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化学能与热能教案第二课时         ★★★★
化学能与热能教案第二课时
作者:2 文章来源:网络 点击数: 更新时间:2013-01-15 13:23:23

【三维目标】

知识与技能:通过科学探究活动,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,

过程与方法:学会定性和定量的研究化学反应中热量变化的科学方法。

情感态度与价值观:感知能源与人类的密切关系,深刻体会化学知识与生活的密切联系,建立科学的能量变化观。

【教学重点】

化学能与热能的相互转化。

【教学难点】

通过吸热反应和放热反应的概念理解化学反应中能量变化的主要原因。

【教学过程】

【复习回顾】

(1)化学反应中能量变化的主要原因是什么?化学键的断裂和形成)

(2)化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量,决定决定因素是什么?(反应物总能量与生成物总能量的相对大小)。

当∑E(反应物) >    ∑E(生成物)——反应放出能量;

当∑E(反应物) <   ∑E(生成物)——反应吸收能量。

 [过渡]上一节我们从理论上对反应热量变化进行了探讨,这节课我们主要通过实验来探讨分析反应过程中的吸热、放热问题。

 

出示学习目标1、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,

2、学会定性和定量的研究化学反应中热量变化的科学方法。

 

【实验探究1】p33实验2-1完成学案相应表格

[讲解]注意事项:铝与酸选择强酸且浓度不要太低。尽量使用纯度好的铝条,反应前要用砂纸打磨光亮,用手触摸明显感觉到反应放热,用温度计测量效果更好。

[填写实验记录]

实验步骤

眼睛看到的现象

用手触摸的感觉

用温度计测量的温度

在一支试管中加入2~3mL 6 mol/L的盐酸溶液

无色透明溶液

 

25°C

向含有盐酸溶液的试管中插入用砂纸打磨光的铝条

开始时反应缓慢进行,产生少量气泡,一会儿后反应逐渐加快,气泡增多

试管发热

 85°C

结  论

铝跟盐酸反应是放热反应,方程式                           

归纳总结  金属与酸的反应是         反应。

【实验探究2】按照p34实验2-2所示进行实验,并按要求填写表格。

[讲解]注意事项:这个实验成功的关键是在短时间内反应充分进行,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)由于该反应属于固相反应,一定要在晶体混合后立即用玻璃棒快速搅拌混合物,以使它们很快起反应;(3)反应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。

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

反应吸热

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

反应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

归纳总结氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应是          反应。

化学反应方程式: Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl==BaCl2+2NH3↑+10H2O

【实验探究3】参照p34[实验2-3]所示进行实验,并按要求填写表格。

[讲解]实验注意事项:通过三组强酸和强碱之间的反应对比实验,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)控制相同的反应时间。

[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、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烧杯,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:对实验进行分析──为什么强酸与强碱发生反应时都会放出热量?

 [填写实验记录]

反应物
及用量

HNO3 20 mL 2 mol/L

HCl 20 mL 2 mol/L

HCl 20 mL 2mol/L

NaOH 20 mL 2mol/L

NaOH 20 mL 2 mol/L

KOH20 mL 2mol/L  

混合前温度

室温

室温

室温

混合后温度

t1

t2

t3 

结 

HNO3与NaOH发生中和反应时放热

HCl与NaOH发生中和反应时放热

HCl与KOH发生中和反应时放热

归纳总结离子方程式为                 中和反应都是     热反应,等量的一元强酸、强碱反应放出的热量都        

 

【讲解】由此可见,三个反应的化学方程式虽然不同,反应物也不同,但是它们的反应本质相同,都是H+与OH-离子反应生成水的反应,属于中和反应,其离子方程式都是:H+ + OH- = H2O。所以,可提出推测,即中和反应都放热。由于三个反应中H+和OH-离子的量都相等,则生成水的量也相等,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)。

总之: 化学反应中的能量变化经常表现为热量的变化,有的放热,有的吸热。

[思考与交流]p34

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,

①所用药品溶液浓度的配制必须准确,且浓度尽可能的要小。

二是尽量减小实验误差,②所用装置要尽可能做到保温、隔热。③温度计刻度要小点,读数要尽可能准确,且估读至小数点后两位。④水银球部位一定要完全浸没在溶液中,且要稳定一段时间后再读数,以提高测量的精度。⑤两次读数的时间间隔要短,这样才能读到最高温度,即最终温度。⑥实验操作时动作要快,以尽量减少热量的损失。

阅读课本P34,完成【自主学习】思考并填空

化学能与热能相互转化的应用?

⑴化学能转化为热能的应用:                                

⑵热能转化为化学能的应用:                                        

【科学视野】阅读课本p35-36

1、生物体中的能量转化

生物

反应物

变化过程

生成物

能量转化过程

植物

H2O+CO2

光合作用

糖类(淀粉等)

             

动物

食用糖类

缓慢氧化

H2O+CO2

            

2、人类利用能源的三个阶段

            能源时期→            能源时期→多能源结构时期

 

【讨论交流】

常见的放热反应和吸热反应,请举例加以说明:

(1)放热反应①燃烧反应  ②中和反应  ③物质的缓慢氧化

④金属与水或酸反应     ⑤部分化合反应

(2)吸热反应

①氢氧化钡晶体与氯化铵晶体   ②弱电解质的电离

③大多数盐的分解反应         ④大多数氢化物分解反应

【达标检测】

1、下列反应中属吸热反应的是                                  (    

镁与盐酸反应放出氢气          氢氧化钠与盐酸的反应

硫在空气或氧气中燃烧           Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl反应

2、下列说法正确的是                                        (    

A  化学反应除了生成新物质外,还伴随着能量的变化

放热反应全部不需要加热即可发生

需要加热条件的化学反应都是吸热反应

1mol硫酸与足量氢氧化钠发生中和反应生成水所释放的热量称为中和热。

3、下列能源通过化学反应产生的是…………………………………(     

A、太阳能            B、潮汐能    

C、风能              D、氢气燃烧产生的热能

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