資源簡介

《化學能與熱能》教學設計
課題名稱 化學能與熱能
教材版本 人教版化學必修第二冊
課時安排 1課時
教學內容的分析 地位和功能:本節內容為《人教版高中化學第二冊第六章第一節（化學反應與能量變化）》，我選取的是其第一課時內容化學能與熱能的講解。該內容屬于化學反應原理范疇。在初中已從燃料的角度初步學習了“化學與能源”的一些知識，在高中選擇性必修中還將從科學概念的層面和定量的角度比較系統深入地再學習。因此本節內容既是對初中化學相關內容的提升與拓展，又是為選修4奠定必要的基礎。 能量是本節最核心的一個關鍵詞，能源更是國際社會共同關注的話題。本節知識在社會生產、生活和科學研究中有著廣泛的應用，是對人類文明進步和現代化發展有重大價值的知識，與我們每個人息息相關。總之，化學能對人類的重要性決定了本節學習的重要性。 通過化學能與熱能的學習，學生將對化學在提高能源的利用率和開發新能源中的作用與貢獻有初步認識；初步樹立起科學的能源觀；這將增進學生對化學科學的興趣與情感，體會化學學習的價值。
學情分析 學生知道化學反應能夠制造新物質之外，還能夠提供能量。知道一些具體反應是放熱反應還是吸熱反應，同時能夠從化學鍵的角度去認識化學反應的本質。但是用定量的思想去分析問題，學生相對比較薄弱，因而這種學科思想需要在日常的教學中不斷的培養。學生特別渴望利用所學化學知識去解決生活中的實際問題，因此以自熱飯盒來作為課的開始和結束。 通過高一上學期實驗課的訓練，學生有一定的實驗觀察和動手實驗能力，但是實驗現象的表述能力還需要提高。本節課在化學數字實驗室上課，將要用到溫度傳感器，雖然以前沒有接觸。但是在氧化還原的教學中，使用過電流傳感器，因此學生對于儀器并不陌生。
教學目標 知識與技能 了解化學反應中能量變化的主要原因； 了解一個化學反應是吸收能量還是放出能量的決定因素； 通過實例和實驗，了解化學能與熱能的相互轉化，了解化學能轉化為熱能的應用及其對人類文明發展的貢獻。
過程與方法 通過實驗，讓學生理解化學反應中能量變化主要表現為熱量的形式，形成吸熱和放熱的概念； 通過科學探究和學生活動，讓學生在實驗探究中認識和感受化學能和熱能之間相互轉化，體會定性和定量的研究化學反應中熱量變化的實驗方法。
情感態度與價值觀 感知生物體內生命活動過程中的能量轉化，能源與人類的密切關系，深刻體會到化學知識與生活的密切聯系，建立正確的能量觀； 通過實驗培養學生的探究意識，提高學生的觀察、思考的能力，體現合作學習，讓學生自主地獲取知識，感受到學習的樂趣。
教學重難點 通過ppt演示生活中的現象來引入化學反應中的能量變化。 通過實驗感受化學反應的熱能變化以及放熱吸熱反應與加熱無關。
教學過程的設計
一.課程導入 【導入】同學們在日常生活中喜歡什么美食？ 【學生】回答老師問題（例如：川菜，湘菜，火鍋等） 【教師】老師在平時非常喜歡吃火鍋，但是由于時間的關系，不能頻繁得去，所以就衍生出了一個替代品——自熱小火鍋。 【設計意圖】從學生感興趣的題目引入，抓住學生的眼睛，引導學生分析生活中相關的化學知識。 【核心問題】自熱小火鍋如何將食物煮熟？熱量從何而來？ 【學生】化學反應會放出熱量。 二.實驗探究化學反應熱量變化 【教師】同學們在初中學過哪些反應可以放出熱量？ 【學生】鹽酸與氫氧化鈉反應，生石灰與水，活潑金屬與酸反應等。 【教師】那大小有沒有親自感受過化學反應的熱量變化，這些反應真的是放出熱量的嗎、接下來，我們以“利用化學反應煮熟鵪鶉蛋”為目標，老師給大家提供五組化學反應，請大家自選三組完成其可行性研究。 【素材】 【學生】自行進行分組實驗，完成實驗報告，進行匯報。 【設計意圖】通過學生自主分析，讓他們切實感受到化學反應的熱量變化，從一個具體情景引入，讓學生學會設計實驗，分析實驗，以及從實驗中得到結論的思想。 【教師】通過大家的分組實驗，我們接下來進行投票，大家覺得哪組實驗是有望將鵪鶉蛋煮熟？ 【學生】氧化鈣與水反應。 【教師】好的，那它是否真的能煮熟鵪鶉蛋呢？接下來我們就親自實踐一下。其實自熱小火鍋的加熱包中就是氧化鈣，我們就用它來進行實驗。 【教師實驗】用加熱包煮鵪鶉蛋。 【教師】在實驗過程中請問大家有沒有感覺哪組實驗的熱量變化不明顯？ 【學生】硫酸銅溶液與氫氧化鈉溶液反應，溫度計的示數幾乎沒有變化。 【教師】溫度計的示數幾乎沒有變化就不存在熱量變化嗎？接下來我們用一種更靈敏的儀器——溫度傳感器來進行實驗，可以發現對于一個化學反應總會有熱量變化，即使很微弱，但利用靈敏儀器也能進行測量。 【演示實驗】通過溫度傳感器得到反應的溫度變化曲線，證明該反應為放熱反應。 【設計意圖】有些反應的溫度變化是不明顯的，所以引入更高
級的儀器來檢測，拓寬學生的視野，讓學生了解化學實驗中使用的高端儀器。 【教師】現在我們看下我們的鵪鶉蛋是否煮熟。（觀察現象）可以發現我們的可行性分析是正確的，氧化鈣與水反應確實可以煮熟鵪鶉蛋。 三.原理講解 【教師】所以我們發現有些化學反應是釋放能量的，稱其為“放熱反應”，那吸熱反應的定義就是？ 【學生】吸收熱量的化學反應。 【教師】常見的放熱反應如果我們將其歸類，就有燃燒，中和反應，活潑金屬與水或酸的反應，大部分化合反應，鋁熱反應與物質的緩慢氧化。大家了解到的吸熱反應有哪些？ 【學生】氫氣還原氧化銅等。 【教師】其實大部分的分解反應，還原反應，木炭與二氧化碳反應以及水煤氣的制備反應都屬于吸熱反應。從這些反應類型中可以發現吸熱反應往往都是伴隨著加熱與高溫這樣的條件。那吸熱反應的條件一定是高溫或加熱嗎？ 【教師】我們都知道“暖寶寶”，但是夏天很炎熱的情況下都希望有個“冰寶寶”，現在請拿出實驗框中的一個神奇的氣球，這是我自制的“冰寶寶”，請大家觀察氣球，并且將下方的橡皮筋拆除，揉搓之后描述你感受到了什么？ 【學生】觀察到起始藥品是固體，混合之后整個氣球都變得冰涼，并且固體變成了液體。 【教師】非常好，而這就是能在常溫下進行的吸熱反應，里面的藥品則是Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl，請大家書寫其反應方程式。 【學生】Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl== BaCl2+2 NH3+10H2O 【教師】在我們了解常見的放熱吸熱反應之后，化學反應能量變化的本質是什么？
在回答這個問題之前，請大家告訴我化學反應的實質是什么？ 【學生】舊鍵的斷裂與新鍵的形成。 【教師】當化學反應發生時，反應物的化學鍵斷裂要吸收能量，而生成物的化學鍵形成要放出能量。，而其能量的相對大小就是反應能量變化的關鍵。接下來我們以具體的反應來說明。H2 + Cl2 = 2HCl。在25℃和101 kPa條件下,斷開1 mol H,中的化學鍵要吸收436 kJ的能重,斷升l mol C12中的化學鍵要吸收243 kJ的能量,僅應中1 mol H2和 1 mol C12中的化學鍵斷裂所需能量共為679 kJ;而形成2 mol HCl中的化學鍵要釋放862 kJ的能量。化學鍵的斷裂與形成是化學反應中能量變化的主要原因，化學反應中的物質變化總會伴隨著能量變化,通常主要表現為熱量的釋放或吸收。一般情況下，如果一個化學反應過程中放出的能量多于吸收的能量,則有能量向環境釋放,發生放熱反應;反之,放出的能量少于吸收的 能量,則需從環境吸收能量,發生吸 熱反應。在H,與Cl,的反應過程中, 釋放的能量大于吸收的能量,發生了 放熱反應。 【教師】請大家按照老師的說法，描述下列反應的能量變化。 【教師】接下來我們進行一個總結。對于一個化學反應，其實質是舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的形成，他的特征從物質變化角度會生成新物質，要滿足質量守恒定律；從能量守恒角度是釋放能量與吸收能量，要滿足能量守恒定律。 四.能源現狀以及節能減排 【教師】其實對于能源的使用我們從古到今都有。人類利用化學反應中的熱能始于火的發現。從早期的以樹枝雜草為主要能源，到現代以煤、石油和天然氣為主要能源，人類獲取熱能的主要途徑都是通過物質的燃燒。隨著社會的進步和人類生活水平的提高，能源的消耗越來越多。而化石燃料作為人類利用最多的常規能源，其利用過程中面臨兩方面亟待解決的問題：一是其短期內不可再生，儲量有限，隨著能源消費需求的不斷增加，能源消費量與儲量之間的矛盾日益突顯；二是煤和石油產品燃燒排放的粉塵、SO2、NOx，CO等是大氣污染物的主要來源。為了改善人類的生存環境，促進社會可持續發展，節能和尋找清潔的新能源成為人類的必然選擇。所以面臨這樣的問題，我們應該怎么辦？ 【學生】節能減排。 【教師】節能不是簡單地減少能源的使用，重要的是要充分有效地利用能源。例如，在燃料利用過程中，節能的主要環節一個是燃料燃燒階段，可通過改進鍋爐的爐型和燃料空氣比、清理積灰等方法提高燃料的燃燒效率；另一個環節是能量利用階段，可通過使用節能燈，改進電動機的材料和結構，以及發電廠、鋼鐵廠余熱與城市供熱聯產等措施促進能源循環利用，有效提高能源利用率。所以希望大家在日常生活中能夠節約能源，善待能源。
學生學習效果評價的設計
課下將相應的習題做完。
板書的設計
本教學設計突出的優點和不足
優點：可以讓學生自主探究，不是灌輸式教育，讓學生帶著問題來上課，并且從生活中引入，讓同學們從生活現象中得到知識，并且有教學反饋，加深學生對知識的印象。 不足：老師引導過多，怕學生不能跟上老師的節奏，容易冷場，還有老師不能引導學生回答出老師想要的答案，容易跑偏。
利用化學反應煮熟鵪鶉蛋的可行性探究
實驗目的
實驗原理
實驗用品 燒杯、玻璃棒、溫度計、鐵粉、稀鹽酸、過氧化氫溶液、生石灰、氫氧化鈉溶液，硫酸銅溶液
實驗設計 實驗組藥品選擇溫度計結論起始溫度反應后溫度123
實驗結論
反思與評價
2

展開更多......

收起↑