c評】鼓勵學生學科學、愛科學，培養(yǎng)他們追求真理的科學態(tài)度，可以查找相關資料充實。【總結】研究物質的性質、制備物質都是為了更好的利用，本節(jié)我們以氯氣制備為例探究了新物質的合成，認識了化學反應在新物質制備方面的應用價值。人類對化學反應的利于還突出的表現在能量的利用上，下節(jié)課我們將要探究化學能與電能之間的相互轉化?！揪毩暋?4頁3題；57頁5題【點評】本節(jié)課有兩個主要內容，以氯氣的實驗室制法的活動探究為載體，突出制備物質的一般思路，旨在培養(yǎng)學生的觀察能力、思維能力，以及正確的科學態(tài)度和科學方法【作業(yè)】1、預習50頁交流研討中的問題，從能量變化的角度歸納總結兩個小題中的共同點。2、收集廢舊的電池?！景鍟O計】略。教學反思課后習題一、選擇題1．吸熱反應一定是 A．釋放能量 B．儲存能量 C．需要加熱才能發(fā)生D．反應物總能量高于生成物總能量2．下列反應屬于吸熱反應的是 A．高錳酸鉀分解 B．鹽酸和氫氧化鈉溶液混合 C．鋅放入稀硫酸中 D．碳不完全燃燒生成一氧化碳3．已知H2(g)＋C12(g)2HCl(g)；△H＝－·mol－1，則反應2HCl(g)H2(g)＋Cl2(g)的△H為A．＋kJ·mol－1B．－kJ·mol－1C．－kJ·mol－1D．＋kJ·mol－14．4P(紅磷s)P4(白磷s)；△H＝+17kJ·mol－1根據以上方程式，下列推論正確的是 A．當lmol白磷轉變成紅磷時放出17kJ熱量 B．當4g紅磷轉變成白磷時吸收17kJ熱量 C．正反應是一個放熱反應 D．白磷熱穩(wěn)定性比紅磷大5．燃燒1g乙炔(C2H2)氣體，生成液態(tài)水和二氧化碳，放出50kJ熱量，則燃燒3mol乙炔所放出的熱量為 A．50kJ B．150kJ C．450kJ D．3900kJ6．管道煤氣的主要成分是CO、H2和少量甲烷。相應的熱化學方程式為 2H2(g)＋O2(g)2H2O(l)；△H＝－kJ·mol－1 2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)；△H＝－566kJ·mol－1 CH4(g)＋2O2(g)CO2(g)＋2H2O(l)；△H＝－·mol－1當使用管道煤氣的用戶改燒天然氣后，在相同條件下燃燒等體積的燃氣，理論上所獲得的熱值，后者大約是前者的A．倍 B．倍 C．倍 D．倍題號123456答案二、填空題7．寫出下列反應的熱化學方程式。(1)4g硫粉完全燃燒生成二氧化硫氣體，放出37kJ熱量________________________________________________________________(2)9g鋁與足量氯氣化合生成固體氯化鋁，放出熱量_______________________________________________________________(3)10gCaCO3分解吸收熱量_______________________________________________________________ (4)10g乙烷(C2H6)氣體完全燃燒生成液態(tài)水放出熱量_______________________________________________________________8．298K時，合成氨反應的反應熱△H＝－kJ·mol－1。在該溫度下，取1molN2和3molH2放在一個密閉的容器中，在催化劑存在下進行反應，測得反應放出的熱量總是小于。其原因是_______________。9．人體內葡萄糖氧化作用可以用以下熱化學方程式表示：C6H12O6(s)＋6O2(g)6CO2(g)＋6H2O(l)；△H＝－2kJ·mol－1。若每人每天需消耗熱量12558kJ，則每人每天