化學能與熱能化學教案
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教案一
知識與技能
1、能從化學鍵的角度理解化學反應中能量變化的主要原因
過程與方法
能從微觀的角度來解釋宏觀化學現(xiàn)象，進一步發(fā)展想象能力。
情感態(tài)度與價值觀
1、初步建立起科學的能量觀，加深對化學在解決能源問題中重要作用的認識。
2、通過師生互動，增加師生感情
教學重點
1.化學能與熱能的內(nèi)在聯(lián)系及相互轉變。
2.從本質(zhì)上理解化學反應中能量的變化，從而建立起科學的能量變化觀。
教學難點
1.化學能與熱能的內(nèi)在聯(lián)系及相互轉變。
2.從本質(zhì)上理解化學反應中能量的變化，從而建立起科學的能量變化觀。
教學方法啟發(fā)引導、探究式
教學媒體多媒體、實驗
教學內(nèi)容師生活動
[[創(chuàng)設問題情景]
氫氣和氯氣的混合氣體遇到強光會發(fā)生什么現(xiàn)象？為什么？
[學生思考、討論]
氫氣和氯氣的混合氣體遇到強光會發(fā)生爆炸。這是因為反應在有限的空間里進行，放出大量的熱，使周圍氣體急劇膨脹。
[進一步思考]
反應中的熱量由何而來？氫氣和氯氣反應的本質(zhì)是什么？
[學生思考、討論]
從化學鍵角度分析氫氣和氯氣反應的本質(zhì)。
板書：一、化學鍵與化學反應中能量的變化關系
[教師補充講解]
化學反應的本質(zhì)是反應物中化學鍵的斷裂和生成物中化學鍵的形成。化學鍵是物質(zhì)內(nèi)部微粒之間強烈的相互作用，斷開反應物中的化學鍵需要吸收能量，形成生成物中的化學鍵要放出能量。氫氣和氯氣反應的本質(zhì)是在一定的條件下，氫氣分子和氯氣分子中的H-H鍵和Cl-Cl鍵斷開，氫原子和氯原子通過形成H-Cl鍵而結合成HCl分子。1molH2中含有1molH-H鍵，1molCl2中含有1molCl-Cl鍵，在25℃和101kPa的條件下，斷開1molH-H鍵要吸收436kJ的能量，斷開1molCl-Cl鍵要吸收242kJ的能量，而形成1molHCl分子中的H-Cl鍵會放出431kJ的能量。這樣，由于破壞舊鍵吸收的能量少于形成新鍵放出的能量，根據(jù)“能量守恒定律”，多余的能量就會以熱量的形式釋放出來。
[歸納小結]
1、化學鍵的斷裂和形成是化學反應中能量變化的主要原因。
2、能量是守恒的。
[[練習反饋]
已知拆開1molH2中的化學鍵要吸收436kJ的能量，拆開1molO2中的化學鍵要吸收496kJ的能量，形成水分子中的1molH-O鍵要放出463kJ的能量，試說明2H2+O2=2H2O中的能量變化
[講解]
剛才我們從微觀的角度分析了化學反應中能量變化的主要原因，那么，又怎樣從宏觀的角度來判斷一個反應到底是放熱還是吸熱的呢？各種物質(zhì)中都含有化學鍵，因而我們可以理解為各種物質(zhì)中都儲存有化學能。化學能是能量的一種形式，它可以轉化為其他形式的能量。不同物質(zhì)由于組成、結構不同，因而所包含的化學能也不同。在化學反應中，隨著物質(zhì)的變化，化學能也隨之改變，如H2與Cl2、O2的反應。那么，一個化學反應吸收能量還是放出能量是由什么決定的呢？
[學生討論、交流]
1、一個確定的化學反應在發(fā)生過程中是吸收能量還是放出能量取決于反應物
的總能量和生成物的總能量的相對大小。
2、畫出反應物、生成物總能量的大小與反應中能量變化的關系示意圖
[思考與分析]
甲烷燃燒要放出熱量，水電解產(chǎn)生氫氣和氧氣，試從化學鍵和物質(zhì)所含能量的角
度分析氣原因，并說明反應過程中能量的轉變形式。
[提出問題]
前面我們通過對具體反應的分析，從微觀和宏觀兩個角度探討了化學反應中能量變化的主要原因，知道了化學能和其它能量是可以相互轉變的，還知道化學反應中能量變化通常表現(xiàn)為熱量的變化。那么，怎樣把物質(zhì)變化和熱量變化統(tǒng)一地表達出來呢？你可以在和同學討論的基礎上提出自己的想法，并對其他同學提出的表達方式作出評價。
補充練習：
1、下列說法不正確的是（）
A化學反應除了生成新物質(zhì)外，還伴隨著能量的變化
B物質(zhì)燃燒和中和反應均放出熱量
C分解反應肯定是吸熱反應
D化學反應是吸熱還是放熱決定于生成物具有的總能量和反應物具有的總能量
2、已知金剛石在一定條件下轉化為石墨是放熱的。據(jù)此，以下判斷或說法正確的是（）
A需要加熱方能發(fā)生的反應一定是吸熱反應B放熱反應在常溫下一定很容易發(fā)生
C反應是放熱還是吸熱，必須看反應物和生成物所具有的總能量的相對大小
D吸熱反應在一定條件下也能發(fā)生
3、有專家指出，如果將燃燒產(chǎn)物如CO2、H2O、N2等利用太陽能使它們重新組合變成CH4、CH3OH、NH3等的構想能夠成為現(xiàn)實，則下列說法中，錯誤的是（）
A可消除對大氣的污染B可節(jié)約燃料
C可緩解能源危機D此題中的CH4、CH3OH、NH3等為一級能源
4、已知破壞1molN≡N鍵、H-H鍵和N-H鍵分別需要吸收的能量為946kJ、436kJ、391kJ。試計算1molN2（g）和3molH2（g）完全轉化為NH3(g)的反應熱的理論值，并寫出反應的熱化學方程式。
5、“用天然氣、煤氣代替煤炭作為民用燃料”這一改變民用燃料結構的重大舉措，具有十分重大的意義請分析其優(yōu)點，并將你的觀點和同學討論交流
教案二
化學能與熱能
一、化學鍵與化學反應中能量變化的關系
[基礎知識回顧]
什么是化學鍵？它有哪些主要類型?其特點各是什么？
1、斷開化學鍵吸收能量
1molH2中含有1molH—H鍵，常溫常壓下使1molH2變?yōu)?molH原子斷開了1molH—H鍵，需要吸收436KJ的熱量。
2、形成化學鍵放出能量
由2molH原子生成1molH2，有1molH—H鍵生成，生成過程中向外界釋放436KJ的熱量。
小結：形成1molH—H鍵釋放的能量與斷開1molH—H鍵吸收的能量相等。
3、化學變化中能量變化的主要原因（微觀方面）
⑴化學鍵的斷裂和形成是化學反應中能量變化的主要原因。
⑵化學反應的實質(zhì)是用化學鍵理論可表述為舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形
成。
⑶化學鍵與化學反應中能量變化的關系
當E1>E2，反應吸熱；當E1<E2，反應放熱。
思考：為什么許多放熱反應一開始要加熱才能進行呢？
答：反應的條件與反應的熱效應沒有必然的聯(lián)系，每一個反應都有特定的條件，例如燃燒都是放熱反應，但是要達到著火點。
4、反應能量變化的判定（宏觀方面）
⑴各種物質(zhì)都儲存有化學能。
⑵反應物的總能量>生成物的總能量，反應放出能量。
⑶反應物的總能量<生成物的總能量，反應吸收能量。
5、兩條基本的自然定律
⑴質(zhì)量守恒定律：化學反應前后物質(zhì)發(fā)生轉化，但是物質(zhì)的總質(zhì)量保持不變。
⑵能量守恒定律：一種形式的能量可以轉化為另一種形式的能量，轉化的途徑和能量形式可以不同，但是體系包含的總能量不變，亦即總能量是守恒的。
[注]質(zhì)量與能量也是相互聯(lián)系的（質(zhì)量和能量也可以相互轉化），故統(tǒng)稱為質(zhì)能守恒定律。
6、放熱反應和吸熱反應
⑴化學反應中的能量變化，通常主要表現(xiàn)為熱量的變化———吸熱或者放熱。
⑵放熱反應：反應物的總能量大于生成物的總能量的化學反應。
⑶吸熱反應：反應物的總能量小于生成物的總能量的化學反應。
[注]常見的放熱反應和吸熱反應：
（1）放熱反應
①燃燒反應②中和反應③物質(zhì)的緩慢氧化④金屬與水或酸反應⑤部分化合反應
（2）吸熱反應①氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體
②大多數(shù)分解反應
