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《化学能与热能的相互转化》教学设计

（选自人教版化学必修2第二章第一节）

【教材分析】

“化学能与热能”既是初中相关内容的拓展与提升，又是选修“化学反应原理”的必要基础，它是化学学科最重要的原理之一，也是深入认识和理解化学反应特点、进程的入门知识。本节通过对化学能与热能相互转化的探讨，使学生初步树立科学的能源观，增进学生对化学的兴趣与情感，体会化学学习的价值。

教材中重点设置了三个实验：镁和盐酸反应、Ba(OH)2· 8H2O和NH4Cl反应、中和反应的热效应的探究，让学生理解吸热反应、放热反应、中和热三个概念。从科学的角度，通过实验探究让学生从定性和定量两个角度较系统深入地分析化学反应和能量变化的规律，既是对初中相关内容的提升和拓展，又为选修内容的学习奠定了重要的基础。

【教学目标】

一、知识与技能

1、了解化学能与热能的相互转化。

2、掌握放热反应和吸热反应的概念并学会判断。

3、了解中和热的概念。

二、过程与方法

1、通过实验感受化学能与热能之间的相互转化，体验科学探究的一般过程。

2、通过实验探究、交流讨论掌握如何从实验操作到现象的讨论分析并得出实验结论，提高学生的科学素养。

三、情感态度价值观

1、通过实验激发学习化学的兴趣，体验科学探究的艰辛和喜悦。

2、培养学生严谨求实、勇于探索与创新的科学态度。

【教学重点】了解化学能与热能的相互转化，了解中和热的概念。

【教学难点】放热反应和吸热反应以及中和热概念的形成。

【教学过程】

【引入】魔术—“凉水热饭”。

【提问】热能从何而来？

【过渡】化学反应都会放出热量吗？不妨让我们通过实验来探讨下化学反应中的热量变化。

【学生活动】根据导学案上的实验方案完成实验并记录好实验现象

探究一：镁与盐酸的反应

实验步骤

在小试管中加入2-3mL6mol/L的盐酸

插入用砂纸打磨好的铝条

结论

眼睛观察到的现象

用手触摸试管壁

用温度计测量

该反应为

【结论】（1）放热反应：放出热量的化学反应——化学能转化为热能

【板书】（1）放热反应：放出热量的化学反应——化学能转化为热能

探究二：巧制“怪味冰淇淋”

制作装备：两个塑料杯子，在两个塑料杯之间放少量自来水，将约20gBa(OH)2·

8H2O晶体研细后与约10gNH4Cl晶体一起放入塑料杯中，上面覆盖保鲜膜（保鲜膜内壁粘上湿润的滴有酚酞的滤纸），在保鲜膜中心挖一个小孔，并套上一根玻璃棒，用玻璃棒快速搅拌

这样制造了一个密闭体系既不影响搅拌，又可防止气体逸漏。

实验步骤

见上

结论

眼睛观察到的现象

该反应为

我们看到杯盖内壁上湿润的滴有酚酞的试纸很快变红，杯内试剂由无色固体慢慢变为粘稠状, 最后成为糊状物，手触杯底感觉很冰，最后两个杯子紧紧地“粘”在了一起，轻轻一捏，听到冰块裂开“咔咔”的响声，分开两个杯子，取出杯底的冰块。

【结论】（2）吸热反应：吸收热量的化学反应——热能转化为化学能

【板书】（2）吸热反应：吸收热量的化学反应——热能转化为化学能

【学生讨论】判断下列反应是放热反应还是吸热反应？

（1）镁条的燃烧

（2）铝条与稀盐酸的反应

（3）高温煅烧石灰石

（4）氧化钙与水的反应

（5）盐酸与氢氧化钠溶液的反应

（6）Ba(OH)2·

8H2O与NH4Cl反应

【提出问题】盐酸与氢氧化钠溶液反应的能量变化表现为放热还是吸热呢？实验是解决化学问题的法宝，就让我们一起通过实验来探究酸碱中和反应究竟是吸热反应还是放热反应。

用手触摸

闻气味

【学生活动】探究三：中和反应

步骤：用量筒取20mL酸液于烧杯中，测其温度，再用另一只量筒取20mL碱液，测其温度，然后将碱液慢慢倾入烧杯中，并用玻璃棒搅拌，再测量反应后溶液温度，并做好实验数据记录（本实验中所用溶液浓度均为2mol/L）。

HNO3

HCl HCl 反应前酸

温度/℃

碱

平均值t1/℃

反应后温度t2/℃

温度差（t2-t1）/℃

结论

NaOH

该反应为

NaOH

KOH

【提问】你们能写出三个反应的化学方程式和离子方程式吗？

三个反应化学方程式虽不同，但离子方程式却相同，这是为什么呢？

＋－【学生回答】这三个反应本质相同，都是H与OH结合生成水的反应，都属于中和反应

【提问】如何判断出中和反应是放热还是吸热呢？

【回答】反应后溶液温度升高了，由此可推理出：中和反应都是放热反应

【提问】上述实验中三个反应的反应物不同，但温度升高幅度却大致相同，即放出的热量大致相同。这又是为什么呢？不妨从生成水的物质的量上进行量化分析。

【回答】三个反应生成水的量相等，故放出的热量相等。

【讲解】由此我们可以得出中和热的定义

酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量称为中和热

【板书】中和热：

酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量

【小结归纳】

常见的放热反应和吸热反应：

燃烧和爆炸

Ba(OH)2· 8H2O与NH4Cl反应

中和反应

大多数分解反应

放热反应

金属与酸或水的反应

吸热反应

C与CO2

大部分化合反应

C

与

H2O 物质的缓慢氧化

CuO与H2

【小试牛刀】

1、下列变化中，属于放热反应的是________，属于吸热反应的是________。

①氯酸钾分解制氧气

②燃烧木炭取暖

③浓硫酸稀释

④硫酸与烧碱溶液反应

⑤碳与水蒸气反应制水煤气

⑥食物腐败

⑦干冰升华

2、右图是一次性加热杯的示意图。当水袋破裂时，水与固体碎块混合，杯内食物温度逐渐上升。制造此加热杯可选用的固体碎块是(

)。

A.硝酸铵

B.生石灰

C.氯化镁

D.食盐

【谈谈你的收获】

1、化学反应在发生物质变化的同时，还伴随有能量的变化；而能量的变化通常表现为热量的变化-放热或吸热。

2、放热反应：放出热量的化学反应——化学能转化为热能

3、吸热反应：吸收热量的化学反应——热能转化为化学能

4、中和热：

酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量

5、常见的吸热和放热反应

【课后探究】

结合今天所学的内容以及P35~36的科学视野，进一步调查家里或学校“化学能转化为热能”的现状（燃料来源、主要用途、使用方式、存在问题等），写出调查报告并与同学交流。