《第三节 化学反应中的能量变化教案.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第三节 化学反应中的能量变化教案.doc（8页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、第三节化学反应中的能量变化一、教学目标知识与技能：1、了解化学反应中的能量变化和吸热反应、放热反应。2、进一步了解化学反应的分类知识。3掌握燃料充分燃烧的条件，明确燃料完全燃烧的方法和意义。过程与方法：1、通过反应中能量变化图示，培养学生观察分析实验、阅读图表的能力。2、通过研究性课题，学习调查研究的方法，培养实践和创新能力。情感、态度与价值观：1、通过本节学习，培养学生节约能源和环境保护的意识，树立社会责任感。2、通过分析空气用量对燃料燃烧的利与弊，渗透辩证唯物主义教育。3、通过对家庭燃料问题的专题调查，培养学生理论联系实际的科学态度。二、教学重点、难点1、化学反应中的能量变化，吸热反应和放
2、热反应2、对化学反应中的能量“贮存”和“释放”的理解。三、课时安排1课时：四、教与学互动设计：第一课时(一)、创设情境，导入新课【导语一】（影片：火的利用）我们已经知道火在人类文明的发展中起了很重要的作用。中国猿人是最早使用火的人类，首先是利用火山爆发、陨石落地、雷电等产生的野火，有了火就可以来烧制陶器，促进了文明的发展。我们知道火就是从化学反应中获得的。化学反应所放出的能量是当今世界上最重要的能源，因此，研究化学反应及其能量变化对我们来说是有很重要的意义的。【导语二】（影片：镁的燃烧、氢氧焰焊接金属等）化学反应都有新物质产生，同时还伴随着能量变化。人们利用化学反应，有时是为了制取所需要的物质
3、，有时却主要是为了利用化学反应所释放出的能量。例如，人们利用氢氧焰来焊接金属，主要就是利用氢气和氧气化合时所放出的能量。人类的祖先从利用野火起，就已经在利用化学反应所放出的能量了。【导语三】煤、石油、天然气在燃烧时释放出大量的热，你一定想知道：这种热能从何而来？它与化学物质及其化学反应有什么关系？石灰石要经过煅烧才能变成生石灰，高温提供的热能在石灰石的分解反应中起什么作用？今天我们就一起来学习这方面的知识。(二)、合作交流，解读探究一、化学反应中的能量变化【议一议】我们可以生火取暖，用火把照明，用火力发电，用氢氧焰焊接金属等，由这些事例可以得出什么结论？【投影】1、化学反应与能量：化学反应中伴
4、随着能量变化，可以转化成热能、光能、电能等，但以热量变化为主。【思考】燃料燃烧时都会放出大量的热，那么是否化学反应都会放热呢？【实验探究】探究实验13、14中的能量变化。注意操作方法；仔细观察实验现象；总结实验结论；写出化学方程式。【小结归纳】现象及结论：（1）反应产生大量气泡，同时试管温度升高，说明反应过程中有热量放出。化学反应方程式：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2（2）混合搅拌后，玻璃片和小烧杯粘在一起，说明该反应吸收了大量的热，使水温降低结成冰。化学反应方程式：Ba(OH)28H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3+10H2O【投影】2、放热反应和吸热反应 根据能量变化 放热
5、反应：放出热的化学反应 化学反应 吸热反应：吸收热的化学反应【讨论交流】反应是放热还是吸热和反应条件有何关系，是否自发进行的反应就是放热反应，而加热才能进行的反应就是吸热反应？【小结归纳】上述实验中Ba(OH)28H2O和NH4Cl的反应在常温下能自发进行，但是一个吸热反应，镁的燃烧却需点燃才能引发，说明反应放热与吸热和反应条件没有必然的联系。当然，若一个反应需要持续加热才能进行的话，就一定是吸热反应了。常见放热反应有：中和反应、金属和酸的反应、物质的燃烧等，常见的吸热反应有Ba(OH)28H2O和NH4Cl的反应、C和CO2的反应等。【讨论交流】为什么有的化学反应会放出热量，而有的化学反应却
6、需要吸收热量呢？【小结归纳】1、能量守恒是自然界的普遍规律，化学反应中也要遵循能量守恒。2、不同物质具有不同的能量。化学反应中物质发生改变的同时能量也随之改变。3、反应物与生成物的能量差若以热能形式表现即为放热和吸热。反应过程中的能量变化可图示如下：【课件演示】3、化学反应的热效应与反应物生成物能量的关系 E（反应物）E（生成物） 放热反应（能量释放）E（反应物）E（生成物） 吸热反应（能量贮存）Q（反应热）= E（反应物） E（生成物） Q0，放热反应；Q0，吸热反应二、能源问题【课件演示】地球上的主要能源追根溯源是来自太阳1、能源的现状【课件演示】近年来我国化石燃料和水电能源的消费构成示意
7、图。近年来我国能源总消费量与人均能源消费量示意图我国化石燃料与世界主要国家或地区对比。 石油储量/11010t 天然气储量/11010m3煤炭/11010t 北美5.68.4262.9西欧3.46.199.3日本001.0前苏联8.342.5241.0中东5424.20中国2.40.899.0人类社会人均消耗能量的发展概况：2、解决能源问题的对策：【议一议】目前我们所使用的能源主要是化石燃料，化石燃料是经过亿万年才形成的蕴藏量有限的非再生能源，而随着社会的发展，人类对能源的需求量越来越大，那么该如何解决能源的供需矛盾呢？【小结】2、解决能源问题的思路： 提高燃料的燃烧效率 寻找新能源【点拔】如
8、果我们能把煤等燃料的燃烧利用率提高1倍，就相当于将这些燃料的使用时间延长1倍。当今世界各国能源研究的前沿课题之一，就是如何提高燃烧效率，节约能源。那么如何来控制燃烧反应，提高燃料的燃烧效率呢？我们已经知道，可燃物只有当与氧气接触且温度达到着火点时才能燃烧，若空气不足：浪费资源；产生大量一氧化碳污染空气，危害人体健康；若空气太多：过量空气会带走部分热量，浪费能源。而增大燃料跟氧气的接触面积也能使燃料燃烧更充分，如固体燃料粉碎、将液体燃料以雾状喷出、固体燃料液化等。【课件演示】（1）、燃料的充分燃烧充分燃烧的条件燃烧时要有适当过量的空气；燃料与空气要有足够大的接触面。高温煤的汽化或液化：C（s）H
9、2O（）=CO()H2（）干馏煤气：H2、CO、CH4、CO2煤除作燃料直接燃烧外还可以综合利用。【议一议】即使燃料得到了充分的利用,也总有一天会枯竭的。那么还有哪些途径呢？【课件演示】（2）、自然界中能源的再生光能叶绿素6CO26H2OC6H12O66O2光能燃烧我国已人工合成叶绿素，可望实现：CO22H2OCH42O2同时这样地球将会变得更干净（3）、新能源展望：(三)、应用迁移，巩固提高1、化学反应中的能量变化【例1】（原创）下列说法正确的是： （ ）A、化学反应中的能量变化，通常表现为热量的变化B、反应物的总能量高于生成物的总能量时发生吸热反应C、Ba(OH)28H2O与NH4Cl 的
10、反应是放热反应D、木炭在氧气中的燃烧是吸热反应 【解析】B、C、D都说反了，故应选A。【变式】（原创）下列说法正确的是( ) A. 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 B. 放热的反应在常温下一定很容易发生 C. 反应是放热的还是吸热的必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小 D. 吸热反应在常温下一定不能发生【解析】反应是放热还是吸热只取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小，与反应条件和反应途径无关。故应选C。2、燃料的充分燃烧【例2】（原创）为了提高煤燃料的热效率并减少SO2等有害物质的污染，采取的措施是（ ）A通入大量的空气 B将固体燃料粉碎，使之充分燃烧C控制煤的生产D将煤
11、经过处理，使之转化成气体燃料【解析】应选B、D。3、能源【例3】（湘潭市04统考题）“可燃冰”是水与天然气相互作用形成的晶体物质，主要存在于冻土层和海底大陆架中；据测定每0.1 m3固体“可燃冰”要释放出20 m3的甲烷气体；由此可判断下列说法中不正确的是（ ）A“可燃冰”将成为人类新的后续能源B“可燃冰”是水变油，属于化学变化C “可燃冰”具有使用方便，清洁卫生等优点D我国青藏高原冻土层可能存在巨大体积的“可燃冰”【解析】化学反应不可能改变元素，“水变油”是骗局。故应选B。【变式】（娄底市05统考题）能源可分为一级能源和二级能源，自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源，需依靠其它能源的能量
12、间接获得的能源称为二级能源。下列叙述正确的是（ ） A、电能是二级能源 B、水力是二级能源 C、天然气是一级能源 D、煤气是一级能源【解析】电能是其它形式的能量转化成的。故应选A。【变式】（新教材变式题）有人预言：H2是21世纪最理想的能源，以水为原料大量制取氢气最理想的途径是( )A由热电站提供电力电解水D使水与炽热的铁反应制取氢气C使水与焦炭反应制取氢气D利用太阳能分解水【解析】A、B、C均耗能，故应选D。(四)、总结反思、拓展延伸【总结】现代生产和生活中对能量的需求越来越大，而目前煤、石油、天然气等化石燃料依然是主角，因此如何使燃料充分燃烧是缓解能源危机和减少环境污染的重要课题。由于化石
13、燃料是非再生能源，因此在提高燃料的燃烧效率的同时，还需要大力开发新能源。能源的开发利用的历程就是人类文明的发展史。【拓展】（湘潭市05竞赛题）如下图所示，把试管放入盛有25时饱和石灰水的烧杯中，试管中开始放入几小块镁片，再用滴管滴入5mL盐酸于试管中.试回答下列问题：(1)实验中观察到的现象是(2)产生上述现象的原因是(3)写出有关反应的离子方程式(4)由实验推知，MgCl2溶液和H2的总能量(填“大于”、“小于”、“等于”)镁片和盐酸的总能量.【解析】 (1)镁片上有大量气泡产生；镁片逐渐溶解；烧杯中析出晶体.(2)镁与盐酸反应产生氢气，该反应为放热反应，Ca(OH)2在水中的溶解度随温度升
14、高而减小，故析出Ca(OH)2晶体.(3)Mg+2H+=Mg2+H2 (4)小于（五）、当堂检测反馈1（湘乡三中期中试题）“摇摇冰”是一种即用即冷的饮料。吸食时将饮料罐隔离层中的化学物质和水混合后摇动即会制冷。该化学物质是以下的：（ ）A氯化钠B固体硝酸铵C固体氢氧化钠D生石灰 解析：硝酸铵溶解吸热而制冷。选B2（湖南省03初赛题）一种化学冰袋中,含有96gNa2SO410H2O、50gNH4N03、40g(NH4)2SO4、40gNaHSO4。需要时用手揉合，致冷，并能维持23h，说出致冷并能维持较长时间的原因。（Na2SO410H2O和其他3种盐分盛于2只塑料袋中，用时使它们混合并揉合）（
15、1）致冷主要原因 。（2）维持冷的时间较长的原因 _。解析：温度降低，显然应从吸热反应找原因；维持时间较长，显然是速度问题。结合初中学过的溶解以及水合时的热效应，不难得出答案。答案：（1）Na2SO410H2O在揉合时脱水是吸热过程; NH4NO3等溶解也是吸热过程；（2）Na2SO410H2O脱水反应速度慢。启示：化学反应一般是以热和功的形式跟外界环境进行能量交换的，其中以热能的形式进行能量交换最为常见。3、（东山学校05期中试题）下列说法中，正确的是 （ C ）A、 如果某一反应的反应物能量总和高于生成物能量总和，则该反应是吸热反应B、 我国目前使用最多的燃料是酒精C、 煤炭直接燃烧不仅产
16、生大量烟尘，而且生成SO2，导致酸雨的形成D、 煤经过处理后制得水煤气、干馏煤气等，可提高燃烧效率和减少环境污染4、（原创）下列反应既属于氧化还原反应，又是吸热反应的是( B ) A. 铝片与盐酸的反应 B. 灼热的碳与CO2的反应 C. Ba(OH)28H2O与NH4Cl的反应D. 甲烷在氧气中的燃烧反应5（改编题）我国三峡工程所提供的清洁、廉价、大功率可再生的水电，相当于每年燃烧3107吨原煤的火力发电厂产生的电能。因此三峡工程有助于控制（ A ）A温室效应B氮的氧化物的排放C白色污染 D碳氢化合物的排放6（新教材变式题）下列说法中错误的是（BC ）A、焦炭在高温下与水蒸气的反应是吸热反应
17、B、燃料有足够的空气就能充分燃烧C、化学反应的过程，都可以看成是“贮存”在物质内部的能量转化为热能而被释放出来D、氢氧化钾与硝酸的反应是放热反应7（湘潭市05竞赛题）已知石墨和金刚石燃烧化学方程式如下： C（石墨S）+O2(g)=CO2(g) C（金刚石S）+O2（g）=CO2（g）质量分别为12g的石墨、金刚石在某一相同条件下燃烧时各自放出的热量为393.8kJ、395.2kJ，问：对于单质来说，稳定的单质是石墨还是金刚石？简述理由。解析：能量越低越稳定。金刚石燃烧放热更多，说明能量比石墨更高，所以石墨更稳定。五、资料链接研究化学反应中能量变化的意义化学反应所释放的能量是现代能量的主要来源之
18、一。化学反应一般是以热和功的形式跟外界环境进行能量交换，而其中多以热的形式进行能量交换。因此，研究化学反应中的能量变化，主要集中在热量问题上。化学反应中的热量问题，对于化工生产有重要的意义。例如，合成氨反应是放热的，如果不设法将这些热量移走，反应器内的温度就会过高。这样，不仅会烧毁催化剂，使产量降低，还可能发生爆炸事故。在制造原料气的水煤气反应中，需要吸收大量热，如果不及时供应所需要的热量，反应就不能顺利进行，甚至停止。因此，在进行化工设计时，为了保证生产的正常进行，必须事先获得准确的反应热的数据，作为制造热交换设备和规定工艺操作条件的依据。在化工生产中，热能的综合利用问题，不但直接关系到产品
19、成本的高低，而且影响产率的大小。化工设备中的热交换器、余热锅炉、热风炉等的设计和使用，都是为了综合利用热能，以便提高产品产率，降低成本。综上所述，研究反应热，对于化工生产适宜条件的选择、设备的设计和使用，以及对热能的综合利用，都有很大意义。因此，以研究反应热为主要内容之一的化学热力学，是化学科学的一门重要分支。人教社我国的能源概况我国的能源资源十分丰富，世界各国具有的能源资源，我国几乎都有，而且数量也相当可观。我国已成为世界上占第三位的能源生产国。根据1988年的统计资料表明，我国能源产量占世界产量的8（第一位的美国和第二位的前苏联的能源产量之和约占世界总产量的40），能源的消费达2.7101
20、3 MJ,但人均水平却很低。煤炭 我国煤炭资源的总储量为14 380亿吨，已探明的可开采储量为7 310亿吨。1991年的年产量为10.9亿吨，居世界首位，且每年在按4 000万吨左右的速度递增。但全国煤炭资源的分布很不平衡，就总储量计，华北占71.13，西北占9.05，华东占8.15，东北占3.68，中南占2.33。其中山西省约占全国的1/3。我国规划到二十世纪末，年生产量为12亿吨左右，按此水平，我国的煤炭至少还可以开采260年。石油和天然气1991年我国石油产量达1.39亿吨，天然气产量为150亿立方米。估计我国石油资源储量为300600亿吨（也有认为我国远景石油资源为787亿吨，国外估
21、计值为3001000亿吨），而现在已探明的石油储量仅有几十亿吨。天然气资源量预测为3.3105亿立方米，探明的储量只占3左右。因此石油和天然气的开发潜力还很大。石油的年产量目前为1.41.5亿吨，每年尚在按2的速度递增。1990年的原油产量居世界第5位。生物燃料能 我国的森林面积约1.21012 m2，林木蓄积量为95亿立方米，每年可供柴薪216亿千克左右。农村中最主要的生物燃料是秸杆，估计为4.58亿吨，此外还有柴薪2800万吨、畜粪900万吨。至1990年，全国有沼气池338.1万个，年供沼气约10亿立方米。水能 我国地表水年径流量达26 200亿立方米，居世界第四位，按人口计，我国人均占有水资源约2 700 m3，居世界第127位。水能的开发和利用，目前仅占可利用水能的7，水电装机容量仅为1 700万千瓦，开发的程度还是很低的。其他，如核燃料，虽然我国已建立了一批具有相当规模的铀矿开采、冶炼基地，但我国的核电站还起步不久。秦山核电站是30万千瓦的核电站，东部沿海近年中还要再建立一些。人教社9