背景材料:
以下是李老師的《化學(xué)能與熱能》的教學(xué)片段:
[創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景]
氫氣和氯氣的混合氣體遇到強(qiáng)光會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象?為什么?
[學(xué)生思考、討論]
氫氣和氯氣的混合氣體遇到強(qiáng)光會(huì)發(fā)生爆炸。這是因?yàn)榉磻?yīng)在有限的空間里進(jìn)行,放出大量的熱,使周?chē)鷼怏w急劇膨脹。
[進(jìn)一步思考]
反應(yīng)中的熱量由何而來(lái)?氫氣和氯氣反應(yīng)的本質(zhì)是什么?
[學(xué)生思考、討論]
從化學(xué)鍵角度分析氫氣和氯氣反應(yīng)的本質(zhì)。
板書(shū):一、化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量的變化關(guān)系
[教師補(bǔ)充講解]
化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是反應(yīng)物中化學(xué)鍵的斷裂和生成物中化學(xué)鍵的形成。化學(xué)鍵是物質(zhì)內(nèi)部微粒之間強(qiáng)烈的相互作用,斷開(kāi)反應(yīng)物中的化學(xué)鍵需要吸收能量,形成生成物中的化學(xué)鍵要放出能量。氫氣和氯氣反應(yīng)的本質(zhì)是在一定的條件下,氫氣分子和氯氣分子中的H-H鍵和Cl-Cl鍵斷開(kāi),氫原子和氯原子通過(guò)形成H-Cl鍵而結(jié)合成HCl分子。1molH2中含有1molH-H鍵,1molCl2中含有1molCl-Cl鍵,在25℃和101kPa的條件下,斷開(kāi)1molH-H鍵要吸收436kJ的能量,斷開(kāi)1molCl-Cl鍵要吸收242kJ的能量,而形成1molHCl分子中的H-Cl鍵會(huì)放出431kJ的能量。這樣,由于破壞舊鍵吸收的能量少于形成新鍵放出的能量,根據(jù)“能量守恒定律”,多余的能量就會(huì)以熱量的形式釋放出來(lái)。
[歸納小結(jié)]
1.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。
2.能量是守恒的。
[練習(xí)反饋]
已知斷開(kāi)lmolH2中的化學(xué)鍵要吸收436kJ的能量,斷開(kāi)1molO2中的化學(xué)鍵要吸收496kJ的能量,形成水分子中的1molH-O鍵要放出463kJ的能量,試說(shuō)明中的能量變化。
[講解]
剛才我們從微觀的角度分析了化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因,那么,又怎樣從宏觀的角度來(lái)判斷一個(gè)反應(yīng)到底是放熱還是吸熱的呢?各種物質(zhì)中都含有化學(xué)鍵,因而我們可以理解為各種物質(zhì)中都儲(chǔ)存有化學(xué)能?;瘜W(xué)能是能量的一種形式,它可以轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。不同物質(zhì)由于組成、結(jié)構(gòu)不同,因而所包含的化學(xué)能也不同。在化學(xué)反應(yīng)中,隨著物質(zhì)的變化,化學(xué)能也隨之改變,如H2與Cl2、O2的反應(yīng)。那么,一個(gè)化學(xué)反應(yīng)吸收能量還是放出能量是由什么決定的呢?
[學(xué)生討論、交流]
1.一個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)在發(fā)生過(guò)程中是吸收能量還是放出能量取決于反應(yīng)物的總能量和生成物的總能量的相對(duì)大小。
2.畫(huà)出反應(yīng)物、生成物總能量的大小與反應(yīng)中能量變化的關(guān)系示意圖。
[思考與分析]
甲烷燃燒要放出熱量,水電解產(chǎn)生氫氣和氧氣,試從化學(xué)鍵和物質(zhì)所含能量的角度分析其原因,并說(shuō)明反應(yīng)過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)變形式。
[提出問(wèn)題]
前面我們通過(guò)對(duì)具體反應(yīng)的分析,從微觀和宏觀兩個(gè)角度探討了化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因,知道了化學(xué)能和其他能量是可以相互轉(zhuǎn)變的,還知道化學(xué)反應(yīng)中能量變化通常表現(xiàn)為熱量的變化。那么,怎樣把物質(zhì)變化和熱量變化統(tǒng)一地表達(dá)出來(lái)呢?你可以在和同學(xué)討論的基礎(chǔ)上提出自己的想法,并對(duì)其他同學(xué)提出的表達(dá)方式做出評(píng)價(jià)。
問(wèn)題:
(1)寫(xiě)出通過(guò)本課的學(xué)習(xí),學(xué)生可以獲得怎樣的知識(shí)與技能。
(2)說(shuō)明本課的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)。
(3)李老師所采用的教學(xué)方法有哪些?
(4)請(qǐng)列舉出常見(jiàn)的吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)。