1、三案导学高中化学必修 1（鲁科版）1第 1 节 化学能与热能第 2 课时 化学能与热能的相互转化学习目标：1掌握掌握化学反应中能量变化的主要表现形式，化学反应中能量转化的实质，能说出常见的能量转化形式。能根据事实判断吸热反应、放热反应，2自主学习、合作探究化学反应中能量变化的主要表现形式。通过实验了解科学研究基本方法。3. 通过实验发展学习化学的兴趣，进一步形成交流、合作、反思、评价的学习习惯。重点：吸热反应、放热反应的概念。难点： 准确判断吸热反应和放热反应课前预习案使用说明及学法指导：1依据预习案通读教材，进行知识梳理；了解化学能与热能的相互转化，了解化学能转化为热能在生产、生活中的应用及
2、其对人类文明发展的贡献。2认真完成预习自测，将预习中不能解决的问题标识出来，并填写到后面“ 我的疑问”处。3利用 15 分钟高效完成。一、知识准备1. 化学反应为什么有些是放热反应，有些是吸热反应呢?2.化学反应不仅有新物质生成（物质的变化） ，还会伴随着能量的变化，试解释其原因（要从两个角度分析：化学键的断裂与形成；能量转化）。二、教材助读认真阅读课本 P33-35 页，完成下列问题一、化学能与热能的相互转化1三个守恒质量守恒定律： 。能量守恒定律： 。质量与能量是相互联系的（ ） ，故统称为 。2人类利用能源包含哪三个阶段？我们现在处在哪个阶段？三、预习自测1. 下列关于能量转换的认识中不
3、正确的是 （ ）A.、电解水生成氢气和氧气时，电能转化为化学能B、绿色植物进行光合作用时，太阳能转化为化学能C、煤燃烧时，化学能主要转化为热能D、白炽灯工作时，电能全部转化为光能答案：D2. 已知金刚石在一定条件下转化为石墨是放热的。据此，以下判断或说法正确的是（ ）A 需要加热方能发生的反应一定是吸热反应 B 放热反应在常温下一定很容易发生C 反应是放热还是吸热，必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小D 吸热反应在一定条件下也能发生答案：C3. 人类对于能源的利用大致可以分为三个时代：柴草能源、化石能源、多能源时代。以下说法正确的是：（ ）A原始社会人类学会利用火，他们以天然气取暖，吃
4、熟食，从事生产活动B目前我国广大农村生活做饭使用的都是化石原料C 多能源时代指的是新能源时代，包括核能、太阳能、氢能D化石燃料的燃烧没有污染答案：C四、我的疑惑请将预习中未能解决的问题和疑惑写下来，准备课堂上与老师和同学探究解决。五、信息链接光化学烟雾三案导学高中化学必修 1（鲁科版）220 世 纪 40 年 代 ， 美 国 加 利 福 尼 亚 州 洛 杉 矶 就 发生 过 这 种 大 气 污 染 现 象 1951 年 A.J.哈 根 最 先 指 出 臭 氧 (O3)是 氮 氧 化 物 、 碳氢 化 合 物 和 空 气 的 混 合 物 通 过 光 化 学 反 应 形 成 的 。以 后 F.W.
5、温 特 发 现 O3 与 不 饱 和 烃 （ 如 汽 车 废 气 中的 烃 类 ） 的 化 学 反 应 产 物 跟 洛 山 矶 烟 雾 有 相 同 的 伤害 效 应 。 美 国 斯 坦 福 研 究 所 的 学 者 指 出 ， 形 成 O3的 活 性 有 机 化 合 物 和 氮 氧 化 物 的 主 要 来 源 是 汽 车 排放 的 废 气 。 因 此 ， O3 的 浓 度 升 高 是 光 化 学 烟 雾 污 染的 标 志 。 50 年 代 以 来 ， 光 化 学 烟 雾 污 染 事 件 在 美国 其 他 城 市 和 世 界 各 地 相 继 出 现 ， 如 日 本 、 加 拿 大 、德 意 志 联
6、 邦 共 和 国 、 澳 大 利 亚 、 荷 兰 等 国 的 一 些 大城 市 都 发 生 过 。 1974 年 以 来 ， 中 国 兰 州 的 西 固 石 油化 工 区 也 出 现 光 化 学 烟 雾 。 近 年 来 ， 一 些 乡 村 地 区也 有 光 化 学 烟 雾 污 染 的 迹 象 。 日 益 严 重 的 光 化 学 烟雾 问 题 ， 逐 渐 引 起 人 们 的 重 视 。 人 们 对 于 光 化 学 烟雾 的 发 生 源 、 发 生 条 件 、 反 应 机 理 和 模 式 ， 对 生 物体 的 毒 性 ， 以 及 光 化 学 烟 雾 的 监 测 和 控 制 技 术 等 方面 进 行
7、 了 广 泛 的 研 究 。 世 界 卫 生 组 织 和 美 国 、 日 本等 许 多 国 家 已 把 臭 氧 或 光 化 学 氧 化 剂 臭 氧 、 二 氧 化氮 (NO2)、 过 氧 乙 酰 硝 酸 酯 (PAN)及 其 他 能 使 碘 化钾 氧 化 为 碘 的 氧 化 剂 的 总 称 的 水 平 作 为 判 断 大 气环 境 质 量 的 标 准 之 一 ， 并 据 以 发 布 光 化 学 烟 雾 的 警报 。课内探究案导入新课: (课件出示中国面对能源危机的新闻图片，并附如下文字)央视国际消息，中国能源消费总量已经位居世界第二，约占世界能源消费总量的 11。2003年，中国能源消费总量为
8、 168 亿吨标准煤。其中煤炭占 671，原油占 227，天然气占 28，可再生能源占 73。目前中国面临着常规能源资源约束、过分依赖煤炭污染严重、能源利用效率低等问题。中国每吨标准煤的产出效率仅相当于日本的 lO3、欧盟的168 。中国石油、天然气资源短缺，需要充分利用国内外两种资源、两个市场，在做好石油节约与替代的同时，走出国门，积极参与世界油气市场的开发与资源分享，扩大能源对外贸易和投资。讲述 能源危机已成为制约一个国家发展的瓶颈，今天我们以化学的眼光来研究能源。一、学始于疑我思考，我收获！1. 有人说：任何一个化学变化过程都伴随着能量的变化，你认为这种说法对吗？2. 一定量的铁在纯氧中
9、燃烧放出 的总热量与在空气中缓慢氧化所放出 的总热量相比，哪一个放出的热量多？ 3. 一个化学反应的能量变化是不是全部都表现为热量的变化 ？举例说明。 学习建议：请同学用 2 分钟时间认真思考这些问题，并结合预习中自己的疑问开始下面的探究学习。三案导学高中化学必修 1（鲁科版）3二、质疑探究质疑解疑、合作探究教学建议： 本节课的内容是以实验探究为主的，导学案中对每个实验都设计了问题，在学生完成实验，讨论探究问题后展示结果，最后归纳出知识要点，然后进行巩固探究点一：化学能转化为热能铝和盐酸的反应实验 2-1 填写实验记录实 验 铝 和 盐 酸 反 应现 象 溶液温度 反 应 方 程 式结 论大多
10、数置换反应是 反应， 能转化为 能释放出来问题：在感知盐酸和铝反应是否有热量的变化时，用的是温度计，还可以用什么来感知？各有什么优缺点？答案：温度计测量效果好。用手触摸操作 简便。针对性练习：1. 将盛有 12mlNO2和 O2的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余 2ml 无色气体，则原混合气体中 O2的体积是 （ ）A1.2ml B.2.4ml C.3.6ml D.4ml答案：A D2.在标准状况下，将 O2 和 NO2 按 1：4 的体积比充满干燥的烧瓶并倒置于水中，瓶内体积逐渐上升。假设瓶内溶液不扩散，最终烧瓶内溶质的物质的量浓度为 （ ）A 1/14 mol/L B 4/5
11、mol/L；C 1/28mol/L D 1/42mol/L答案：C总结归纳：_答案：探究点二：热能转化为化学能氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应实验 2-2 填写实验记录实 验 氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应现 象有刺激性气味的气体产生气味的气体 固体温度 反应方程式Ba(OH)28H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3+10H2O结 论 能转化为 能储存起来问题 1：猜测反应放出的气体是什么？问题 2：氯化铵晶体和 Ba(OH)28H2O 晶体要研细？针对性练习：1. 将盛有 12mlNO2和 O2的混合气体的量筒倒立于水槽中，充分反应后，还剩余 2ml 无色气体，则原混合气体中 O2的体积
12、是 （ ）A1.2ml B.2.4ml C.3.6ml D.4ml答案：A D2.在标准状况下，将 O2 和 NO2 按 1：4 的体积比充满干燥的烧瓶并倒置于水中，瓶内体积逐渐上升。假设瓶内溶液不扩散，最终烧瓶内溶质的物质的量浓度为 （ ）A 1/14 mol/L B 4/5mol/L；C 1/28mol/L D 1/42mol/L答案：C总结归纳：_答案：探究点三：中和热化学能变为热能实验 2-3问题 1：实验的目的是？HCl（aq）温度/NaOH（aq）温度/中和反应后温度/实验数据结论溶液温度 中和反应是 反应 能转化为 能释放出来三案导学高中化学必修 1（鲁科版）4问题 2：酸和碱发
13、生中和反应生成 1 mol H2O 时所释放的热量称为中和热。如果要你来测量，在反应的装置上，你认为要注意什么？试画出测量的装置图。大小烧杯间填满碎纸条和大烧杯盖硬纸板的作用是保温 ，隔热归纳小结物质在发生化学反应的同时还伴随着能量的变化，这些能量变化通常又表现为热量的变化（也有其他形式，如发光） 。对于化学反应我们有时是利用它的产物，有时我们利用的却是它的能量！如化石燃料的燃烧等。思考1、结合物质的燃烧，吸热反应一定要加热吗？放热反应就一定不用加热吗？小结常见的放热反应有：常见的吸热反应有：2、氢气和氧气反应是放热反应，2 mol 氢气和 1 mol 氧气反应时，若一种是生成 2 mol 水
14、蒸气，一种是生成 2 mol 液态水，两种情况下放出的热量同吗？若不同，谁的大？思考与交流反应放出或吸收的热量和反应物、生成物的状态有关吗？三、我的知识网络图归纳总结、串连整合答案:答案： 四、当堂检测有效训练、反馈矫正1、下列关于能量转换的认识中不正确的是 （ D ）A.、电解水生成氢气和氧气时，电能转化为化学能B、绿色植物进行光合作用时，太阳能转化为化学能C、煤燃烧时，化学能主要转化为热能D、白炽灯工作时，电能全部转化为光能2、下列属于放热反应的是 （ AC ） A.、镁和稀盐酸 B、氯酸钾受热分解C、甲烷与氧气的反应 D、灼热的碳与二氧化碳反应3、下列化学反应既属于氧化还原反应，又属于放
15、热反应的是 （ B ）A.、Ba(OH) 2 8H2O 与 NH4Cl 反应 B、钠在氯气中燃烧C、C 和 CuO 在高温下发生反应 D、 CaCO3 的受热分解 4、近年来，科学家在海洋中发现了一种冰状物质可燃冰，其有效成分为甲烷。下列说法正确的是 （ C ） 甲烷属于烃类 在相同条件下甲烷的密度大三案导学高中化学必修 1（鲁科版）5于空气 甲烷难溶于水 可燃冰是一种极具潜力的能源A B C D 5、绿色能源是指使用过程中不排放或排放极少污染物的能源，如一级能源中的水能、地热、天然气等；二级能源中电能、氢能等。下列能源属于绿色能源的是 （ D ） 太阳能 风能 石油 煤 潮汐能 木材A B
16、C D 6、下列反应中，属于吸热反应的是 （ B ）A活泼金属跟酸反应 B制造水煤气 C酸碱中和反应 D 镁条燃烧7、下列变化中，吸收热量但不属于吸热反应的是 （ AD ）A、干冰升华 B、生石灰与水化合 C、氢气还原氧化铜 D、酒精挥发8、有人认为人体实际上一架缓慢氧化的“高级机器” ，人体在生命过程中也需要不断地补充“燃料” 。根据这种观点，你认为人们通常摄入的下列物质不能看作“燃料”的是（ B ）A、淀粉类物质 B、水 C、脂肪类物质 D、蛋白质9、反应 是吸热反应，由此可知 （ A ）A石墨比金刚石更稳定 B金刚石和石墨可以相互转化C金刚石比石墨更稳定 D金刚石和石墨不能相互转化10、
17、下列说法正确的是 （ B ）A由 H 原子形成 1 mol H-H 键要吸收热量B所有燃烧反应都是放热反应C在稀溶液中，酸与碱发生中和反应生成 1 mol H2O 时所释放的热量称为中和热D凡经加热而发生的化学反应都是吸热反应11、下列能源通过化学反应产生的是（ D ）A、太阳能 B、潮汐能 C、风能 D、氢气燃烧产生的热能12、氢气是一种很有前途的能源物质，以水为原料大量制取氢气的最理想的途径是（ A ）A、利用太阳能直接使水分解产生氢气 B、以焦炭和水制取水煤气分离出氢气C、用铁和盐酸反应放出氢气 D、由热电站提供电力电解水产生氢气五、我的收获反思静悟、体验成功_本堂小结：本堂课探究了氨气
18、的性质和喷泉实验的原理，要弄清楚氨水的成分和使用，全面认识各种类型的喷泉实验，增强对实验原理的分析能力课堂评价：（见导学案使用说明）三案导学高中化学必修 1（鲁科版）6课后训练案学习建议：1.限时 20 分钟定时完成。2.独立思考，全部完成后再看答案，将有疑问的题目做好标注，及时与老师同学讨论解决。一、基础训练题把最简单的事做好就叫不简单！SO2、NO 2 是大气污染的主要污染物，请解答12 题1下列污染现象主要与 SO2有关的是 （ ） A臭氧空洞 B酸雨 C光化学烟雾 D温室效应2下列污染现象主要与 NO2 有关的是 （ ） A臭氧空洞 B水体富营养化 C光化学烟雾 D温室效应3紫外线照射
19、下，能产生光化学烟雾的是( )ACO BCO 2 CSO 2 DNO 24在标准状况下，将 NO2、NO、 O2 混合，充分充满容器倒置于水中，完全溶解且无气体剩余，若产物也不扩散，则所得溶液的物质的量浓度的数值范围为（ ）A0M1/22.4 B1/39.2M1/22.4C1/39.2M1/28 D1/28M1/22.45酸雨给人类带来了种种灾祸，严重地威胁着地球生命生存的生态环境，下列有关减少或者防止酸雨形成的措施中可行的是 （ ）对燃煤进行脱硫；对含 SO2、NO 2等工业废气进行无害处理后，再排放到大气中；人工收集雷电作用所产生的氮的氧化物；飞机、汽车等交通工具采用清洁燃料，如天然气、甲
20、醇等。A B C D6常见的大气污染物为一次污染物和二次污染物，二次污染物是排入环境中的一次污染物在物理化学因素或微生物作用下，发生变化所生成的新污染物，如2NO+O2=2NO2，则 NO2 就是二次污染物，下列四种气体SO 2 、NO、NO 2、Cl 2 中能导致二次污三案导学高中化学必修 1（鲁科版）7染的是（ ）A B C D只有7 据估计，高空大气中的 O2 吸收紫外线可生成臭氧，臭氧可分解：O 3 = O2 + O 臭氧与大气污染物之一的NO 发生反应：NO+O 3=NO2+O2， NO2+O=NO+O2，纵观这些反应可以看出 NO 是作（ ）A氧化剂 B还原剂 C催化剂 D干燥剂答
21、案：C8、下列关于酸雨的论述中，不正确的是：A、酸雨中的氢离子浓度比正常雨水大B、酸雨雨水和正常雨水的样品煮沸后酸性都减小C、空气中硫和氮的氧化物D、正常雨水也有微弱的酸性。9、下列反应中气体只作氧化剂的是 （ ）ACl 2 通入水中 BCl 2 通入水 Na2SO3 溶液中C二氧化硫通入氯水中 DNO 2 通入水中 6. （2008 全国）在体积为 VL 的密闭容器中通入 Lamol NO 和 bmol O2。反应后容器内氮原子数和氧原子数之比为（ ）A.a/b B.a/2b C.a/2（a +b） D.a/（a +2b）答案：D点拨：直接根据原子守恒做题。不必考虑反应过程盛有 NO 和 N
22、O2 的混合气体的量筒倒立在盛有水的水槽中，过一段时间后，量筒内的气体体积减小为原来的一半。则原混合气体中 NO 和 NO2 的体积比是 （ ）A3 1 B13 C21 D1 2 7. 盛满等体积 NO 和 NO2 的混合气体的试管，倒置在水槽中，反应完毕后，液面上升的高度是试管的（ ）A1/2 B1/3 C2/3 D5/6答案：B我国农业因遭受酸雨而造成每年损失高达 15 亿多元。为了有效控制酸雨，目前国务院已批准了酸雨控制区和二氧化硫污染控制区划分方案等法规。（1）现有雨水样品 1 份，每隔一段时间测定该雨水样品的 pH，所得数据如下表：测试时间/h 0 1 2 3 4雨水的 pH 4.7
23、3 4.62 4.56 4.55 4.55分析数据，回答下列问题：（已知Cl2 SO22H 2O H2SO42HCl）雨水样品的 pH 变化的原因是（用化学反应方程式表示）_。如果将刚取样的上述雨水和自来水相混合，pH将变_（填“大”或“小” ） 。（2）你认为减少酸雨产生的途径可采用的措施是_。少用煤作燃料 把工厂烟囱造高 燃料脱硫 在已酸化的土壤中加石灰 开发新能源A B C D（3）在英国进行的一个研究结果表明：高烟囱可以有效地降低地表面 SO2 浓度。在 20 世纪的 60 年代70 年代的 10 年间，由发电厂排放出的 SO2 增加了35，但由于建筑高烟囱的结果，地面 SO2 浓度降
24、低了 30之多。请你从全球环境保护的角度，分析这种方法是否可取?简述其理由。三、拓展训练题战胜自我，成就自我！9.在标准状况下，将 O2 与 NO 按 3 ：4 体积比充满一干燥烧瓶，将烧瓶倒置于水中，瓶中液面逐渐上升后，最终烧瓶内溶液的物质的量浓度最接近于 （ ）A0.045molL -1 B0.036 molL -1三案导学高中化学必修 1（鲁科版）8C0.026 molL -1 D0.030 molL -1答案：C附录：课外阅读 生物固氮是指固氮微生物将大气中的氮气还原成氨的过程。固氮生物都属于个体微小的原核生物，所以，固氮生物又叫做固氮微生物。根据固氮微生物的固氮特点以及与植物的关系，
25、可以将它们分为自生固氮微生物、共生固氮微生物和联合固氮微生物三类。生物固氮在农业生产中具有十分重要的作用。氮素是农作物从土壤中吸收的一种大量元素，土壤每年因此要失去大量的氮素。如果土壤每年得不到足够的氮素以弥补损失，土壤的含氮量就会下降。土壤可以通过两条途径获得氮素：一条是含氮肥料（包括氮素化肥和各种农家肥料）的施用；另一条是生物固氮。科学家在 20 世纪 80 年代推算过，全世界每年施用的氮素化肥中的氮素大约有 8107t，而自然界每年通过生物固氮所提供的氮素，则高达 4108t。 对 豆 科 作 物 进 行 根 瘤 菌 拌 种 ， 是 提 高 豆 科 作 物产 量 的 一 项 有 效 措
26、施 。 播 种 前 ， 图 12将 豆 科 作 物 的 种 子 沾 上 与 该 种 豆 科 作 物 相 适 应 的 根瘤 菌 ， 这 显 然 有 利 于 该 种 豆 科 作 物 结 瘤 固 氮 。 特 别是 新 开 垦 的 农 田 和 未 种 植 过 豆 科 作 物 的 土 壤 中 ， 根瘤 菌 很 少 ， 并 且 常 常 不 能 使 豆 科 作 物 结 瘤 固 氮 ， 更需 要 进 行 根 瘤 菌 拌 种 。 对 比 实 验 表 明 ， 在 其 他 条 件相 同 的 情 况 下 ， 经 过 根 瘤 菌 拌 种 的 豆 科 作 物 ， 可 以增 产 10% 20%。 用 豆 科 植 物 做 绿
27、 肥 ， 例 如 将 田 箐 、 苜 蓿 或 紫 云英 等 的 新 鲜 植 物 直 接 耕 埋 或 堆 沤 后 施 用 到 农 田 中 ，可 以 明 显 增 加 土 壤 中 氮 的 含 量 。 科 学 家 统 计 过 ， 一般 地 说 ， 1hm2 农 田 使 用 7500kg 绿 肥 ， 可 以 增 产 粮食 750kg。 如 果 用 新 鲜 的 豆 科 植 物 饲 养 家 畜 ， 再 将家 畜 的 粪 便 还 田 ， 则 既 可 以 使 土 壤 肥 沃 ， 又 可 以 获得 更 多 的 粮 食 和 畜 产 品 。 点评：生物固氮是自然界的一种有效的固氮形式，充分利用可以降低能耗，减少污染，提高粮食作物的产量，是科技农业的一个发展方向。点评：固氮作用是一种自然现象，利用固氮作用提供植物所需要的养分是科学种田的需要，体现利用科学的重要性。
