化學(xué)必修2《化學(xué)能與熱能》課件

化學(xué)必修2《化學(xué)能與熱能》課件匯報(bào)時(shí)間2023-11-25目錄引言化學(xué)能概述熱能轉(zhuǎn)換原理化學(xué)能與熱能的實(shí)驗(yàn)研究應(yīng)用與案例分析總結(jié)與展望引言01理解化學(xué)能與熱能的基本概念及相互關(guān)系；了解化學(xué)能在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用；掌握化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的規(guī)律；培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力，提高實(shí)驗(yàn)操作技能。課程目標(biāo)0102化學(xué)能與熱能的基本概念、化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的規(guī)律、化學(xué)能的應(yīng)用；理解化學(xué)能與熱能之間的相互關(guān)系、掌握化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的計(jì)算方法。重點(diǎn)難點(diǎn)學(xué)習(xí)重點(diǎn)與難點(diǎn)回顧初中化學(xué)所學(xué)的能量轉(zhuǎn)化知識(shí)，為學(xué)習(xí)本節(jié)課打下基礎(chǔ)；激活學(xué)生的前知通過講解、示范、案例分析等多種方式，幫助學(xué)生理解并掌握本節(jié)課的知識(shí)點(diǎn)；教學(xué)策略分組討論日常生活中的化學(xué)能應(yīng)用案例，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作練習(xí)；學(xué)生活動(dòng)PPT課件、實(shí)驗(yàn)器材、案例資料等。教學(xué)手段教學(xué)方法與手段化學(xué)能概述0201定義02與化學(xué)鍵的關(guān)系化學(xué)能是指儲(chǔ)存在化學(xué)物質(zhì)內(nèi)部的能量，來(lái)源于原子、分子內(nèi)部電子的運(yùn)動(dòng)和相互作用力?；瘜W(xué)能通常與化學(xué)鍵的形成和斷裂有關(guān)，化學(xué)鍵的形成會(huì)釋放能量，而斷裂則需要吸收能量。化學(xué)能的定義在化學(xué)反應(yīng)過程中，化學(xué)能往往轉(zhuǎn)化為熱能，表現(xiàn)為溫度的變化。這種轉(zhuǎn)化是化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行和平衡的重要因素。熱能轉(zhuǎn)化化學(xué)反應(yīng)所吸收或釋放的熱能稱為熱效應(yīng)，對(duì)于理解和控制化學(xué)反應(yīng)至關(guān)重要。熱效應(yīng)化學(xué)能與熱能的關(guān)系能源利用研究化學(xué)能有助于高效、安全地利用化學(xué)能源，例如燃料的燃燒和電池的放電過程。環(huán)境影響了解化學(xué)能轉(zhuǎn)化過程有助于減少化學(xué)反應(yīng)對(duì)環(huán)境造成的負(fù)面影響，如污染和溫室效應(yīng)。化學(xué)反應(yīng)調(diào)控深入研究化學(xué)能有助于調(diào)控化學(xué)反應(yīng)的條件和過程，實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)的選擇性、高效性和環(huán)保性。這些內(nèi)容構(gòu)成了化學(xué)必修2《化學(xué)能與熱能》課件中關(guān)于化學(xué)能概述的基本內(nèi)容，為學(xué)生提供了全面了解化學(xué)能及其與熱能關(guān)系的視角。0102030405化學(xué)能的研究意義熱能轉(zhuǎn)換原理03物體由于分子熱運(yùn)動(dòng)而擁有的能量，與溫度有關(guān)，表現(xiàn)為熱量的傳遞。指熱能與其他形式能量（如電能、機(jī)械能、化學(xué)能等）之間的轉(zhuǎn)換過程。熱能轉(zhuǎn)換的基本概念熱能轉(zhuǎn)換熱能熱傳導(dǎo)物體內(nèi)部熱量由高溫部分傳至低溫部分的過程，由于分子熱運(yùn)動(dòng)互相碰撞導(dǎo)致能量傳遞。熱對(duì)流通過流體介質(zhì)（氣體或液體）的宏觀運(yùn)動(dòng)，使熱量在不同溫度的物體間傳遞。熱輻射通過電磁波傳遞熱量的方式，不需要物質(zhì)介質(zhì)，由物體的熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生輻射能。相變熱效應(yīng)物質(zhì)在相變過程（固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)之間轉(zhuǎn)變）中吸收或釋放熱量，而不引起溫度顯著變化。熱能轉(zhuǎn)換的方式及原理01020304利用熱電材料的熱電效應(yīng)，將熱能轉(zhuǎn)換為電能，如熱電偶、熱電發(fā)電機(jī)等。熱電轉(zhuǎn)換將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置，如蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等。熱機(jī)利用熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流或熱輻射原理，將熱能傳遞給水，使其升溫。熱水器通過太陽(yáng)能集熱器收集太陽(yáng)輻射熱能，用于供暖、熱水等領(lǐng)域。太陽(yáng)能利用熱能轉(zhuǎn)換的實(shí)踐應(yīng)用化學(xué)能與熱能的實(shí)驗(yàn)研究04實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^測(cè)定不同化學(xué)鍵的能量，探究化學(xué)鍵能與熱能之間的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)步驟1.選擇不同類型的化學(xué)鍵（如離子鍵、共價(jià)鍵、金屬鍵等）；2.利用熱量計(jì)測(cè)定斷裂化學(xué)鍵所需的能量；3.計(jì)算化學(xué)鍵的能量，并分析其與熱能的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)論化學(xué)鍵的能量與熱能之間存在密切關(guān)系，化學(xué)鍵能量越高，斷裂時(shí)釋放的熱能越多。實(shí)驗(yàn)一：化學(xué)鍵能與熱能的關(guān)系研究實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^測(cè)定化學(xué)反應(yīng)過程中的熱量變化，計(jì)算反應(yīng)熱并了解其與反應(yīng)條件的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)步驟1.選擇適合的化學(xué)反應(yīng)；2.利用熱量計(jì)測(cè)定反應(yīng)前后的溫度變化；3.根據(jù)熱量計(jì)的數(shù)據(jù)，計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)論化學(xué)反應(yīng)過程中會(huì)伴隨熱量的吸收或釋放，通過測(cè)量溫度變化可以計(jì)算反應(yīng)熱，為化學(xué)反應(yīng)的熱力學(xué)研究提供依據(jù)。實(shí)驗(yàn)二：化學(xué)反應(yīng)熱能的測(cè)量與計(jì)算實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^實(shí)驗(yàn)測(cè)定熱能轉(zhuǎn)換效率，了解熱能轉(zhuǎn)換過程中的能量損失和影響因素。3.計(jì)算熱能轉(zhuǎn)換效率，并分析其影響因素。1.設(shè)計(jì)熱能轉(zhuǎn)換裝置（如熱機(jī)、熱電轉(zhuǎn)換器等）；實(shí)驗(yàn)步驟2.測(cè)定輸入的熱能量和輸出的功或其他形式的能量；實(shí)驗(yàn)結(jié)論：熱能轉(zhuǎn)換效率受到多種因素的影響，如傳熱效率、熱損失、設(shè)備結(jié)構(gòu)等。提高熱能轉(zhuǎn)換效率是節(jié)能減排的重要途徑。實(shí)驗(yàn)三：熱能轉(zhuǎn)換效率的實(shí)驗(yàn)測(cè)定應(yīng)用與案例分析0501催化劑的作用工業(yè)催化通過催化劑降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，加速反應(yīng)速率，提高能量轉(zhuǎn)化效率。02熱能回收在工業(yè)催化過程中，通過優(yōu)化反應(yīng)條件，可以回收部分反應(yīng)放出的熱能，提高能源利用效率。03典型案例石油化工中的裂化催化劑，通過催化裂化反應(yīng)，將重質(zhì)油轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)油，同時(shí)回收部分熱能。工業(yè)催化中的化學(xué)能與熱能轉(zhuǎn)化010203燃料燃燒是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的主要過程，研究燃料的燃燒反應(yīng)條件、機(jī)理和產(chǎn)物，可提高燃燒效率，減少污染。燃燒反應(yīng)利用化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱能直接發(fā)電，具有高效、環(huán)保的特點(diǎn)，是化學(xué)能與熱能轉(zhuǎn)化的重要應(yīng)用。熱電池氫能源利用，通過氫氣的燃燒反應(yīng)或燃料電池中的氧化還原反應(yīng)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能或電能。典型案例能源領(lǐng)域中的化學(xué)能與熱能應(yīng)用溫室氣體研究研究溫室氣體的吸收與發(fā)射特性，了解其與大氣熱能的相互作用，為應(yīng)對(duì)氣候變化提供科學(xué)依據(jù)。熱處理技術(shù)利用高溫?zé)崽幚砑夹g(shù)處理固體廢物，實(shí)現(xiàn)廢物的無(wú)害化、減量化和資源化，同時(shí)回收部分熱能。典型案例二氧化碳捕獲與利用，通過化學(xué)方法將大氣中的二氧化碳捕獲并轉(zhuǎn)化為燃料或其他化學(xué)品，實(shí)現(xiàn)碳資源的循環(huán)利用，同時(shí)減少溫室氣體的排放。環(huán)境科學(xué)中的化學(xué)能與熱能研究總結(jié)與展望06本課程深入講解了化學(xué)能與熱能的基本概念、轉(zhuǎn)化原理、應(yīng)用實(shí)例等內(nèi)容，幫助學(xué)生構(gòu)建了完整的知識(shí)框架。知識(shí)點(diǎn)梳理通過實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，同學(xué)們親身感受到了化學(xué)能與熱能之間的轉(zhuǎn)化過程，增強(qiáng)了動(dòng)手能力和實(shí)驗(yàn)技能。實(shí)驗(yàn)探究課程還涉及了化學(xué)與其他學(xué)科的交叉內(nèi)容，拓寬了學(xué)生的視野，激發(fā)了探索興趣。學(xué)科交叉課程總結(jié)多元學(xué)習(xí)除了課堂學(xué)習(xí)，同學(xué)們還可以通過閱讀相關(guān)文獻(xiàn)、觀看實(shí)驗(yàn)視頻等方式，拓寬學(xué)習(xí)途徑，鞏固學(xué)習(xí)效果。實(shí)踐應(yīng)用嘗試將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際生活中，如利用化學(xué)能原理設(shè)計(jì)環(huán)保、高效的能源利用方案，提升實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)。主動(dòng)學(xué)習(xí)在學(xué)習(xí)過程中，同學(xué)們應(yīng)充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，積極參與課堂討論、實(shí)驗(yàn)操作等環(huán)節(jié)，加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解。學(xué)習(xí)心得與方法分享在后續(xù)課程中，同學(xué)們可進(jìn)一步學(xué)習(xí)化學(xué)能與熱能領(lǐng)域的高級(jí)課程，掌握更多專業(yè)知