第一节 化学能与热能(1)
2015-10-19 15:28:40 来源: 撰稿:董啸 摄影摄像: ; 评论:0 点击:
第一节 化学能与热能(1)
三维目标: |
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①化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。 |
知识与技能: |
②通过化学能与热能的相互转变,理解“能量守恒定律”。 |
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③加深对化学在解决能源问题中重要作用的认识。 |
过程与方法: |
①具有较强的问题意识,能够发现和提出有价值的化学问题。 |
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②逐步培养形成独立思考能力,善于与人合作,具有团队精神。 |
情感、态度 |
①发展学习化学的兴趣,乐于探究物质变化的奥秘。 |
与价值观 |
②有参与化学科技活动的热情,树立正确的能源观。 |
教学重点: |
化学能与热能之间的联系以及化学能与热能的相互转化。 |
教学难点: |
从本质上理解化学反应的能量变化 |
教学方法: |
启发引导、探究式 |
教学准备: |
多媒体课件、实验用品 |
教学过程: |
第一课时 |
【引入】研究化学反应中的能量转化关系是很重要的。在工农业生产和生活中,要利用各种能源,而化学反应所释放的能量(如石油、煤的燃烧)是当今世界上的重要能源之一。研究反应热,对于化工生产条件的选择,设备的设计和使用,以及对热能的综合利用,都具有很大的实际意义。化学反应可以热、电或光等形式与外界环境进行能量交换,但通常主要表现为热能变化。
第二章 化学反应与能量
【过渡】能源、信息和材料被称为现代社会发展的三大支柱,能源与我们社会的发展息息相关,人类的文明就起源于火,早在远古时期,原始人就会利用火来取暖和烘烤食物,这个过程就是化学反应放热的过程,那么这些热量是怎么来的呢?
【思考与交流】以上化学反应中的能量从何而来?它与化学物质及其化学反应有关系吗?
一、化学键与化学反应中能量变化的关系
1、从化学键的角度分析
〖分析〗在化学反应中,从反应物分子转变为生成物分子,各原子内部并没有多少变化,但原子间的结合方式发生了改变。在这个过程中,反应物分子中的化学键部分或全部遭到破坏,生成物分子中的新化学键形成。化学反应的本质是反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成。化学键是物质内部微粒之间强烈的相互作用,断开反应物中的化学键需要吸收能量,而形成生成物中的化学键要放出能量。
【交流·研讨】以氢气在氯气中燃烧为例,用化学键的观点分析反应的本质过程。氢气和氯气反应生成1mol氯化氢时的能量变化过程。
氢气和氯气反应的本质是在一定的条件下,氢气分子和氯气分子中的H-H键和Cl-Cl键断开,变成氢原子和氯原子,氢原子和氯原子通过形成H-Cl键而结合成HCl分子。1molH2中含有1molH-H键,1mol Cl2中含有1mol Cl-Cl键,在25℃和101kPa的条件下,断开1molH-H键要吸收436kJ的能量,断开1mol Cl-Cl键要吸收242 kJ的能量,而形成1molHCl分子中的H-Cl键会放出431 kJ的能量。吸收能量:436kJ+242 kJ=678 kJ;放出能量:431 kJ +431 kJ =861 kJ。
这样,由于破坏旧键吸收的能量少于形成新键放出的能量,放出的能量大于吸收的能量,所以反应放热。多余的能量就会以热量的形式释放出来。
〖归纳〗
① 化学反应的本质:化学反应的本质就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。
②化学反应中能量变化的原因:化学反应的过程中,化学键的断裂和形成时吸收和放出的能量不相等。所以,化学反应发生的同时,能量发生变化。
③一个化学反应是放出能量还是吸收能量取决于:破坏旧键吸收的总能量与形成新键放出的总能量的相对大小。
2、从化学反应总能量变化的角度分析
(1)如果反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量,那么在发生化学反应时,就有部分能量释放出来;
(2)如果反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量,那么在发生化学反应时,反应物就需要吸收能量,才能转化为生成物。
[归纳] 一个化学反应是放出能量还是吸收能量,取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。
当反应物的总能量大于生成物的总能量时,放出能量;
当反应物的总能量小于生成物的总能量时,吸收能量。
化学反应的过程,可以看成是能量的“贮存”或“释放”的过程。
【知识拓展】放热反应和吸热反应的能量关系图
【布置作业】
已知反应:N2+3H2=2NH3为放热反应,N-N的键能为aKJ/mol,H-H的键能为bKJ/mol,N-H的键能为cKJ/mol,请计算1mol N2和3 mol H2完全反应放出热量多少mol?
〖板书设计〗一、化学键与化学反应中能量变化的关系
1、化学反应与能量变化
2、能量关系
〖教后记〗
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