2019-2020年高中化學(xué)《化學(xué)反應(yīng)中的能量變化》說(shuō)課稿.doc

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2019-2020年高中化學(xué)《化學(xué)反應(yīng)中的能量變化》說(shuō)課稿 ●從容說(shuō)課 本節(jié)教材主要介紹兩部分內(nèi)容：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化以及燃料的充分燃燒。第一部分從復(fù)習(xí)初中的知識(shí)入手，指出化學(xué)反應(yīng)所釋放出的能量是當(dāng)今世界上最重要的能源，由此說(shuō)明研究化學(xué)反應(yīng)及其能量變化的重要性。然后通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)，引出放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的概念，并簡(jiǎn)單介紹了發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)放出熱量或吸收熱量的原因。第二部分內(nèi)容從節(jié)約能源、提高燃燒效率的角度，說(shuō)明研究燃料充分燃燒的重要性。然后，討論了燃料充分燃燒的主要條件。最后，簡(jiǎn)單介紹了煤的氣化和液化，指出這是減少污染物排放及提高燃燒效率的重要途徑。 由于本節(jié)重視對(duì)學(xué)生進(jìn)行能量觀點(diǎn)的教育而對(duì)理論教學(xué)要求不高。因此教學(xué)中充分利用課本中的圖畫。借助媒體穿插放映有關(guān)資料片結(jié)合我國(guó)國(guó)情，討論煤的燃燒和利用，使學(xué)生增強(qiáng)節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境的意識(shí)，認(rèn)識(shí)化學(xué)對(duì)人類進(jìn)步所起的重要作用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。 ●教學(xué)目標(biāo) 1.使學(xué)生了解化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，了解吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)，進(jìn)一步了解化學(xué)反應(yīng)的分類知識(shí)。 2.介紹燃料充分燃燒的條件，培養(yǎng)學(xué)生節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)的意識(shí)，樹立社會(huì)責(zé)任感。 3.通過(guò)分析空氣用量對(duì)燃料燃燒的利與弊，滲透一分為二認(rèn)識(shí)事物的辯證唯物主義觀點(diǎn)的教育。 ●教學(xué)重點(diǎn) 化學(xué)反應(yīng)及其能量變化，放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)。 ●教學(xué)難點(diǎn) 化學(xué)反應(yīng)中能量觀點(diǎn)的建立。 ●教學(xué)方法 實(shí)驗(yàn)、討論、自學(xué)、講解等。 ●課時(shí)安排 一課時(shí) ●教學(xué)用具 計(jì)算機(jī)、大屏幕、投影儀、膠片 試管、膠頭滴管、溫度計(jì)、小燒杯、玻璃片、玻璃棒、鋁片、鹽酸、氯化銨晶體，氫氧化鋇晶體。 ● 教學(xué)過(guò)程 [導(dǎo)入新課]人們都有這樣的經(jīng)驗(yàn)：把一個(gè)生雞蛋放在生石灰里．澆上適量的水，過(guò)一會(huì)兒，生雞蛋就煮熟了。為什么生石灰和水能把生雞蛋煮熟呢? 實(shí)際上，生石灰遇到水會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。在化學(xué)反應(yīng)中．不僅有新物質(zhì)產(chǎn)生，而且還伴隨著能量的變化。這些能量常常以光能和熱能的形式表現(xiàn)出來(lái)。生石灰遇水會(huì)放出大量的熱能，這些能量足以把生雞蛋煮熟。 我們這節(jié)課就來(lái)學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。 ［板書］第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。 ［講解］從人類祖先發(fā)現(xiàn)野火起，人類便叩開了能源之門，開始利用化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量，如今人類所需能量的絕大部分是由化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的，如燃料的燃燒。 ［提問］當(dāng)今人類所使用的燃料主要有哪些？ ［小結(jié)］煤、石油、天然氣等化石燃料及其制品。 ［投影］課本圖1—14 1990年我國(guó)化石燃料和水電能源的消耗構(gòu)成示意圖。 ［師］由此可見，討論化學(xué)反應(yīng)中的能量變化是非常有必要的。事實(shí)上能量的變化不僅表現(xiàn)在化學(xué)反應(yīng)中，如物質(zhì)發(fā)生聚集狀態(tài)變化時(shí)，也伴隨著能量的變化；還有核反應(yīng)時(shí)也伴隨能量的變化。值得我們注意的是，在當(dāng)今社會(huì)中，人們所需要的能量的絕大部分是由化學(xué)變化產(chǎn)生的，特別是由煤、石油、天然氣等化石燃料或它們的制品燃燒所產(chǎn)生的。 ［過(guò)渡］是否化學(xué)反應(yīng)均有能量放出？ ［學(xué)生實(shí)驗(yàn)］分組進(jìn)行。 實(shí)驗(yàn)1—3 測(cè)量鋁與鹽酸反應(yīng)中的能量變化。 實(shí)驗(yàn)1—4 Ba(OH)28H2O與NH4Cl晶體的反應(yīng)。 ［結(jié)論］鋁片與鹽的反應(yīng)放出熱量使溶液溫度升高，Ba(OH)28H2O與NH4Cl晶體的反應(yīng)要吸收熱量使玻璃片上的水結(jié)冰與水燒杯粘在一起。 ［小結(jié)］可見，化學(xué)反應(yīng)伴有能量變化，常表現(xiàn)為熱量的放出和吸收。 ［講述］像鋁與鹽酸放出熱的反應(yīng)還有很多，如甲烷、一氧化碳等燃料的燃燒，而類似H2與CuO的反應(yīng)則要吸熱。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)中是否有熱量的放出和吸收可對(duì)化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行分類。 ［板書］一、化學(xué)反應(yīng)中的能量變化 ［設(shè)疑討論］為什么化學(xué)反應(yīng)中會(huì)有放熱或吸熱現(xiàn)象呢？ ［投影分析］①新舊物質(zhì)組成結(jié)構(gòu)不同，本身具有的能量不同。 ②反應(yīng)中能量守恒。 ③反應(yīng)物與生成物的能量差若以熱量形成表現(xiàn)即為放熱或吸熱。 ［板書］ ［投影］課本P20圖1—17，化學(xué)反應(yīng)中的能量變化示意圖。 ［生］觀察和理解圖1—17的能量變化原因，并通過(guò)閱讀教材進(jìn)一步理解吸熱和放熱反應(yīng)的原理。 ［轉(zhuǎn)引］目前人們所需大部分能量來(lái)源于化石燃料的燃燒，化石燃料是經(jīng)過(guò)億萬(wàn)年才形成的蘊(yùn)藏量有限的非再生能源。隨著社會(huì)的發(fā)展，人類對(duì)能源的需求量越來(lái)越大，因此如何合理利用能源以及開發(fā)新能源等是擺在人類面前的一個(gè)非常重要的問題。其中如何提高燃燒效率，節(jié)約能源是人們研究能源的前沿課題之一。 ［板書］二、燃料的充分燃燒 ［投影］1.燃料充分燃燒的條件是什么？ 2.燃料不充分燃燒會(huì)造成怎樣的結(jié)果？ 3.為使燃料充分燃燒，要通入足夠多的空氣。是否空氣越多越好？ 4.增大燃料與空氣接觸面積可采取哪些措施？ 5.煤直接燃燒會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生哪些污染？ 6.高效、清潔利用煤炭的重要途徑有哪些？ ［師生活動(dòng)］師生共同討論，得出結(jié)論。 ［板書］結(jié)論1：條件 ［思考］對(duì)比燃料燃燒的條件和充分燃燒的條件。 ［投影］結(jié)論2：燃料不充分燃燒，會(huì)造成產(chǎn)熱少，浪費(fèi)資源，產(chǎn)生CO、煙塵等污染空氣，危害人體健康。 結(jié)論3：燃料充分燃燒要有足夠空氣，但并不意味著空氣越多越好，因?yàn)檫^(guò)量的空氣會(huì)帶走部分熱量，同樣造成浪費(fèi)，因此要適當(dāng)控制。 ［設(shè)問］由此你能想到些什么？ ［講述］“物極必反”，因此對(duì)任何事物都要一分為二辯證地去分析。 結(jié)論4：大塊固體燃料與空氣接觸面積小，燃燒往往不完全，為此可采用粉碎固體燃料，霧化液體燃料等辦法，以增大燃料與空氣的接觸面積，提高燃燒效率。 結(jié)論5：煤炭直接燃燒產(chǎn)生大量煙塵，產(chǎn)生二氧化硫氣體，造成大氣污染，形成酸雨。 ［屏幕顯示］酸雨的形成及危害。 酸雨的酸度主要是由硫酸和硝酸造成的，由于我國(guó)是燃煤大國(guó)，其酸雨中硫酸含量一般比硝酸多，屬硫酸型酸雨。酸雨的形成，一般認(rèn)為是由人為排放的二氧化硫和氮氧化物等酸性氣體進(jìn)入大氣，當(dāng)達(dá)到一定濃度后，在水凝結(jié)過(guò)程中溶解于水形成亞硫酸和硝酸，亞硫酸經(jīng)由某些污染物的催化作用及氧化劑的氧化作用生成硫酸，硫酸、硝酸隨雨水降下形成酸雨，此過(guò)程可簡(jiǎn)單表示如下： 2SO2＋2H2O＋O22H2SO4 NOxHNO3 另外形成酸雨還要有一定的環(huán)境氣候條件，如濕度高、雨量大、無(wú)風(fēng)，以及一定的地理因素。 酸雨的危害非常之大，酸雨落入水里，可使水體酸化，造成魚群死亡；酸雨落在植被上，使綠葉枯黃而凋零，造成農(nóng)作物大量減產(chǎn)；酸雨落到建筑物上，可把建筑物腐蝕得千瘡百孔，污跡斑斑，酸雨落入土壤，使土壤嚴(yán)重酸化，土質(zhì)改變，從而影響農(nóng)作物的生長(zhǎng)；酸霧可侵入人體肺部深處，引起呼吸道疾病甚至死亡。 酸雨是無(wú)情的，可謂“空中死神”，因此人類必須采取措施防治與根絕酸雨。 結(jié)論6：人為排放的二氧化硫主要來(lái)自含硫煤的燃燒，因此采取排煙脫硫，回收二氧化碳用以其他生產(chǎn)，可使其變廢為寶，采用對(duì)燃料脫硫的辦法，綜合開發(fā)煤、硫資源，可使物盡其用。另外，大力研究開發(fā)潔凈煤技術(shù)，將固體煤氣化或液化，是減少污染物排放，防止酸雨以及提高煤炭利用率的重要途徑。 ［板書］2.煤的氣化或液化 如：C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g) CO＋2H2CH3OH 煤干餾得干餾煤氣：H2、CH4、CO、CO2等。 ［設(shè)疑］實(shí)際應(yīng)用中煤僅作燃料而燒掉嗎？ ［投影顯示］資料：煤的氣化和液化的意義 煤炭直接燃燒不僅產(chǎn)生大量的煙塵，而且煤中所含的硫在燃燒時(shí)會(huì)生成SO2，導(dǎo)致酸雨形成，嚴(yán)重污染環(huán)境。因此，發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)、減少污染物的排放、提高煤炭利用率至關(guān)重要，煤的氣化和液化是高效、清潔地利用煤炭的重要途徑。 所謂煤的氣化(或液化)就是將固體煤經(jīng)過(guò)處理后變?yōu)闅怏w燃料(或液體燃料)的過(guò)程。如：水煤氣、干餾煤氣等氣體燃料就是煤經(jīng)一系列處理后氣化的產(chǎn)物；甲醇等液體燃料是煤經(jīng)處理后液化的產(chǎn)物： C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)(煤的氣化) C(s)＋H2O(g) 合成氣(CO＋H2)CH3OH(l)(煤的液化) 固體煤經(jīng)處理后變成氣體燃料或液體燃料，達(dá)到了“去硫脫塵”的目的，因此，燃燒時(shí)大大減少SO2和煙塵對(duì)大氣造成的污染，而且還因氣化或液化后，燃料跟空氣的接觸面增大，使燃料更趨充分完全，燃燒效率更高。 ［引導(dǎo)］隨社會(huì)發(fā)展，人類進(jìn)步，對(duì)能源要求日趨增多，因此，在合理利用能源，節(jié)約能源的同時(shí)，必須開發(fā)新能源，研究能源技術(shù)。 ［板書］三、當(dāng)今能源技術(shù)及未來(lái)瞻望 ［講述］自從人類祖先發(fā)現(xiàn)野火叩開能源之門后，隨著人類不斷的實(shí)踐、探索和積累，人們已掌握了一定的能源利用技術(shù)，時(shí)至今日可被人們利用的能源種類非常之多。如取之不盡的風(fēng)能，利用風(fēng)力提水，風(fēng)能發(fā)電，來(lái)自大海的饋贈(zèng)，利用波浪能發(fā)電，建立潮汐電站，利用海邊溫差發(fā)電，還有俯拾皆是的生物質(zhì)能，用之不竭的地?zé)崮?，?dāng)今利用最多的化石能等。瞻望未來(lái)，隨著科技和社會(huì)的進(jìn)步，人類必將進(jìn)入一個(gè)嶄新的多能源時(shí)代。如大有希望的太陽(yáng)能、核能、氫能等。無(wú)論怎樣，“科學(xué)技術(shù)”是第一生產(chǎn)力。因此，對(duì)于大家——青少年朋友，是祖國(guó)的未來(lái)和希望，要抓住大好的時(shí)機(jī)，練就過(guò)硬的本領(lǐng)，以投身祖國(guó)的建設(shè)發(fā)展。 ［投影練習(xí)］ 1.下列說(shuō)法正確的是 A.需加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng) B.放熱的反應(yīng)在常溫下就一定能進(jìn)行 C.反應(yīng)是放熱還是吸熱是由反應(yīng)物和生成物所具有的總能量的相對(duì)大小決定的 D.吸熱反應(yīng)在一定條件下也能進(jìn)行 解析：化學(xué)反應(yīng)的能量變化主要表現(xiàn)為熱量的變化，反應(yīng)是吸熱還是放熱主要取決于反應(yīng)物和生成物的總能量的相對(duì)大小，與反應(yīng)條件無(wú)關(guān)，放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)在一定條件下都能進(jìn)行，反應(yīng)開始時(shí)需加熱的反應(yīng)可能是吸熱反應(yīng)也可能是放熱反應(yīng)，所以正確答案為C、D。 答案：CD 2.下列說(shuō)法不正確的是 A.天然氣是氣體，它不屬于化石燃料 B.反應(yīng)物的總能量就是反應(yīng)物的總熱量 C.化石燃料在燃燒過(guò)程中能產(chǎn)生污染環(huán)境的CO、SO2等有害氣體 D.煤轉(zhuǎn)化為煤氣后燃燒，可以提高燃燒效率 解析：煤、石油、天然氣等都是由古代動(dòng)植物遺體埋于地下深處，并在地殼中經(jīng)過(guò)一系列非常復(fù)雜的變化億萬(wàn)年才形成的非再生能源，它們都是化石燃料，所以A錯(cuò)。 反應(yīng)物的總能量是無(wú)法測(cè)得其絕對(duì)值的，只有變化過(guò)程中才會(huì)有相對(duì)的增加或減少，而熱量就是指在變化過(guò)程中能量的相對(duì)改變量，所以B錯(cuò)。 化石燃料的主要組成元素是C和H，另外也有少量N、S等，所以在燃燒過(guò)程中除了主要生成CO2和H2O外，還有一定量的含污染環(huán)境的CO、SO2、NOx等有害氣體，所以C正確。 煤經(jīng)過(guò)液化或氣化后，增大了與空氣的接觸面積，可以充分燃燒，提高燃燒效率，所以D正確。 答案：AB 3.下列反應(yīng)既屬氧化還原反應(yīng)，又屬放熱反應(yīng)的是 A.鋁片與稀鹽酸的反應(yīng) B.Ba(OH)28H2O與NH4Cl的反應(yīng) C.灼熱的碳與二氧化碳的反應(yīng) D.甲烷在氧氣中的燃燒反應(yīng) 解析：A、C、D屬氧化還原反應(yīng)，B為復(fù)分解反應(yīng)屬非氧化還原反應(yīng)，A、D屬放熱反應(yīng)，而灼熱碳與二氧化碳的反應(yīng)需吸熱。 答案：AD ［問題探究］焦炭在空氣中的燃燒反應(yīng)是放熱反應(yīng)，為什么使焦炭燃燒還要點(diǎn)燃？ ［學(xué)生活動(dòng)］討論、思考、分析并回答：焦炭燃燒放熱和使焦炭燃燒的點(diǎn)燃是兩個(gè)不同的概念。在常溫下，焦炭在空氣中因未達(dá)到燃點(diǎn)而不能燃燒，只有對(duì)其加熱使溫度升高到燃點(diǎn)時(shí)才能燃燒，點(diǎn)燃是焦炭在空氣中燃燒的條件。焦炭燃燒放熱，是因?yàn)榻固亢脱鯕馑哂械目偰芰扛哂谌紵a(chǎn)物(如二氧化碳)的總能量，燃燒時(shí)有一部分能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿柔尫帕顺鰜?lái)。 也正是因?yàn)榻固康娜紵磻?yīng)為放熱反應(yīng)，焦炭一旦被點(diǎn)燃之后，反應(yīng)放出的熱量使尚未燃燒的焦炭的溫度保持在燃點(diǎn)或燃點(diǎn)以上，使燃燒反應(yīng)持續(xù)下去。 ［投影總結(jié)］ ［布置作業(yè)］1.課后習(xí)題一、二 2.閱讀教材“資料”“閱讀”部分 3.查閱有關(guān)資料，了解當(dāng)前能源技術(shù)的發(fā)展，預(yù)測(cè)未來(lái)能源技術(shù)的突破，想象有可能開發(fā)的新能源，以書面形式成文。 ●板書設(shè)計(jì) 第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)中的能量變化 一、化學(xué)反應(yīng)中的能量變化 煤干餾所得干餾煤氣：主要成分有H2、CH4、CO、CO2。 三、當(dāng)今能源技術(shù)及未來(lái)瞻望 ●教學(xué)說(shuō)明 本課為較好的聯(lián)系社會(huì)實(shí)際的素材。資源、能源、環(huán)保是當(dāng)今社會(huì)的重要熱點(diǎn)問題，教學(xué)中結(jié)合教材要滲透資源、能源和環(huán)保的知識(shí)，以培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，使命感。 在合理利用能源的教學(xué)中，通過(guò)對(duì)空氣用量對(duì)燃料燃燒的利弊分析，適時(shí)地對(duì)學(xué)生進(jìn)行辯證思想教育，做到融思想教育于知識(shí)教學(xué)中。 在教學(xué)策略上本課盡可能采用實(shí)驗(yàn)、資料、投影、錄像等教學(xué)手段，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，通過(guò)對(duì)設(shè)置問題的分析、討論、閱讀、引導(dǎo)等教學(xué)方法，訓(xùn)練學(xué)生思維能力，閱讀能力等，同時(shí)增進(jìn)師生之間，學(xué)生之間的交流與合作。