高中化學（大綱版）第一冊 第一章 化學反應及其能量變化 第三節(jié)化學反應中的能量變化(第一課時)

1、第三節(jié) 化學反應中的能量變化從容說課本節(jié)教材主要介紹兩部分內容：化學反應中的能量變化以及燃料的充分燃燒。第一部分從復習初中的知識入手，指出化學反應所釋放出的能量是當今世界上最重要的能源，由此說明研究化學反應及其能量變化的重要性。然后通過演示實驗，引出放熱反應和吸熱反應的概念，并簡單介紹了發(fā)生化學反應時放出熱量或吸收熱量的原因。第二部分內容從節(jié)約能源、提高燃燒效率的角度，說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)重視對學生進行能量觀點的教育而對理論教學要求不高。因此教學中充分利用課本中

2、的圖畫。借助媒體穿插放映有關資料片結合我國國情，討論煤的燃燒和利用，使學生增強節(jié)約能源和保護環(huán)境的意識，認識化學對人類進步所起的重要作用，激發(fā)學生學習興趣。教學目標 1.使學生了解化學反應中的能量變化，了解吸熱反應和放熱反應，進一步了解化學反應的分類知識。 2.介紹燃料充分燃燒的條件，培養(yǎng)學生節(jié)約能源和環(huán)境保護的意識，樹立社會責任感。 3.通過分析空氣用量對燃料燃燒的利與弊，滲透一分為二認識事物的辯證唯物主義觀點的教育。 教學重點 化學反應及其能量變化，放熱反應和吸熱反應。 教學難點 化學反應中能量觀點的建立。 教學方法 實驗、討論、自學、講解等。 課時安排 一課時 教學用具 計算機、大屏幕、

3、投影儀、膠片 試管、膠頭滴管、溫度計、小燒杯、玻璃片、玻璃棒、鋁片、鹽酸、氯化銨晶體，氫氧化鋇晶體。 教學過程 導入新課人們都有這樣的經(jīng)驗：把一個生雞蛋放在生石灰里澆上適量的水，過一會兒，生雞蛋就煮熟了。為什么生石灰和水能把生雞蛋煮熟呢? 實際上，生石灰遇到水會發(fā)生化學反應。在化學反應中不僅有新物質產(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。生石灰遇水會放出大量的熱能，這些能量足以把生雞蛋煮熟。 我們這節(jié)課就來學習化學反應中的能量變化。板書第三節(jié) 化學反應中的能量變化。 講解從人類祖先發(fā)現(xiàn)野火起，人類便叩開了能源之門，開始利用化學反應所釋放的能量，如今人類所需能量的絕

4、大部分是由化學反應產(chǎn)生的，如燃料的燃燒。 提問當今人類所使用的燃料主要有哪些？ 小結煤、石油、天然氣等化石燃料及其制品。 投影課本圖114 1990年我國化石燃料和水電能源的消耗構成示意圖。 師由此可見，討論化學反應中的能量變化是非常有必要的。事實上能量的變化不僅表現(xiàn)在化學反應中，如物質發(fā)生聚集狀態(tài)變化時，也伴隨著能量的變化；還有核反應時也伴隨能量的變化。值得我們注意的是，在當今社會中，人們所需要的能量的絕大部分是由化學變化產(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。 過渡是否化學反應均有能量放出？ 學生實驗分組進行。 實驗13 測量鋁與鹽酸反應中的能量變化。 實驗14

5、 Ba(OH)28H2O與NH4Cl晶體的反應。 結論鋁片與鹽的反應放出熱量使溶液溫度升高，Ba(OH)28H2O與NH4Cl晶體的反應要吸收熱量使玻璃片上的水結冰與水燒杯粘在一起。 小結可見，化學反應伴有能量變化，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的反應則要吸熱。根據(jù)化學反應中是否有熱量的放出和吸收可對化學反應進行分類。 板書一、化學反應中的能量變化 設疑討論為什么化學反應中會有放熱或吸熱現(xiàn)象呢？ 投影分析新舊物質組成結構不同，本身具有的能量不同。 反應中能量守恒。 反應物與生成物的能量差若以熱量形成表現(xiàn)即為放熱或

6、吸熱。 板書 投影課本P20圖117，化學反應中的能量變化示意圖。 生觀察和理解圖117的能量變化原因，并通過閱讀教材進一步理解吸熱和放熱反應的原理。 轉引目前人們所需大部分能量來源于化石燃料的燃燒，化石燃料是經(jīng)過億萬年才形成的蘊藏量有限的非再生能源。隨著社會的發(fā)展，人類對能源的需求量越來越大，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.燃料不充分燃燒會造成怎樣的結果？ 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

7、料與空氣接觸面積可采取哪些措施？ 5.煤直接燃燒會對環(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？ 師生活動師生共同討論，得出結論。 板書結論1：條件 思考對比燃料燃燒的條件和充分燃燒的條件。 投影結論2：燃料不充分燃燒，會造成產(chǎn)熱少，浪費資源，產(chǎn)生CO、煙塵等污染空氣，危害人體健康。 結論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，因為過量的空氣會帶走部分熱量，同樣造成浪費，因此要適當控制。 設問由此你能想到些什么？ 講述“物極必反”，因此對任何事物都要一分為二辯證地去分析。 結論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

8、等辦法，以增大燃料與空氣的接觸面積，提高燃燒效率。 結論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，由于我國是燃煤大國，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，一般認為是由人為排放的二氧化硫和氮氧化物等酸性氣體進入大氣，當達到一定濃度后，在水凝結過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，此過程可簡單表示如下： 2SO22H2OO22H2SO4 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

9、量大、無風，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，使土壤嚴重酸化，土質改變，從而影響農(nóng)作物的生長；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。 結論6：人為排放的二氧化硫主要來自含硫煤的燃燒，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，將固體煤氣化或液化，

10、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) CO2H2CH3OH 煤干餾得干餾煤氣：H2、CH4、CO、CO2等。 設疑實際應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會生成SO2，導致酸雨形成，嚴重污染環(huán)境。因此，發(fā)展?jié)崈裘杭夹g、減少污染物的排放、提高煤炭利用率至關重要，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)過處理后變?yōu)闅怏w燃料(或液體燃料)的過程。如：水煤氣、干餾煤氣等氣體燃料就是煤

11、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(COH2)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，達到了“去硫脫塵”的目的，因此，燃燒時大大減少SO2和煙塵對大氣造成的污染，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。 引導隨社會發(fā)展，人類進步，對能源要求日趨增多，因此，在合理利用能源，節(jié)約能源的同時，必須開發(fā)新能源，研究能源技術。 板書三、當今能源技術及未來瞻望 講述自從人類祖先發(fā)現(xiàn)野火叩開能源之門后，隨著人類不斷的實踐、探索

12、和積累，人們已掌握了一定的能源利用技術，時至今日可被人們利用的能源種類非常之多。如取之不盡的風能，利用風力提水，風能發(fā)電，來自大海的饋贈，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能，用之不竭的地熱能，當今利用最多的化石能等。瞻望未來，隨著科技和社會的進步，人類必將進入一個嶄新的多能源時代。如大有希望的太陽能、核能、氫能等。無論怎樣，“科學技術”是第一生產(chǎn)力。因此，對于大家青少年朋友，是祖國的未來和希望，要抓住大好的時機，練就過硬的本領，以投身祖國的建設發(fā)展。 投影練習 1.下列說法正確的是 A.需加熱才能發(fā)生的反應一定是吸熱反應 B.放熱的反應在常溫下就一定能進行

13、C.反應是放熱還是吸熱是由反應物和生成物所具有的總能量的相對大小決定的 D.吸熱反應在一定條件下也能進行 解析：化學反應的能量變化主要表現(xiàn)為熱量的變化，反應是吸熱還是放熱主要取決于反應物和生成物的總能量的相對大小，與反應條件無關，放熱反應和吸熱反應在一定條件下都能進行，反應開始時需加熱的反應可能是吸熱反應也可能是放熱反應，所以正確答案為C、D。 答案：CD2.下列說法不正確的是 A.天然氣是氣體，它不屬于化石燃料 B.反應物的總能量就是反應物的總熱量 C.化石燃料在燃燒過程中能產(chǎn)生污染環(huán)境的CO、SO2等有害氣體 D.煤轉化為煤氣后燃燒，可以提高燃燒效率 解析：煤、石油、天然氣等都是由古代動植

14、物遺體埋于地下深處，并在地殼中經(jīng)過一系列非常復雜的變化億萬年才形成的非再生能源，它們都是化石燃料，所以A錯。 反應物的總能量是無法測得其絕對值的，只有變化過程中才會有相對的增加或減少，而熱量就是指在變化過程中能量的相對改變量，所以B錯。 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.下列反應既屬氧化還原反應，又屬放熱反應的是 A.鋁片與稀鹽酸的反應 B.Ba(OH)28H

15、2O與NH4Cl的反應 C.灼熱的碳與二氧化碳的反應 D.甲烷在氧氣中的燃燒反應 解析：A、C、D屬氧化還原反應，B為復分解反應屬非氧化還原反應，A、D屬放熱反應，而灼熱碳與二氧化碳的反應需吸熱。 答案：AD 問題探究焦炭在空氣中的燃燒反應是放熱反應，為什么使焦炭燃燒還要點燃？ 學生活動討論、思考、分析并回答：焦炭燃燒放熱和使焦炭燃燒的點燃是兩個不同的概念。在常溫下，焦炭在空氣中因未達到燃點而不能燃燒，只有對其加熱使溫度升高到燃點時才能燃燒，點燃是焦炭在空氣中燃燒的條件。焦炭燃燒放熱，是因為焦炭和氧氣所具有的總能量高于燃燒產(chǎn)物(如二氧化碳)的總能量，燃燒時有一部分能量轉變?yōu)闊崮艿柔尫帕顺鰜怼?也正是因為焦炭的燃燒反應為放熱反應，焦炭一旦被點燃之后，反應放出的熱量使尚未燃燒的焦炭的溫度保持在燃點或燃點以上，使燃燒反應持續(xù)下去。 投影總結 布置作業(yè)1.課后習題一、二 2.閱讀教材“資料”“閱讀”部分 3.查閱有關資料，了解當前能源技術的發(fā)展，預測未來能源技術的突破，想象有可能開發(fā)的新能源，以書面形式成文。 板書設計 第三節(jié) 化學反應中的能量變化一、化學反應中的能量變化 煤干餾所得干餾煤氣：主要成分有H2、CH4、CO、CO2。 三、當今能源技術