《化学能与热能》教案16(第二课时)(人教版必修2)

第二章第一节化学能与热能〔第二课时〕教学目标：1．通过科学探究活动，让学生在实验探究中认识和感受化学能与热能之间相互转化及其研究过程，学会定性和定量的研究化学反响中热量变化的科学方法。2．拓宽学生的科学视野，使学生建立正确的能量观。教学难点：从本质上〔微观结构角度〕理解化学反响中能量的变化，从而建立起科学的能量变化观。教学过程：[复习]1．化学键与反响中能量变化关系2．反响吸放热与反响中能量关系[过渡]上一节我们从理论上对反响放吸热进行了探讨，这节课我们主要通过实验来探讨分析反响过程中的吸放热问题。[实验2-1][讲解]本卷须知：铝与稀酸和弱酸反响现象不明显，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，反响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响放热，用温度计测量效果会更好。[分组实验]巡视指导[填写实验记录]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参加2～3mL6mol/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[思考与讨论]1.铝与盐酸反响的化学方程式：。2.在反响过程中你将能看到什么现象3.用眼睛不能直接观察到反响中的热量变化，你将采取哪些简单易行的方法来了解反响中的热量变化4.要明显的感知或测量反响中的热量变化，你在实验中应注意哪些问题[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[实验2-2][讲解]本卷须知：这个实验成功的关键是在短时间内反响充分进行，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〕由于该反响属于固相反响，一定要在晶体混合后立即用玻璃棒快速搅拌混合物，以使它们很快起反响；〔3〕反响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。[分组实验]阅读教材并根据已有知识设计实验方案和实验步骤如下：[填写实验记录]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有刺激性气味的气体产生，该气体能使湿润的紫色石蕊试纸变蓝有NH3气生成用手触摸烧杯下部感觉烧杯变凉反响吸热用手拿起烧杯烧杯下面的带有几滴水的玻璃片〔或小木板〕粘到了烧杯底部反响吸收热量使体系温度降低，使水结成冰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玻璃片脱离上面烧杯底部冰融化反响完后移走烧杯上的多孔塑料片，观察反响物混合物成糊状有水生成用化学方程式表示上述反响：Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl==BaCl2+2NH3↑+10H2O[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[实验2-3][讲解]实验本卷须知：通过三组强酸和强碱之间的反响比照实验，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〕控制相同的反响时间。[学生分组实验]三个学生分成一组进行实验，其中每个学生做一个实验并记录现象和数据，供组内交流、比较使用，然后讨论得出结论。最后向全班汇报，进行组间交流。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。步骤三：对实验进行原理性抽象──为什么强酸与强碱发生反响时都会放出热量[填写实验记录]反响物

及用量酸HNO350mL1mol/LHCl50mL1mol/LHCl50mL1mol/L碱

NaOH50mL1mol/LNaOH50mL1mol/LKOH50mL1mol/L

混合前温度室温室温室温混合后温度t1t2t3

结

论HNO3与NaOH发生中和反响时放热HCl与NaOH发生中和反响时放热HCl与KOH发生中和反响时放热对实验进行

归纳和概括强酸与强碱发生中和反响时放出热量

[讨论分析]三个反响的化学方程式和离子方程式分别为：HNO3+NaOH=NaNO3+H2O，H++OH-=H2OHCl+NaOH=NaCl+H2O，H++OH-=H2OHCl+KOH=KCl+H2O，H++OH-=H2O[小组发言]由此可见，三个反响的化学方程式虽然不同，反响物也不同，但是它们的反响本质相同，都是H+与OH-离子反响生成水的反响，属于中和反响，其离子方程式都是：H++OH-=H2O。所以，可提出推测，即中和反响都放热。由于三个反响中H+和OH-离子的量都相等，那么生成水的量也相等，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〕。[概念]※酸与碱发生中和反响生成1molH2O时所释放的热量称为中和热。[板书]1、2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑反响放热Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl==BaCl2+2NH3↑+10H2O反响吸热H++OH-=H2O反响放热[小组分析]利用第一课时所学的知识，从理论上分析以上反响为何是吸热或放热反响[小组发言]利用投影评价。[讲述]化学反响大局部为放热反响，如，铝片与盐酸的反响是放热反响。木炭、氢气、甲烷等在氧气中的燃烧反响也都是放热反响。少局部是吸热反响，如二氧化碳与碳的反响。[学与问]这里所列举的两类反响说明了化学反响与热能之间的辩证关系以及它们之间的相互转化：一方面，用煤、石油、天然气的燃烧放热来说明化学能向热能的转化，人们利用这些化学反响获取能量；另一方面，用CaCO3经过高温煅烧分解生成CaO来阐述热能对化学反响的支持作用，人们利用热能来完成常温下很难发生的化学反响。[思考与交流]如何通过实验来测定盐酸与氢氧化钠反响的中和热你认为再设计实验装置和操作时注意那些问题你准备如何进行实验[提示]在设计实验装置和操作时应从两个方面考虑，一是注重“量〞的问题，如①反响物的浓度和体积取定值；②测量反响前后的温度值；③做平行实验取平均值。二是尽量减小实验误差，如①用经过标定的盐酸和氢氧化钠溶液；②量液器最好使用移液管；③搅拌使反响充分进行；④及时散热，使混合液温度均衡；⑤温度计的精确度高，最好使用精度为0.1℃或更高的温度计；⑥盐酸跟氢氧化钠溶液混合后液面上方的空间尽可能小；⑦使用绝缘装置，防止热量散发到反响体系之外；⑧温度计要读准确。[讲述]人类不但利用化学能转化为热能的原理来获取所需的能量进行生活、生产和科研，如化石燃料的燃烧、炸药开山、发射火箭等。化学家们也常常利用热能使很多化学反响得以发生。从而探索物质的组成、性质或制备所需的物质，如高温冶炼金属、分解化合物等。化学反响伴随着能量变化是化学反响的一大特征。化学物质的化学能通过化学反响转化为热能，是人类社会开展的动力之源；而热能转化为化学能又是人们进行化学科研创造新物质不可缺少的条件和途径。[学生阅读]科学视野：生物体中的能量转化能量转化在生物体内也是普遍存在的。例如植物通过光合作用使光能转化为化学能储存在所形成的淀粉等糖类中。人通过食物将淀粉等糖类摄入体内，通过一系列化学反响〔生化反响〕释放出能量，维持人的生理活动。…生物氧化是在…。在分子水平上，化学和生物学正在出现交叉和融合。化学必将对生物与生命科学的开展做出更大的奉献。[板书]2、〔1〕生物体中的能量变化(图2-2太阳能与人类生存)[科学视野]投影：1、社会开展与能源利用〔图2-3不同社会开展水平时期的人均耗能量〕阅读：2、人类利用能源的三个阶段柴草时期：〔图2-4中国古代制陶图〕化石能源时期：〔图2-5汽车发动机汽缸中燃料燃烧〕多能源结构时期：[板书]〔2〕社会开展与能源利用[小结]略[作业]P334、5、6、7、8[板书方案]1．2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑反响放热Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl==BaCl2+2NH3↑+10H2O反响吸热H++OH-=H2O反响放热2．〔1〕生物体中的能量变化〔2〕社会开展与能源利用[研究性实验]【简易冰袋的制取】实验报告单实验目的：研究简易冰袋的原理、效果以及实际应用。实验材料：碳酸钠、硝酸铵、塑料薄膜袋、玻璃片、两个相同的易拉罐、两个香蕉。实验原理：碳酸钠与硝酸铵反响要吸热。1．冰袋效果的实验过程：将碳酸钠与硝酸铵以3:2、1:1、1:2，3:1的不同比例混合，装入大薄膜袋中，把袋放在一块沾水的玻璃片上。实验现象：2分钟后，以3:2比例的冰袋上先出现小冰晶，而其它三个冰袋出现冰晶要慢，且不明