【教材版本】
新課標(biāo)人教版高中化學(xué)必修2第二章化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié)化學(xué)能與熱能。
【課標(biāo)分析】
知道化學(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因,通過生產(chǎn)、生活中的實(shí)例了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化。
【教材分析】
本節(jié)內(nèi)容分為三部分。第一部分教材從化學(xué)鍵入手,說明化學(xué)健與能量的密切聯(lián)系,揭示了化學(xué)反應(yīng)中能量變化的本質(zhì)原因,然后分析了化學(xué)反應(yīng)過程中反應(yīng)物和生成物的能量儲存與吸、放熱的關(guān)系,為后面“質(zhì)量守恒、能量守恒”奠定基礎(chǔ)。第二部分,教材通過三個實(shí)驗(yàn)說明化學(xué)反應(yīng)中能量變化主要表現(xiàn)為熱量的形式,引出吸熱反應(yīng),放熱反應(yīng)的術(shù)語。第三部分,教材為了開闊學(xué)生的科學(xué)視野,圖文并茂的說明了生物體內(nèi)生命活動過程中的能量變化、能源與人類社會發(fā)展的密切關(guān)系,使學(xué)生在更廣闊的背景下認(rèn)識能源與人類生存和發(fā)展的關(guān)系,認(rèn)識化學(xué)技術(shù)在其中的重大,甚至關(guān)鍵的作用。
通過化學(xué)能與熱能的學(xué)習(xí),學(xué)生將對化學(xué)在提高能源的利用率和開發(fā)新能源中的作用與貢獻(xiàn)有初步認(rèn)識;初步樹立起科學(xué)的能源觀;這將增進(jìn)學(xué)生對化學(xué)科學(xué)的興趣與情感,體會化學(xué)學(xué)習(xí)的價值。
【學(xué)情分析】
學(xué)習(xí)者是高中一年級學(xué)生,通過在初中的學(xué)習(xí),他們對化學(xué)反應(yīng)伴隨能量變化這一現(xiàn)象已經(jīng)有了感性的認(rèn)識,建立了初步的概念。在這堂課中他們要初步明確產(chǎn)生這一現(xiàn)象的本質(zhì)原因什么,就是要求他們要從感性認(rèn)識升級為較為理性的認(rèn)識,這就要求他們要有化學(xué)鍵的概念,而在上一章他們剛剛學(xué)習(xí)過,所以接受本堂課的內(nèi)容對他們來說就顯得比較輕松。
【教學(xué)目標(biāo)】
知識與技能:
1、了解化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中的能量變化之間的關(guān)系;
2、在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,通過吸放熱反應(yīng)的概念,理解化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因。
過程與方法:
具有較強(qiáng)的問題意識,能夠發(fā)揮和提出有探究價值的化學(xué)問題,質(zhì)疑、思考,逐步形成獨(dú)立思考的能力,善于與人合作,具有團(tuán)隊(duì)精神。
情感態(tài)度與價值觀:
1、通過實(shí)驗(yàn)教學(xué),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣,初步培養(yǎng)學(xué)生合作交流、反思提高的能力;
2、有參與化學(xué)活動的熱情,將化學(xué)能與熱能知識應(yīng)用于生活實(shí)踐,樹立正確的能源觀;
【教學(xué)重點(diǎn)】
用化學(xué)鍵、物質(zhì)總能量大小、物質(zhì)穩(wěn)定性來解釋和判斷吸、放熱反應(yīng)。
【教學(xué)難點(diǎn)】
實(shí)驗(yàn)探究的基本過程和方法,理性思考化學(xué)反應(yīng)能量變化的深層微觀本質(zhì)。
知識與技能:
1、使學(xué)生深化對化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)認(rèn)識;
2、使學(xué)生理解濃度、壓強(qiáng)等外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響;
過程與方法:
1、重視培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的基本方法,提高科學(xué)探究的能力
2、通過探究實(shí)驗(yàn)認(rèn)識化學(xué)平衡與反應(yīng)限度,并用得到的結(jié)論去指導(dǎo)分析和解決時間問題。
情感態(tài)度價值觀:
有參與化學(xué)科技活動的熱情,有將化學(xué)知識應(yīng)用于生產(chǎn)、生活時間的意識,能夠?qū)εc化學(xué)有關(guān)的社會和生活問題作出合理的判斷。
教學(xué)難點(diǎn):
濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響的原因
教學(xué)過程:
[提問]從物質(zhì)結(jié)構(gòu)(化學(xué)鍵)的角度看,化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是什么?
[學(xué)生思考回答])
[教師講解]化學(xué)反應(yīng)的過程就是反應(yīng)物組成微粒重新組合形成新物質(zhì)的過程。也就是說,就是舊鍵斷裂、新鍵形成的過程。
例如,在2HBr+Cl2=2HCl+Br2反應(yīng)中,H—Br、Cl—Cl斷裂,形成H—Cl、Br—Br。
[板書]二、化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)及條件:
1、化學(xué)反應(yīng)就是舊鍵斷裂、新鍵形成的過程。
[提問]上述反應(yīng)中,H—Br、Cl—Cl的斷裂是否是自發(fā)產(chǎn)生的呢?
[學(xué)生思考討論]
[講解]分子中化學(xué)鍵并不會自發(fā)斷裂的。只有分子間相互碰撞,化學(xué)鍵才可能斷裂,反應(yīng)才能發(fā)生。
[板書]2、反應(yīng)物微粒間的碰撞是發(fā)生反應(yīng)的先決條件。
[提問]是否所有的的碰撞都能使化學(xué)鍵斷裂、化學(xué)反應(yīng)得以發(fā)生呢?請同學(xué)們閱讀課本相關(guān),回答上述問題。
[教師講解]分子間的碰撞與打籃球相似。正如圖2-2所示。圖(1)表示能量不夠;圖(2)表示雖能量足夠,但是沒有合適的取向;圖(3)則表示有足夠的能量和合適的取向,于是發(fā)生有效碰撞。
[板書]
3、必須是有效碰撞才能發(fā)生反映。有效碰撞的條件是:
1)微粒要有足夠的能量;
2)有合適的取向。
4、發(fā)生有效碰撞的分子叫做活化分子,具有較高的能量。
[講解]由于活化分子發(fā)生有效碰撞時,化學(xué)反應(yīng)才能發(fā)生。因此,改變反應(yīng)體系中的活化分子數(shù)目,就能改變化學(xué)反應(yīng)的速率。接下來一起研究外界條件改變?nèi)绾斡绊懟瘜W(xué)反應(yīng)速率以及引起速率改變的原因。
[板書]三、外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
[引導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)2-2]
[學(xué)生完成實(shí)驗(yàn),并匯報現(xiàn)象]
[總結(jié)現(xiàn)象]加入1mol/L鹽酸的試管中有大量的氣泡產(chǎn)生;而加入0.1mol/L鹽酸的試管氣泡很慢。
[提問]根據(jù)這一現(xiàn)象,同學(xué)們可以得出什么結(jié)論?
[學(xué)生思考并歸納]
[教師講解]濃度大的鹽酸與大理石反應(yīng)的速率比濃度小的鹽酸與大理石反應(yīng)的速率大。因此,由此實(shí)驗(yàn)推知,反應(yīng)物的濃度越大,反應(yīng)速率越大。
[設(shè)問]該結(jié)論是否適合所有的化學(xué)反應(yīng)?請同學(xué)們繼續(xù)完成下列實(shí)驗(yàn)。
補(bǔ)充實(shí)驗(yàn):往裝有1ml的0.05mol/LNa2S2O3溶液的兩支試管中分別加入1ml0.10mol/L、0.50mol/L的H2SO4(盡量做到同時加入)
[學(xué)生完成實(shí)驗(yàn),并匯報現(xiàn)象]
[講解]濃度大的硫酸與Na2S2O3混合后先有沉淀產(chǎn)生;而濃度小的硫酸與Na2S2O3混合時產(chǎn)生沉淀的現(xiàn)象要來得慢。由此可以證明,反應(yīng)物的濃度越大,反應(yīng)速率越大。
[小結(jié)]1、在其他條件不變時,反應(yīng)物的濃度越大,反應(yīng)速率越大。
[提問]為什么增大反應(yīng)物濃度可以加快反應(yīng)速率?
[學(xué)生先思考討論]
[講解并板書]原因:濃度增大,單位體積內(nèi)活化分子數(shù)目增多,有效碰撞次數(shù)增加,反應(yīng)速率加快。
[思考]某一密閉反應(yīng)體系中有如下反應(yīng):N2+3H2==2NH3。現(xiàn)往體系中再充入一定量的N2、H2,該反應(yīng)的速率將有何變化?
[學(xué)生思考回答]
[講評](內(nèi)容略)
[提問]如果對上述反應(yīng)體系進(jìn)行壓縮,反應(yīng)速率是否回改變?為什么?
[學(xué)生討論]
[教師講解]壓縮體積,使得反應(yīng)體系內(nèi)的壓強(qiáng)增大。這一過程如圖2-4所示。壓強(qiáng)增大一倍,其體積將縮小至原來的一半,而體系內(nèi)分子的數(shù)目保持不變,因此其結(jié)構(gòu)也就使得單位體積中的分子數(shù)增加一倍,換句話說,就是各物質(zhì)的濃度增大一倍。濃度增大,反應(yīng)速度也就增大。
[小結(jié)并板書]2、在其他條件不變時,增大壓強(qiáng),反應(yīng)速率增大。
實(shí)質(zhì):壓強(qiáng)改變,引起濃度的改變。
適用范圍:僅適用與體系中有氣體物質(zhì)的反應(yīng)。
[討論]往上述反應(yīng)體系中充入適量的He,體系的壓強(qiáng)如何改變?反應(yīng)速率是否改變?為什么?
[學(xué)生討論]
[講評]充入He,體系的壓強(qiáng)增加。但是,體系壓強(qiáng)的改變并未引起各物質(zhì)濃度的改變,因此反應(yīng)速率將不會發(fā)生改變。請同學(xué)們特別要注意:對于壓強(qiáng)的改變,只有引起反應(yīng)體系中物質(zhì)濃度的變化才對反應(yīng)速率產(chǎn)生影響。
[引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行歸納總結(jié)]
[鞏固練習(xí)]
1、在一固定體積的密閉體系中發(fā)生反應(yīng):N2+3H2==2NH3。現(xiàn)采取下列措施:(1)往體系中充入一定的氫氣;(2)往體系中充入一定量的氮?dú)猓唬?)往體系中充入一定量的He;(4)壓縮容器使體積變小。哪些措施能夠使反應(yīng)速度增大?為什么?
2、討論:乙炔在空氣中燃燒時火焰的溫度較在氧氣中燃燒時火焰的溫度更低,原因是什么?
[作業(yè)布置]
1、復(fù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容;
2、預(yù)習(xí)下節(jié)課內(nèi)容。