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視頻標(biāo)簽：化學(xué)能與熱能
視頻課題：高中化學(xué)必修二第二章第一節(jié)《化學(xué)能與熱能》江西省優(yōu)課
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《化學(xué)能與熱能》
1、教材分析
基于初中化學(xué)已初步了解了燃料及其相關(guān)一些知識，后續(xù)將在選修4中深入地學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)與能量變化的規(guī)律。因此本節(jié)內(nèi)容即使對初中化學(xué)相關(guān)內(nèi)容的提升和拓展，也是選修內(nèi)容的必要基礎(chǔ)。當(dāng)今化學(xué)能占現(xiàn)在能源的85%，對化學(xué)能的研發(fā)利用以及節(jié)能降耗是持續(xù)中國夢可持續(xù)發(fā)展重要任務(wù)。因此闡明化學(xué)能與熱能之間的相互轉(zhuǎn)化對高中生的人文素養(yǎng)是非常好的培養(yǎng)。所以本節(jié)內(nèi)容在高中化學(xué)占有重要地位。
新課程的核心理念是一切為了學(xué)生的發(fā)展，以生為本，以學(xué)定教，因此在教學(xué)中我們要充分了解學(xué)情，才能有的放矢，接下來對所教學(xué)生的基本情況進行分析
2、學(xué)情分析
高一學(xué)生對燃料及其利用已有一定認(rèn)識，具有強烈的好奇心和求知欲。初步具備一定的分析和推理能力。
3、教學(xué)目標(biāo)
依據(jù)教材和學(xué)情，我從以下三個維度制定了教學(xué)目標(biāo)。在新課改制定的三維目標(biāo)中，其中對過程與方法目標(biāo)的要求，讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，提高科學(xué)探究能力，并在探究過程中形成學(xué)科思想與方法，這些思想與方法不但指導(dǎo)著學(xué)生的后續(xù)學(xué)習(xí)，對以后的生活也有重要的意義，基于這些認(rèn)識，針對本節(jié)課，知識目標(biāo)比較淺顯，情感目標(biāo)比較寬泛，我著重了過程與方法目標(biāo)的達(dá)成，使學(xué)生在實驗探究與理論探究的過程學(xué)會多角度認(rèn)識事物的方法。
(1) 知識與技能：
1. 了解化學(xué)鍵的斷裂、形成與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系； 2. 通過實例和實驗了解化學(xué)鍵與熱能的轉(zhuǎn)化。 (2) 過程與方法：
1.通過實驗探究與理論探究，使學(xué)生體驗科學(xué)探究的過程。
2.利用分類、類比、歸納等思維豐富學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)及能量變化的認(rèn)識角度。 (3) 情感態(tài)度與價值觀：
通過關(guān)注化學(xué)能源，使學(xué)生感受到化學(xué)學(xué)科的價值與魅力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注人類、環(huán)境和社會。
4、教學(xué)重難點
重點：化學(xué)能與熱能之間的內(nèi)在聯(lián)系以及化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化。 難點：實驗探究的過程及其分析方法。
5教學(xué)方法
一:創(chuàng)設(shè)情境
師:播放壺口瀑布的視頻 師:真乃是黃河之水天上來，這就是我國著名的三大瀑布之一-壺口瀑布，視頻中能夠形成這樣震撼的畫面，其中蘊含著一條重要的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系-重力勢能與動能之間的轉(zhuǎn)化。
師:播放火箭升空的視頻
師:感受了自然界鬼斧神工，再來體會一下科技的進步！當(dāng)載著幾代中國人夢想的神州火箭離開地面升入外太空，不僅實現(xiàn)了我們國家的航天夢，也讓我們體會到了化學(xué)能與機械能的完美轉(zhuǎn)化！能量之間是可以相互轉(zhuǎn)化的，無論哪種形式的能量轉(zhuǎn)化，都必須遵循著一條定律，那就是能量守恒定律！化學(xué)能除了可以轉(zhuǎn)化為機械能，還可以轉(zhuǎn)化為其他形式的能量嗎？今天我們就來學(xué)習(xí)一下第二章第一節(jié)化學(xué)能與熱能！
板書:化學(xué)能與熱能
師:同學(xué)們有用過暖寶寶的嗎？我為同學(xué)們播放一段關(guān)于暖寶寶的廣告。 （播放暖寶寶廣告）
師:暖寶寶真的有這么神奇嗎？有人想感受一下它的溫暖嗎？（將準(zhǔn)備好的暖寶寶發(fā)給大家，讓學(xué)生親身挺會一下暖寶寶的神奇！）
師:暖寶寶發(fā)熱需要幾分鐘時間，那我們來探討一下暖寶寶為什么會發(fā)熱？請拿到暖寶寶的同學(xué)們先閱讀一下暖寶寶的說明書。
（閱讀時間）手機拍照投屏！
師:原來暖寶寶的主要成分是鐵粉，使用前為真空包裝，打開包裝袋，鐵粉與空氣接觸，發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，在生成新物質(zhì)的同時也放出了熱量，所以暖寶寶才會發(fā)熱。那么這個化學(xué)反應(yīng)是什么能轉(zhuǎn)化為什么能呢？ 生:化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能！
師:你還學(xué)過哪些反應(yīng)是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的？ 生:舉例
師:對，這些都是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能的，有新物質(zhì)生成的同時，也伴隨著熱量的放出！那么是不是所有的化學(xué)反應(yīng)都是伴隨著熱量的放出呢？ 二：實驗探究
問題一:是否所有的化學(xué)反應(yīng)都伴隨著熱量的放出呢？對于這個問題，有同學(xué)不敢確定了，那么就化學(xué)學(xué)科而言，實驗是檢驗理論正確與否的最可靠依據(jù)！
實驗一:冰山雪蓮（實驗過程link投屏）
師:本實驗是對課本實驗2-2的改進。兩個塑料杯子，外面的杯子放了少量的水，蓋子上貼有濕潤的酚酞試紙，請學(xué)生將這兩種白色粉末倒去杯內(nèi)，蓋好蓋子，用力攪拌！觀察實驗現(xiàn)象，描述現(xiàn)象！解釋原因！
師:班級優(yōu)化大師點名，請學(xué)生按照老師的指示進行實驗。
師:在實驗過程中，濕潤的石蕊試紙為什么變紅？為什么固體最后變成了糊狀？請書寫化學(xué)反應(yīng)方程式！
生:試紙變紅說明有堿性氣體氨氣生成，變糊狀說明有水生成！ 師:取出兩個杯子之間的冰塊，為什么水會變成冰呢？ 生:反應(yīng)吸熱
師:那這個反應(yīng)是什么能轉(zhuǎn)化為什么能？ 生:熱能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
師:有的化學(xué)反應(yīng)吸熱，有的化學(xué)反應(yīng)放熱，數(shù)以千萬記的化學(xué)反應(yīng)，我們不可能一一進行實驗驗證，所以我們可以按照我們以往的學(xué)習(xí)方法對化學(xué)反應(yīng)進行分類。我們可以按反應(yīng)形式把化學(xué)反應(yīng)分為化合，分解，置換以及復(fù)分解，也可以按照電子得失而分為氧化還原及非氧化還原，那么我們可否按照能量變化對化學(xué)反應(yīng)進行分類呢？ 生:可以
師:很好！任何物質(zhì)都是具有能量的，也就是內(nèi)能，在化學(xué)反應(yīng)中，因反應(yīng)物和生成物不同，其所含的能量也分別不同，所以由反應(yīng)物到生成物必然伴隨著能量變化，而化學(xué)反應(yīng)中的能量的變化往往又體現(xiàn)為熱量的變化。所以我們可以從能量的角度，將化學(xué)反應(yīng)分為吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)！ 例題講解
那么有沒有既不吸熱也不放熱的反應(yīng)呢？要想解決這個問題，實驗是很難了，那怎么辦呢？解決問題不僅有實驗探究，也有理論探究啊？接下來我們就從理論分析的角度來認(rèn)識一下化學(xué)反應(yīng)中能量的變化！問題二:化學(xué)反應(yīng)伴隨能量變化的本質(zhì)原因？ 三：理論探究
師:任何物質(zhì)都是具有能量的，例如水庫中具有不同勢能的水，當(dāng)水由高處流向低處，重力勢能減小，那多余的能量不能憑空消失，就需要轉(zhuǎn)化為其他形式的能量！重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，我們就看到了氣勢磅礴的壺口瀑布！在化學(xué)反應(yīng)中，可以將反應(yīng)物和生成物類比于具有不同勢能的水！當(dāng)反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量時，這時就會有能量剩余，根據(jù)能量守恒定律，多余的能量就需要轉(zhuǎn)化為其他的能量，大多數(shù)情況的都會轉(zhuǎn)化為熱能，所以此時就會表現(xiàn)出放出熱量！化學(xué)反應(yīng)就會放熱！我們可以用直角坐標(biāo)系來直觀的表示一下剛才放熱的過程！橫坐標(biāo)表示反應(yīng)進程，縱坐標(biāo)表示物質(zhì)的能量！你能畫出圖像嗎？（請學(xué)生到黑板演示）
反之，當(dāng)水由低處流向高處，需要外界提供能量。外界為其做功！在化學(xué)反應(yīng)中當(dāng)反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量時，就需要吸收能量，這時他就會吸收周圍介質(zhì)的能量！容器或空氣等的能量，這時化學(xué)反應(yīng)就會表現(xiàn)為吸熱反應(yīng)！用直角坐標(biāo)系如何來表示吸熱的過程？（請學(xué)生黑板演示）
化學(xué)能其實就是通過化學(xué)反應(yīng)，將反應(yīng)物與生成物之間的這部分能量差進行轉(zhuǎn)化，所以在化學(xué)反應(yīng)中，能量變化取決于反應(yīng)物總能量和生成物總能量的相對大小，而二者數(shù)值相等是不太可能的，如果相等，就不會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所以化學(xué)反應(yīng)都或多或少的存在著熱量變化，那么根據(jù)能量變化將化學(xué)反應(yīng)分為吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)兩類。沒有既不吸熱也不放熱的反應(yīng)！
師:化學(xué)是在分子、原子的水平上來研究物質(zhì)的組成、性質(zhì)及應(yīng)用。我們從宏觀的角度認(rèn)識了化學(xué)能與熱能之間的相互轉(zhuǎn)化，那如何從微觀的角度來認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)中能量的變化呢？請同學(xué)們思考下面兩個問題:一、化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是什么。 生:舊化學(xué)鍵的斷裂，新化學(xué)鍵的形成！
師:二、化學(xué)鍵的斷裂與形成與能量有什么關(guān)系？ 師:舉例講解
氫氣與氯氣反應(yīng)生成氯化氫。請學(xué)生用電子式來表示氯化氫的形成過程！（請學(xué)生到黑板演示）
在反應(yīng)過程中，氫氣分子需要斷開化學(xué)鍵，形成氫原子，而這個過程正是由穩(wěn)定的狀態(tài)到不穩(wěn)定的狀態(tài)，物質(zhì)越穩(wěn)定，所具有的能量就越低，所以能量由低到高，就需要從外界吸收能量！所以斷開化學(xué)鍵需要吸收能量！就像我們要掰斷一根筷子，需要用力一樣！
反之，當(dāng)氫原子與氯原子兩個不穩(wěn)定的狀態(tài)，相互通過共用電子對形成共價鍵，形成穩(wěn)定的氯化氫分子，由能量高的不穩(wěn)定狀態(tài)到能量低的穩(wěn)定狀態(tài)，就需要放出能量！所以形成化學(xué)鍵就會釋放能量！
師:那么請同學(xué)們思考一下，從微觀化學(xué)鍵的角度來分析一下，什么情況下化學(xué)反應(yīng)會吸熱，什么情況下又會放熱呢？
生:當(dāng)斷開化學(xué)鍵吸收的能量小于形成化學(xué)鍵釋放的能量，此時是放熱反應(yīng)，反之，斷開化學(xué)鍵吸收的能量大于形成化學(xué)鍵釋放的能量時就會吸熱！很難出現(xiàn)二者能量相等的時候。 師:總結(jié)的非常好！
四：化學(xué)能與熱能相互轉(zhuǎn)化的應(yīng)用
師:請同學(xué)們互相討論生活中還有哪些化學(xué)能能與熱能相互轉(zhuǎn)化的例子！ 生:回答討論結(jié)果。 師:做飯，取暖等 五:課外拓展
請同學(xué)們回憶你所學(xué)的化學(xué)反應(yīng)中，哪些為吸熱反應(yīng)，哪些為放熱反應(yīng)？ 六:小結(jié)
視頻來源：優(yōu)質(zhì)課網(wǎng) www.jjlqy.cn
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