人教版 (2019)第一节 化学反应与能量变化优秀教案设计

化学反应与能量变化

【第一课时 化学反应与热能】

【教学目标】

知识与技能

1.获得化学能与热能化学实验的基础知识和基本技能，学习实验研究的方法，能完成吸热反应和放热反应的化学实验。

2.形成吸热反应和放热反应的概念。

3.能从能量守恒定律和化学键的角度来解释化学反应中能量变化之间的关系。

过程与方法

具有较强的问题意识，能够发现和提出化学能与热能的探究性问题，敢于质疑，勤于思索，逐步形成独立思考的能力，善于与人合作，具有团队精神。

情感、态度与价值观

1.发展学生学习化学的兴趣，乐于探究物质变化的奥秘，体验科学探究的艰辛和喜悦，感受化学世界的奇妙与和谐。

2.培养学生严谨求实，勇于探索科学精神。

3.培养学生有参与化学科技活动的热情，有将化学能与热能的化学知识应用于生产、生活实践的意识，能够对与化学有关的社会和生活问题做出合理的判断。树立正确的能源观。

【教学重难点】

教学重点

实验探究和通过实验探究化学反应与能量变化，掌握吸热反应和放热反应的概念

教学难点

从微观结构的角度理解化学反应中能量的变化，从而建立起科学的能量变化观。

【教具准备】

1.仪器用品：温度计、玻璃棒、玻璃片、烧杯、量筒、试管、锥形瓶、气球、胶头滴管。

2.药品：镁条、、、、固体、 固体。

【教学过程】

【创设问题情境】

播放神州七号发射时的视频。从化学的角度分析，你知道神州七号顺利升空所需要的巨大推动力是如何产生的吗？

【结论】燃料通过化学反应放出巨大能量

【展示】本节课的课题：化学能与热能

【展示】本节课探究内容

1.感受化学能与热能的相互转化；

2.从理论角度分析化学能与热能的相互转化的实质；

3.自我体验酸碱中和反应的热能变化。

【设问】

物质在发生化学反应的同时还伴随着能量的变化，这些能量变化通常又表现为热量的变化。化学变化中热量变化的具体形式有哪些呢？下面我们就通过实验来进行研究、探讨。

【学生分组实验】

实验探究一：镁与盐酸反应中能量的变化

取试管加入2～3滴管的盐酸，再插入一小段镁条。

实验探究二：常温下氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应过程中能量的变化

1.将气球中的固体倒入装有固体的锥形瓶中，振荡锥形瓶使两者固体充分混合；

2.将充分振荡后的锥形瓶放在滴有2滴管的玻璃片上静置半分钟。

【思考与交流】

通过以上两组实验我们可以感受到：化学反应中的能量变化经常表现为热量的变化，有的反应放热，有的反应吸热。那么化学反应中为什么会有能量变化？一个化学反应究竟是吸收能量还是放出能量又由什么决定呢？接下来，我们将围绕这些问题，从微观和宏观的角度来揭示这些秘密。

一、微观角度：从能量守恒的角度分析化学反应中能量的变化

结论：①该反应________（放出或吸收）能量；②能量的转化形式是________能转化为________能；

③该反应表现为________（放热或吸热）反应。

结论：①该反应________（放出或吸收）能量；②能量的转化形式是________能转化为________能；

③该反应表现为________（放热或吸热）反应。

【小结】

1.镁与盐酸反应过程中能量的转化方式是________能转化为________能；

2.氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应过程中能量的转化方式是________能转化为________能。

【教师讲解】

二、微观角度：从化学键的角度分析化学反应中能量的变化

1.从化学键的角度分析化学反应的本质是：________________________________________

2.当物质发生化学反应时，断开反应物的化学键要________（放出或吸收）能量；而形成生成物的化学键要________（放出或吸收）能量。

【练习反馈】已知拆开中的化学键要吸收的能量，拆开中的化学键要吸收的能量，形成水分子中的键要放出的能量，试说明中的能量变化。

断裂反应物化学键吸收的总能量为：________________________________

形成生成物化学键放出的总能量为：________________________________

生成时的能量变化为：________________________________

【设问】

通过前面的学习，我们知道有的反应放热；有的反应吸热。那么，作为一类重要而常见的反应，酸与碱的中和反应是放热的还是吸热的呢？下面，请同学们自己通过实验来揭开这个秘密。

【学生分组实验】

实验步骤：

1.先记录室温作为酸.碱溶液的起始温度。

2.用一个量筒量取的酸溶液，倒入小烧杯中备用。

3.用另一个量筒量取的碱溶液，并缓慢倒入上述烧杯中，边加边用玻璃棒搅拌；用温度计测量混合溶液的最高温度。

【学生汇报实验结论】

①实验反应的离子方程式________________②实验中生成的的量________________

③温度变化的幅度________________________④酸碱中和反应均为________________反应

实验反思一：如何近似计算出上述两个中和反应中所放出的热量呢？

已知：①混合液的比热容，②，③，

Q=________________________________________________________________________

实验反思二：若要更准确地测定出HCl溶液与NAOH溶液反应所放出的热量，你认为：

1、根据计算公式，影响热量测定的关键数据是什么？________________________

2、如何设计实验装置使关键数据更为准确？____________________________________

_______________________________________________________________________________

【学以致用】

1.已知反应。有人将装有固体的密闭聚乙烯管安装在房屋的外墙就能达到白天蓄热使室内保持低温；晚上再把白天所蓄热量放出，使室内保持温暖。以下说法正确的是（    ）

A．白天将太阳能转化为化学能     B．白天将化学能转化为太阳能

C．晚上将化学能转化为热能     D．晚上将热能转化为化学能

2.炎热的夏季里，能喝上一口冰镇饮料是非常惬意的事情。目前，一种被人称为“摇摇冰”的即冷即用饮料畅销各大商场。所谓“摇摇冰”，是指吸食前将饮料隔离层中的制冷物质和水混合摇动能使瓶中饮料冷却。若该制冷物质可以在下列物质中选择，它应该是（    ）

A．氯化钠    B．固体硝酸铵   C．浓硫酸    D．固体氢氧化钠

3.现市面上有一种叫“一拉热”的食品，上层是冷糕点，底层有一根线，拉动该线，不一会儿的功夫盒内糕点就热气腾腾。某同学对这一包装产生了兴趣，于是将盒子拆开，发现该产品的下层套内放置加温装置，拉动拉线，可使装置内一包白色固体和一小包水相遇，从而产生热量对糕点进行加热，在几分钟内可使糕点达到。你能帮他解释原理吗？大胆推测该白色固体可能的成分。

【第二课时 化学反应与电能】

【教学目标】

知识与技能

1.获得化学能与电能转化的化学实验的基础知识和基本技能，学习实验研究的方法，能设计并完成化学能与电能转化的化学实验。

2.形成原电池的概念，探究构成原电池的条件。

过程与方法

1.经历对化学能与电能转化的化学实验探究的过程，进一步理解探究的意义，学习科学探究的基本方法，提高科学探究的能力。

2.能对自己的探究原电池概念及形成条件的学习过程进行计划、反思、评价、和调控，提高自主学习化学的能力。

情感、态度与价值观

赞赏化学科学对个人生活和社会发展的贡献，关注能源问题，形成正确能源观。

【教学重难点】

教学重点：原电池的概念与构成的条件。

教学难点：用已经学过的有关知识探究化学能转化成电能的条件和装置。

【教具准备】

多媒体、烧杯、导线、电流表、铜片、锌片、石墨棒、稀硫酸。

【教学过程】

【新课导入】多媒体动画展示：热电厂生产的过程

一、化学能转化成热能、热能转化成机械能、机械能转化成电能

二、化学能直接转化为电能的原理与装置

【学生自学】阅读课本。思考问题：（教师播放投影片）

1.当氧化剂和还原剂直接接触进行反应时，化学能要经过一系列能量转换才能转化为电能。

2.把氧化剂和还原剂分开，使氧化反应和还原反应在两个不同区域进行。

3.需要在氧化剂和还原剂之间架设桥梁使电子从氧化剂区域流向还原剂区域。

4.考虑氧化反应和还原反应发生的条件和环境，化学物质的选择。

5.从电学角度考虑仪器选择和组装问题

【师生互动】

1.学生活动形式：组成课堂学习小组进行讨论，建立思维模型。

2.挖掘学生已有的氧化还原反应知识来分析氧化剂和还原剂之间电子转移中的能量转化。

3.积极引导学生思考将氧化反应和还原反应拆开的有关问题（怎样实现上述想法？氧化剂和还原剂分别选择什么物质？它们怎样给出和接受电子？）。

师：能否将氧化反应区域和还原反应区域拆开？这样在氧化反应区域和还原反应区域之间可能有电子流动，从而完成化学能向电能的转化。

实验设计：1.原电池实验：

①Cu、Zn分别插入稀硫酸中。②Cu、Zn同时插入稀硫酸中，但不接触。③将Cu、Zn用导线连接起来。

④在Cu、Zn导线之间接电流表。⑤将Cu、Zn导线互换再接电流表。

Zn片发生氧化反应，Zn：Zn－2e＝Zn2-      负极  

H+在Cu片上发生还原反应，Cu：2H++2e ＝H2 ↑正极

师：很好，总的离子反应方程式： Zn2+ + 2H+ ＝Zn2+ ＋ H2↑

实验探究２：

2.与稀硫酸进行实验。3.Cu—石墨与稀硫酸进行实验。（在短时间内，不考虑氧气的作用）4.Zn—石墨与稀硫酸进行实验。5.与稀硫酸进行实验。6.与乙醇进行实验。7.与一个西红柿进行实验。8.与两个西红柿进行实验

上述实验及现象以表格对比的形式呈现出来。

①两极材料不同的各种现象。

②不同溶液的各种现象。

③电极在同一容器和不同容器中的现象。

化学用语化：将上述成功转化实验中的反应，用氧化反应式、还原反应式和总化学方程式的形式表示出来

【课堂小结】

1.归纳、概括形成原电池概念：将化学能转化为电能的装置叫做原电池。

［知识拓展］2.总结归纳原电池的构成条件：

①有两种活动性不同的金属（或非金属单质）作电极。②电极材料均插入电解质溶液中。③两极相连形成闭合电路。

3.抽象出原电池化学反应本质：较活泼的金属发生氧化反应，电子从较活泼的金属（负极）通过外电路流向较不活泼的金属（正极）

【活动与探究】

从下列课题中选择你感兴趣的问题，自由组成学习小组开展研究性学习活动。

设计各种情况下观察锌与稀硫酸反应产生氢气的速率，并探究其原因：

（1）将一粒纯锌、一粒粗锌与铜丝分别放人装有稀硫酸的不同试管中，观察氢气产生的速率；

（2）将铜丝取出，与纯锌粒接触后放人装有稀硫酸的试管中，观察氢气的产生速率及溶液有无颜色变化；

（3）在锌与稀硫酸反应的试管中，滴人少量硫酸铜溶液，观察实验现象。