《化學(xué)能與熱能》教案16(第二課時)(人教版必修2)

第二章第一節(jié)化學(xué)能與熱能〔第二課時〕教學(xué)目標(biāo)：1．通過科學(xué)探究活動，讓學(xué)生在實驗探究中認(rèn)識和感受化學(xué)能與熱能之間相互轉(zhuǎn)化及其研究過程，學(xué)會定性和定量的研究化學(xué)反響中熱量變化的科學(xué)方法。2．拓寬學(xué)生的科學(xué)視野，使學(xué)生建立正確的能量觀。教學(xué)難點：從本質(zhì)上〔微觀結(jié)構(gòu)角度〕理解化學(xué)反響中能量的變化，從而建立起科學(xué)的能量變化觀。教學(xué)過程：[復(fù)習(xí)]1．化學(xué)鍵與反響中能量變化關(guān)系2．反響吸放熱與反響中能量關(guān)系[過渡]上一節(jié)我們從理論上對反響放吸熱進行了探討，這節(jié)課我們主要通過實驗來探討分析反響過程中的吸放熱問題。[實驗2-1][講解]本卷須知：鋁與稀酸和弱酸反響現(xiàn)象不明顯，常常需要加熱，所以要選擇強酸且濃度不要太低。盡量使用純度好的鋁條，反響前要用砂紙打磨光亮，這樣進行實驗時，用手觸摸才能明顯感覺到反響放熱，用溫度計測量效果會更好。[分組實驗]巡視指導(dǎo)[填寫實驗記錄]實驗步驟*眼睛看到的現(xiàn)象用手觸摸的感覺用溫度計測量的數(shù)據(jù)在一支試管中參加2～3mL6mol/L的鹽酸溶液

向含有鹽酸溶液的試管中插入用砂紙打磨光的鋁條

結(jié)論[思考與討論]1.鋁與鹽酸反響的化學(xué)方程式：。2.在反響過程中你將能看到什么現(xiàn)象3.用眼睛不能直接觀察到反響中的熱量變化，你將采取哪些簡單易行的方法來了解反響中的熱量變化4.要明顯的感知或測量反響中的熱量變化，你在實驗中應(yīng)注意哪些問題[反思與評價]〔一〕個人反思和總結(jié)1.通過這個實驗?zāi)銓W(xué)到了哪些化學(xué)知識學(xué)會了哪些實驗方法2.在整個過程中，你最滿意的做法是什么你最不滿意的做法是什么〔二〕組內(nèi)交流和評價1.在思考、討論過程中，同組成員給了你哪些啟示你又給了同組成員哪些啟示2.在實驗過程中，同組成員給了你哪些幫助你又給了同組成員哪些幫助〔三〕組間交流和評價1.當(dāng)聽完其他小組的匯報后，發(fā)現(xiàn)他們的哪些做法比你們小組的好哪些不如你們的好2.當(dāng)聽完其他小組的匯報后，你是否又有了新的想法[實驗2-2][講解]本卷須知：這個實驗成功的關(guān)鍵是在短時間內(nèi)反響充分進行，使體系溫度快速降低，將玻璃片上的水凝固。實驗中要注意兩點：〔1〕將Ba(OH)2·8H2O晶體研磨成粉末，以便與NH4Cl晶體充分接觸；〔2〕由于該反響屬于固相反響，一定要在晶體混合后立即用玻璃棒快速攪拌混合物，以使它們很快起反響；〔3〕反響放出有刺激性氣味的氨氣，會造成學(xué)習(xí)環(huán)境的污染，所以要注意對氨氣的吸收。[分組實驗]閱讀教材并根據(jù)已有知識設(shè)計實驗方案和實驗步驟如下：[填寫實驗記錄]實驗步驟實驗現(xiàn)象得出結(jié)論將晶體混合后立即用玻璃棒快速攪拌混合物有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，該氣體能使?jié)駶櫟淖仙镌嚰堊兯{(lán)有NH3氣生成用手觸摸燒杯下部感覺燒杯變涼反響吸熱用手拿起燒杯燒杯下面的帶有幾滴水的玻璃片〔或小木板〕粘到了燒杯底部反響吸收熱量使體系溫度降低，使水結(jié)成冰將粘有玻璃片的燒杯放在盛有熱水的燒杯上一會兒再拿起玻璃片脫離上面燒杯底部冰融化反響完后移走燒杯上的多孔塑料片，觀察反響物混合物成糊狀有水生成用化學(xué)方程式表示上述反響：Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl==BaCl2+2NH3↑+10H2O[反思與評價]1.整個實驗中有哪些創(chuàng)新之處2.在實驗過程中對你最有啟迪的是什么[實驗2-3][講解]實驗本卷須知：通過三組強酸和強堿之間的反響比照實驗，定性的抽象出“中和熱〞概念。在實驗中要注意：〔1〕三組實驗所處條件要相同，如使用的儀器、外界環(huán)境中溫度和壓強要相同；〔2〕三組實驗酸和堿的用量要相同，以保證生成水的量相同〔3〕控制相同的反響時間。[學(xué)生分組實驗]三個學(xué)生分成一組進行實驗，其中每個學(xué)生做一個實驗并記錄現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，供組內(nèi)交流、比較使用，然后討論得出結(jié)論。最后向全班匯報，進行組間交流。步驟一：三個學(xué)生各取一個大小相同的試管，分別做一個實驗并記錄實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。步驟二：匯總實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)并列表比較。步驟三：對實驗進行原理性抽象──為什么強酸與強堿發(fā)生反響時都會放出熱量[填寫實驗記錄]反響物

及用量酸HNO350mL1mol/LHCl50mL1mol/LHCl50mL1mol/L堿

NaOH50mL1mol/LNaOH50mL1mol/LKOH50mL1mol/L

混合前溫度室溫室溫室溫混合后溫度t1t2t3

結(jié)

論HNO3與NaOH發(fā)生中和反響時放熱HCl與NaOH發(fā)生中和反響時放熱HCl與KOH發(fā)生中和反響時放熱對實驗進行

歸納和概括強酸與強堿發(fā)生中和反響時放出熱量

[討論分析]三個反響的化學(xué)方程式和離子方程式分別為：HNO3+NaOH=NaNO3+H2O，H++OH-=H2OHCl+NaOH=NaCl+H2O，H++OH-=H2OHCl+KOH=KCl+H2O，H++OH-=H2O[小組發(fā)言]由此可見，三個反響的化學(xué)方程式雖然不同，反響物也不同，但是它們的反響本質(zhì)相同，都是H+與OH-離子反響生成水的反響，屬于中和反響，其離子方程式都是：H++OH-=H2O。所以，可提出推測，即中和反響都放熱。由于三個反響中H+和OH-離子的量都相等，那么生成水的量也相等，故放出的熱量也相等〔在上述三個實驗中，溫度上升的幅度接近〕。[概念]※酸與堿發(fā)生中和反響生成1molH2O時所釋放的熱量稱為中和熱。[板書]1、2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑反響放熱Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl==BaCl2+2NH3↑+10H2O反響吸熱H++OH-=H2O反響放熱[小組分析]利用第一課時所學(xué)的知識，從理論上分析以上反響為何是吸熱或放熱反響[小組發(fā)言]利用投影評價。[講述]化學(xué)反響大局部為放熱反響，如，鋁片與鹽酸的反響是放熱反響。木炭、氫氣、甲烷等在氧氣中的燃燒反響也都是放熱反響。少局部是吸熱反響，如二氧化碳與碳的反響。[學(xué)與問]這里所列舉的兩類反響說明了化學(xué)反響與熱能之間的辯證關(guān)系以及它們之間的相互轉(zhuǎn)化：一方面，用煤、石油、天然氣的燃燒放熱來說明化學(xué)能向熱能的轉(zhuǎn)化，人們利用這些化學(xué)反響獲取能量；另一方面，用CaCO3經(jīng)過高溫煅燒分解生成CaO來闡述熱能對化學(xué)反響的支持作用，人們利用熱能來完成常溫下很難發(fā)生的化學(xué)反響。[思考與交流]如何通過實驗來測定鹽酸與氫氧化鈉反響的中和熱你認(rèn)為再設(shè)計實驗裝置和操作時注意那些問題你準(zhǔn)備如何進行實驗[提示]在設(shè)計實驗裝置和操作時應(yīng)從兩個方面考慮，一是注重“量〞的問題，如①反響物的濃度和體積取定值；②測量反響前后的溫度值；③做平行實驗取平均值。二是盡量減小實驗誤差，如①用經(jīng)過標(biāo)定的鹽酸和氫氧化鈉溶液；②量液器最好使用移液管；③攪拌使反響充分進行；④及時散熱，使混合液溫度均衡；⑤溫度計的精確度高，最好使用精度為0.1℃或更高的溫度計；⑥鹽酸跟氫氧化鈉溶液混合后液面上方的空間盡可能??；⑦使用絕緣裝置，防止熱量散發(fā)到反響體系之外；⑧溫度計要讀準(zhǔn)確。[講述]人類不但利用化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的原理來獲取所需的能量進行生活、生產(chǎn)和科研，如化石燃料的燃燒、炸藥開山、發(fā)射火箭等。化學(xué)家們也常常利用熱能使很多化學(xué)反響得以發(fā)生。從而探索物質(zhì)的組成、性質(zhì)或制備所需的物質(zhì)，如高溫冶煉金屬、分解化合物等?；瘜W(xué)反響伴隨著能量變化是化學(xué)反響的一大特征?；瘜W(xué)物質(zhì)的化學(xué)能通過化學(xué)反響轉(zhuǎn)化為熱能，是人類社會開展的動力之源；而熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能又是人們進行化學(xué)科研創(chuàng)造新物質(zhì)不可缺少的條件和途徑。[學(xué)生閱讀]科學(xué)視野：生物體中的能量轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化在生物體內(nèi)也是普遍存在的。例如植物通過光合作用使光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存在所形成的淀粉等糖類中。人通過食物將淀粉等糖類攝入體內(nèi)，通過一系列化學(xué)反響〔生化反響〕釋放出能量，維持人的生理活動?！镅趸窃凇?。在分子水平上，化學(xué)和生物學(xué)正在出現(xiàn)交叉和融合?；瘜W(xué)必將對生物與生命科學(xué)的開展做出更大的奉獻。[板書]2、〔1〕生物體中的能量變化(圖2-2太陽能與人類生存)[科學(xué)視野]投影：1、社會開展與能源利用〔圖2-3不同社會開展水平時期的人均耗能量〕閱讀：2、人類利用能源的三個階段柴草時期：〔圖2-4中國古代制陶圖〕化石能源時期：〔圖2-5汽車發(fā)動機汽缸中燃料燃燒〕多能源結(jié)構(gòu)時期：[板書]〔2〕社會開展與能源利用[小結(jié)]略[作業(yè)]P334、5、6、7、8[板書方案]1．2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑反響放熱Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl==BaCl2+2NH3↑+10H2O反響吸熱H++OH-=H2O反響放熱2．〔1〕生物體中的能量變化〔2〕社會開展與能源利用[研究性實驗]【簡易冰袋的制取】實驗報告單實驗?zāi)康模貉芯亢喴妆脑?、效果以及實際應(yīng)用。實驗材料：碳酸鈉、硝酸銨、塑料薄膜袋、玻璃片、兩個相同的易拉罐、兩個香蕉。實驗原理：碳酸鈉與硝酸銨反響要吸熱。1．冰袋效果的實驗過程：將碳酸鈉與硝酸銨以3:2、1:1、1:2，3:1的不同比例混合，裝入大薄膜袋中，把袋放在一塊沾水的玻璃片上。實驗現(xiàn)象：2分鐘后，以3:2比例的冰袋上先出現(xiàn)小冰晶，而其它三個冰袋出現(xiàn)冰晶要慢，且不明