化学能与热能的相互转化教学设计.docx

化学能与热能的相互转化教学设计化学能与热能的相互转化教学设计 杨英 一、教学背景分析 根据新课程的基本理念，教师应该帮助学生认识化学与人类生活的密切关系，所以要从生活实际引入本节课，激发学生探究欲望，让学生初步了解化学反应与能量之间的关系，让学生通过三个具体实验对实验现象和结论的描述，使学生把握化学反应中物质守恒和能量守恒的规律。学生知道化学反应能够制造新物质之外，还能够提供能量。用一些具体量去分析问题的思想，学生相对比较薄弱，需要在日常的教学中不断的培养。 二、教学内容分析 本节内容为人教版高中化学必修2第二章第一节，该内容属于化学反应原理范畴。化学课程标准关于化学反应与能量的内容在初中化学、高中化学必修2和选修4中均有安排，在高中选修4中还将从科学概念的层面和定量的角度比较系统深入地再学习。因此本节内容既是对初中化学相关内容的提升与拓展，又是为选修4奠定必要的基础。化学能与热能一节课是新课程高中教材中新增加的知识，课标对这部分内容有较高要求，是化学中物质变化与能量变化两条主线之一，是建构完整的化学反应观念的一部分，也是下一节化学能与电能学习的基础。通过化学能与热能的学习，学生将对化学在提高能源的利用率和开发新能源中的作用与贡献有初步认识，初步树立起科学的能源观，这将增进学生对化学的学习兴趣与情感，体会化学学习的价值。 三、教学目标 1、知识与技能目标：了解化学能与热能的相互转化；理解化学反应中化学键的断裂和形成是能量变化的主要原因；掌握化学反应是吸收能量还是放出能量的判断方法。 2. 过程与方法： 通过实验，理解化学反应中能量变化主要表现为热量的形式，形成吸热和放热的概念；通过科学探究和学生活动，让学生在实验探究中认识和感受化学能和热能之间相互转化，体会定性和定量的研究化学反应中热量变化的实验方法。 3. 情感、态度、价值观： 感知生物体内生命活动过程中的能量转化，能源与人类的密切关系，深刻体会到化学知识与生活的密切联系，建立正确的能量观；通过实验培养学生的探究意识，提高学生的观察、思考的能力，体现合作学习，让学生自主地获取知识，感受到学习的乐趣。 四、教学重点 化学能与热能之间的内在联系以及化学能与热能的相互转化。 五、教学难点 从本质上理解化学反应的能量变化。 六、教学方法： 阅读、交流讨论、实验探究。 七、教学过程 化学反应中能量变化的主要原因是什么？ 化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量，决定因素是什么？。 当E E反应放出能量； 当E E反应吸收能量。 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。 能源、信息和材料被称为现代社会发展的三大支柱，能源与我们社会的发展息息相关，人类的文明就起源于火，早在远古时期，原始人就会利用火来取暖和烘烤食物。这个过程就是化学反应放热的过程，今天我们就来共同学习第二章的第一节第二部分化学能与热能的相互转化。 二、化学能与热能的相互转化 下来我们通过实验来认识和感受化学能热能的相互转化。 <实验探究> 学生分组实验，老师指导注意事项。 实验一：教材第33页实验2-1 在一支试管中加入2-3mL6mol/L的盐酸，再插入用砂纸打磨光的铝条。观察现象，并用温度计测量溶液温度的变化。 现 象 1. 有气泡放出 结 论 1. 该反应是 放热 反应； 2. 温度计的液柱升高，由 2. 化学 能转化为 热 能释放到 ； 3. 手触摸的感觉是 变热。 提问：提问学生，回答观察到的现象并给予点评。 1、6HCl+2Al=2AlCl3+3H2 放热反应 实验二：教材第34页实验2-2 将约20gBa(OH)2.8H2O晶体研细后与越10gNH4Cl晶体一起放入烧杯中，并将烧杯放在滴有几滴水的玻璃片或小木板上，用玻璃棒快速搅拌，闻气味，用手触摸杯壁下部，试着用手拿起烧杯，观察现象。 现 象 结 论 出来。 1. 产生 刺激性 气味气体，混合物呈 糊 1. 反应产生 氨气，并有 水生成； 状； 2. 手触摸杯壁下部感觉 温度降低； 3. 玻璃片与烧杯 黏在一起 。 2. 该反应是 吸热 反应； 3. 热能转化为 化学能储存起来。 提问：提问学生，回答观察到的现象并给予点评。 2、 Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3+10H2O 吸热反应 <思考与交流> 反应中的能量从何而来？它与化学物质及其化学反应有关系吗？ <讨论结果> 1、从化学键键能的角度分析 一个化学反应的过程，本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。化学键断裂吸收能量，化学键形成放出能量。所以，一个化学反应是吸热还是放热取决于：所有断键吸收的总能量与所有形成新键放出的总能量的相对大小。 2、从物质总能量的角度分析 当反应物的总能量大于生成物的总能量时，该反应为吸热反应； 当反应物的总能量小于生成物的总能量时，该反应为放热反应。 所以，一个化学反应是放热反应还是吸热反应取决于：反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。 <思考与交流> 酸与碱的中和反应是吸热反应还是放热反应？ <实验探究>演示实验 实验三： 教材第34页实验2-3 在50mL烧杯中加入20mL2mol/L的盐酸，测其 温度。另用量筒量取20mL2mol/LNaOH溶液，测其温度，并缓缓地倾入烧杯中，边加边用玻璃棒搅拌。观察反应中溶液温度的变化过程，并做好记录。 盐酸温度 室温 室温 升高 1. 该反应是 放热反应，酸碱中和反应是 放热反应； 2. 化学能转化为热能释放出来，称为中和热。 NaOH溶液温度 反应后温度 结 论 3、H+ + OH- = H2O 放热反应 中和热：酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量 <思考与交流> 你还能举出一些吸热反应和放热反应的例子吗？ C+CO2 放热反应 燃料的燃烧 酸碱中和反应 金属与酸的反应 物质氧化 吸热反应 H2+CuO C+H2O Ba(OH)2.8H2O+NH4Cl CaCO3高温分解 我们可以利用放热反应来为我们的生活生产提供能量，让学生了解能源的利用与人类历史发展的关系。 阅读课本P35-P36 1、生物体中的能量转化 生物 反应物 植物 H2O+CO2 变化过程 光合作用 生成物 糖类(淀粉等) H2O+CO2 能量转化过程 光能 化学能 能 化学能 热 能 动物 食用糖类 缓慢氧化 4、生物体中的能量变化 2、人类利用能源的三个阶段 柴草 时期 化石 能源时期多能源结构时期 社会发展与能源利用 : 从化学键键能角度 从物质总能量角度 放热反应 断键吸收的总能量小于形成新键 反应物的总能量大于生成物的总放出的总能量 能量 吸热反应 断键吸收的总能量大于形成新键 反应物的总能量小于生成物的总放出的总能量 能量 1、下列反应中属吸热反应的是 A 镁与盐酸反应放出氢气 B 氢氧化钠与盐酸的反应 C 硫在空气或氧气中燃烧 D Ba(OH)28H2O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 B 放热反应全部不需要加热即可发生 C 需要加热条件的化学反应都是吸热反应 D 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 : 1：p37 4、8、11、12 2：思考与交流：如果要通过实验来测定盐酸与氢氧化钠反应的中和热，你认为在设计实验装置和操作时应该注意哪些问题？你准备如何设计并进行实验？请与同学讨论、交流。 二、化学能与热能的相互转化 1、2Al+6HCl=2AlCl3+3H2 放热反应 2、Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3+10H2O 吸热反应 3、H+ + OH- = H2O 放热反应 中和热：酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量 4、生物体中的能量变化社会发展与能源利用 七、： 1、从化学键微观本质到物质总能量的宏观特征分析能量变化，跨度较大，部分学生理解不到位，导致分析判断有误，应加强这方面的练习。 2、通过实验，让学生自己观察现象和得出结论，加深学生对实验的印象，增加了学生对化学课的学习兴趣。 3、 在设计教学目标时，要根据学生的情况，应该照顾不同水平学生的需要。 6 八 、教学反思 从化学键微观本质到物质总能量的宏观特征分析能量变化， 跨度 较大，部分学生理解不到位，导致分析判断个别有误，应结合动画、 图像等缓慢过渡，使学生形象直观的体验理解，以突破难点。 1感性材料，理性分析 新课程的理念就是要将知识与生活联系起来。自热饭盒图片的展示为同学提供了感性材料,接着引导学生进行深入的理性思考。从生活中的事例去研究反应放热或吸热的原因，学生能够真心实意地参与课堂活动，这使课堂教学的实效性得到了充分提高。 2充分了解学生，精心设计“理解断层” 根据学生认知规律和心理特征，教师应该照顾不同水平学生的需要。因此，在设计教学目标时既有基础性目标，又有开放性目标。当要求学生多角度地解释放热的原因时，他们求知的渴望便会产生和增长，正如建构主义学者认为，认知失调会激发学生主动去探究。 3教材的整合和学科思想的渗透 化学键的拆开与形成和具体的能量数值联系在一起，定量计算反应是放出能量还是吸收能量，又要从物理学的相对能量高低与能量的转化的视角去认识放热反应与吸热反应，最后还要将两套判断标准有机的结合在一块，从微观与宏观两个角度去认识反应的反应热，显然难度较大，尤其是两套判据的整合。我将课本上的内容进行整合，首先展示自热饭盒的图片，让同学们对反应的热量变化有一个初步的认识，然后将课本上的实验，提前到课始，让同学们直接感受反应中的能量变化，在感性认识的基础上，产生探究、理解反应吸、放热原因的欲望与冲动。接着提问：化学反应的实质是什么？将化学键与能量变化巧妙地联系起来，通过具体数据，定量地解释了反应中为什么有能量的变化。接着转换角度，从物理学吸收能量、放出能量与体系自身能量的高低角度，展开了对化学反应中能量变化与反应物生成物自身能量高低的讨论。在讨论过程中运用动画和图片的手段，分解步骤，介绍清晰明了，帮助学生理解，帮助学生做出判断，体现为学生着想的理念。 4思考 要培养学生多角度思考问题的能力，这需要教师平时在设计的问题上具有开放性。而对于同一反应，部分学生从能量的角度和化学键的角度容易得到相异的结论，这是一个值得思考的问题，如何去化解这个难点。