1、高一化学教案第二章 1第二章 第一节 化学能与热能（第一课时） 教学目标：1了解化学键与能量之间的密切联系，化学反应中能量变化的主要原因。2使学生了解化学反应中的能量变化，了解吸热反应和放热反应。3学习图表表示吸热反应和放热反应中能量变化的方法，培养观察分析实验、阅读图表的能力。4通过研究性课题学习调查研究的方法，培养实践和创新能力。教学重点、难点：化学能与热能之间的内在联系以及化学能与热能的相互转化。教学过程：投影中国面对能源危机新闻图片；新闻：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16.8亿吨标准煤。其中煤炭占67.1
2、%，原油占22.7%，天然气占2.8%，可再生能源占7.3%。 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10.3%、欧盟的16.8%。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。板书第二章 化学反应与能量学生阅读前言内容回答本章讨论的问题：在现代广泛使用的各种能源中，那些与化学密切相关？面对能源枯竭的危机，提高能源利用率和开辟新能
3、源是解决这一问题的两个主要方向，在这方面化学能做出什么贡献？学与问反问煤、石油和天然气等化石燃料或它们的制品的燃烧所产生的热能从何而来？与化学物质及化学反应有什么关系？石灰石经高温煅烧生成生石灰，高温提供的热能在分解反应中起什么作用？ 板书 第一节 化学能与热能一、化学键与化学反应中能量变化的关系 复习化学键：使离子相结合或原子相结合的作用。*键能：拆开1 mol某键所需的能量叫键能。单位：kJ/mol。讲解化学键的形成蕴涵着能量变化，在进行反应时化学键要断裂，吸收能量，反应后形成新化学键要放出能量，反应前反应物能量与反应后生成物能量不相等。分析2HH2中能量变化？1mol H2中含有1mol
4、HH，在250C 101kPa条件下，由H原子形成1molHH要放出436kJ的能量，而断开1molHH重新变为H原子要吸收436kJ的能量。类比分析CH44C+4H（吸收4mol415kJ/mol=1660kJ）小结板书1、化学键的断裂是化学反应中能量变化的主要原因。讨论为什么有的化学反应会放出热量，而有的化学反应却需要吸收热量呢？小结：1化学反应的特点是有新物质生成，新物质和反应物总能量不同。2反应中要遵循能量守恒。3反应物与生成物的能量差若以热能形式表现即为放热和吸热。如果二者能量比较接近，则放热和吸热不明显。强调 一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量，决定于反应物的总能
5、量与生成物的总能量的相对大小小组讨论吸热反应和放热反应中，反应物本身所具有的能量和生成物本身所具有的能量之间的大小关系分别如何？（提示：可从能量守恒角度分析）板书2、 E（反应物）E（生成物）放出能量E（反应物）E（生成物）吸收能量投影图2-1水能、化学能对比示意图过渡我们在初中学习过“质量守恒定律”，知道自然界中物质可以相互转化，但是总质量保持不变；同样一种能量可以转化成另一种能量，能量也是守恒的，这就是“能量守恒定律”这是两条基本的自然定律，化学能是能量的一种，它同样可转化成其它形式的能量，如热能、电能等。我们开始研究化学能与热能的关系。板书二、化学能与热能的相互转化讲述化学反应的过程中伴
6、随着能量变化,通常表现为热量的变化 投影吸放热与能量关系 放热反应：放出热的化学反应板书 化学反应 吸热反应：吸收热的化学反应问题那么，化学反应为什么有些是放热反应，有些是吸热反应呢？投影 小结略作业P33 1、2、3补充：举例说明日常生活中我们在哪些方面利用了化学反应中的能量变化.板书计划 第二章 化学反应与能量 第一节 化学能与热能一、化学键与化学反应中能量变化的关系1化学键的断裂是化学反应中能量变化的主要原因。2E（反应物）E（生成物）放出能量E（反应物）E（生成物）吸收能量二、化学能与热能的相互转化 放热反应：放出热的化学反应化学反应 吸热反应：吸收热的化学反应物质结构 元素周期律单元
7、测试（时间60分钟 满分100分）一、选择题：(每题只有一个正确选项，每题3分，共54分)1据报导我国最近合成多种元素的新同位素，其中一种是 （铪），它的中子数是（ ） A72 B113 C185 D25721993年8月国际原子量委员会确认我国张青莲教授测定的锑原子量(127760) 为标准原 子量，已知锑有两种以上天然同位素，则127760是 （ ） A按照锑的各种天然同位素的质量数与这些同位素所占的原子百分比计算出来的平均 值 B按照锑的各种天然同位素的相对原子质量与这些同位素所占的原子百分比计算出来 的平均值 C一个锑原子的质量与12C 原子的质量的1/2的比值 D锑元素的质量与12C
8、原子质量的1/12的比值3下列电子式正确的是 （ ）A B C D 4下列过程中，共价键被破坏的是 （ ）A碘升华 B溴蒸气被木炭吸附C酒精溶于水 DHCl气体溶于水5一种比黄金还要贵重百倍的O2 气体, 不久前在我国兰州近代物理研究所制备成功, 1 mol 这种O2 气体所含有的中子的物质的量为 （ ） A36 mol B20 mol C16 mol D10 mol6第28届国际地质大会提供的资料显示，海底有大量的天然气水合物，可满足人类1000年的能源需要。天然气水合物是一种晶体，晶体中平均每46个水分子构建成8个笼，每个笼可容纳一个CH4分子或1个游离H2O分子若晶体中每8个笼只有6个容
9、纳了CH4分子，另外2个笼被游离的H2O分子填充，则天然气水合物的平均组成可表示为（ ） ACH414H2O BCH48H2O CCH4(23/3)H2O DCH46H2O7下列关于物质性质变化的比较， 不正确的是 （ ） A酸性强弱: HI HBr HCl HF B原子半径大小: Na S O C碱性强弱: KOH NaOH LiOH D还原性强弱: F Cl I8某元素的最外层有 2 个电子， 该元素 （ ） A 一定是金属元素 B最高化合价一定为 +2 价 C一定是 A 族元素或是 He D无法确定属于哪类元素9某阳离子Mn+的核外共有x个电子，核内有a个中子，则M的质量数为 （ ） A
10、a+xn Ba+x+n Caxn Dax+n10有a、b、c、d四种元素。a、b的阳离子与c、d的阴离子具有相同的电子层结构；a的阳离子的正电荷数小于b的阳离子的正电荷数，c的阴离子的负电荷数大于d的阴离子的负电荷数。则它们的离子半径的关系是 （ ） Aabcd Bcdab Ccadb Dbadc11下列各元素的氧化物中， 既能与盐酸反应生成盐和水，又能够与 NaOH 溶液反应生 成盐和水的是 （ ） A元素X: 它的原子中 M 层比L 层少 2 个电子 B元素Z: 位于元素周期表中的第三周期， A 族 C元素Y: 它的二价阳离子核外电子总数与氩原子相同 D元素W: 它的焰色反应颜色呈紫色12
11、关于元素周期表， 下列叙述中不正确的是 （ ） A在金属元素与非金属元素的分界线附近可以寻找制备半导体材料的元素 B在过渡元素中可以寻找制备催化剂及耐高温和耐腐蚀的元素 C在非金属元素区域可以寻找制备新型农药材料的元素 D在地球上元素的分布和它们在元素周期表中的位置有密切关系13下列各微粒中， 核外电子总数相等的是 （ ） ACO2 和 NO2 BH2S 和 H2O CNH4+ 和 H2O DN2 和 C2H414下列叙述中正确的是 （ ） A阳离子一定是金属离子， 阴离子一定只含有非金属元素 B某金属元素的阳离子和某非金属元素的阴离子组成的物质一定是纯净物 C阴阳离子相互作用后一定形成离子化
12、合物 D金属K 不可能从盐的水溶液中置换出金属单质15实际存在的H、H、H、H和H，它们是 （ ） A氢的五种同位素 B五种氢元素 C氢的五种原子 D氢元素的五种不同微粒16A 和 B 是同周期的相邻元素， B 和 C 是同主族的相邻元素， 且A、B、C 最外层电子数之和为 19，则A、B、C三种元素按照顺序是 （ ） AN、 F、 Cl BF、 O 、S CS、 Cl 、O DS 、O 、F17现在含有元素硒(Se) 的保健品已经开始进入市场， 已知它与氧元素同族， 与 K 同周期， 关于硒的说法中不正确的是 （ ）A原子序数为 34 B最高价氧化物的水化物的分子式为: H2SeO4CBr
13、的非金属性比Se强 D气态氢化物的还原性比硫化氢气体弱18元素周期表中第 m 号元素， 其原子的质量数为 n ， 关于该元素的下列叙述中正确的是 （ ） A其原子核内中子数和质子数都是 m B其原子核内中子数为 ( n m ) 个， 核外电子数肯定为 m 个 C其原子质量是12C 原子质量的 n 倍 D其原子质量与 12C 原子质量之比约为 n : 12二、实验题（14分）19（14分）某同学做同周期元素性质递变规律实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象发如下表：实验方案实验现象1用砂纸擦后的镁带与沸水反应，再向反应液中滴加酚酞2向新制的H2S饱和溶液中滴加新制的氯水3钠与滴有酚
14、酞试液的冷水反应4镁带与2mol/L的盐酸反应5铝条与2mol/L的盐酸反应6向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量A浮于水面，熔成小球，四处游动，逐渐缩小，溶液变红色B产生大量气体，气体可燃，溶液变浅红色C反应不十分强烈，产生的气体可燃D剧烈反应，产生的气体可燃E生成白色絮状沉淀，继而沉淀消失F生成淡黄色沉淀 请你帮助该同学整理并完成实验报告 （1）实验目的： （2）实验用品：仪器、材料 略 药品 略 （3）实验内容：（填写题给信息表中的序号或大写英文字母，并写出有空格处的离子方程式）实验方案实验现象有关离子方程式AB不 填不 填不 填EF （4）实验结论： 。 （5）问题与讨论： 请从原
15、子结构理论上简单说明具有上述结论的原因 。 请你补充一组实验方案（简单易行），证明此周期中另两种主族元素的性质递变规律。 三、填空题(共26分)20(10分) A、B、C、D四种元素都是短周期元素。A元素的离子具有黄色的焰色反应。B元素的离子结构和Ne具有相同的电子层排布；5.8gB的氢氧化物恰好能与100mL2mol/L盐酸完全反应；B原子核中质子数和中子数相等。H2在C单质中燃烧产生苍白色火焰。D元素原子的电子层结构里，最外层电子数是次外层电子数的3倍。根据上述条件，回答： （1）元素C位于第_周期_族，它的最高价氧化物的化学式为_。 （2）A是_元素，B是_元素，D是_元素。 （3）A与
16、D形成稳定的化合物的化学式为_，判断该化合物在空气中是否变质的简单方法是_。 （4）C元素的单质有毒，可用A的最高价氧化物对应的水化物的溶液吸收，其离子方程式为_。21（16分）下图中A、B、C、D是同周期或同主族的相邻元素： 已知：A元素的最低价为-3价，它的最高价氧化物含氧56.34，原子核内中子数比质子数多1个，则A元素原子的质量数为_，原子序数为_，A元素位于第_周期_族。 写出元素符号A_B_，C_，D_。 A、B、C三种元素最高价氧化物的水化物的化学式依次为_，_，_，其中酸性最强的是_。 B、D两种元素和氢组成的气态氢化物的化学式依次为_，_其中_稳定性最大_还原性最强。四、计算
17、题（6分）22两单质AX和BY。已知1.55gA和0.8gBY的原子数相等，且它们的分子数之比为34。又知A原子中的中子数比质子数多1，B原子的L层电子数是K层的3倍，计算写出AX、BY的化学式？参考答案1B 2B 3C 4D 5B 6B 7D 8D 9B 10B 11B 12D 13C 14D 15D 16B 17D 18D19、（14分）（1）同周期元素金属性，非金属性性质逆变规律。（验证Na、Mg、Al金属性强弱及S、Cl非金属性强弱，证明第三周期元素的递变规律。）（2分）（3）（实验方案2分；每个方程式1分）实验方案实验现象有关离子方程式3A2Na+2H2O=2Na+2OH+H21B4
18、56EAl3+3OH=Al（OH）3Al（OH）3+OH=AlO2+2H2O2FH2S+Cl2=2H+2Cl+S（4）同周期元素随原子序数的增大，元素的金属性逐渐减弱，而非金属逐渐增强。（2分）（5） 同周期元素，随原子数增加，r在减小，原子核内的质子数也在增加，原子核对于核外电子的束缚能力渐强，原子的失e能力减弱，而得e能力逐渐增强。（2分）20（10分）(1)三 A Cl2O7 （各1分）(2)Na Mg O（各1分） (3)Na2O2（1分） 观察该化合物的颜色是否变白（1分） (4)Cl2+2OH-Cl-+ClO-+H2O（2分）21（16分）31；15；三周期；VA P、S、Cl、O
19、 H3PO4，H2SO4，HClO4，HClO4 H2S，H2O；H2O；H2S（每空均1分）22（6分）因B原子的L层电子数是K层的3倍可知B为氧原子，（2分）这样0.8gBYM（A）=1.55g0.05mol=31g/mol（3分）即A为P。（1分）因为当原子个数相等时，分子个数比为34 则P和O的单质为P4和O3第二章 第二节 化学能与电能（第二课时） 教学目标：1了解生活中常用的化学电源和新型化学电池；2引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质以及这种转化的综合利用价值。3感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题，初步形成较为客观、正确的能源观。重点、难点：通过
20、对常用的化学电源和新型化学电池原理的了解，进一步巩固原电池原理。教学过程：复习原电池构成条件及工作原理。（见课件PPT）引言人们应用原电池原理，制作了多种电池，如干电池、蓄电池、充电电池、高能电池等，以满足不同需要。我们课我们具体来学习几种利用化学能转变为电能的化学电源。板书 二、发展中的化学电源讲解上述原电池的结构较简单，携带也不方便，当今的电池工业已能制造出各种各样的实用电池。下面我们来学习第一种：学生请学生们阅读P37页，根据负极发生氧化反应，正极发生还原反应，来推断在各种电池中，谁做负极，谁做正极，试写出在各电极上可能发生的电极反应及总反应。板书1干电池负极（锌筒）：Zn 2e= Zn
21、2+；正极（石墨）：正极：2NH4+2e=2NH3+H2电池的总反应式为：Zn +2NH4+= Zn2+ 2NH3+H2副反应：副反应：H2+2MnO2=Mn2O3+H2O 4NH3+Zn2+=Zn(NH3)42+讲解干电池是用锌制筒形外壳作负极，位于中央的顶盖有铜帽的石墨作正极，在石墨周围填充氯化铵和淀粉糊作电解质，还填有MnO2黑色粉未，吸收正极放出H2。淀粉糊的作用是提高阴、阳离子在两极的析出速率。板书2铅蓄电池讲解铅蓄电池可放电亦可充电，它是用硬橡胶和透明塑料制成长方形外壳，在正极板上有一层棕褐色的PbO2，负极是海棉状的金属铅，两极均浸入硫酸溶液中，且两极间用橡胶或微孔塑料隔开。分析
22、放电时起原电池的作用。板书负极：Pb-2e-+SO42=PbSO4正极：PbO2+2e-+4H+SO42-=PbSO4+2H2O蓄电池充电和放电的总化学方程式为：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O讲解当放电进行到硫酸的浓度降低，溶液的密度达到1.18g/cm3时应停止使用，需充电，充电时起电解池的作用。板书3碱性蓄电池讲述1970-1975开发了先进的银锌、镍镉电池技术。1975-1983美国海军生产潜水艇用银锌电池。1979-1987美国国家能源部发展电动车用的镍锌电池。1998-1992美国海军发展世界上最大的镍镉电池用于核潜水艇。板书银锌电池： 负极：Zn+2OH-2e-
23、=ZnO+H2O正极：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-银锌电池充电和放电的总化学方程式为：Zn+Ag2O+H2O 2Ag+Zn(OH)2讲解正极壳填充Ag2O和石墨，负极盖填充锌汞合金，电解质溶液KOH。板书镉镍电池：负极：Cd2OH-2e=Cd（OH）2正极：2NiO（OH）+2e+2H2O=2Ni（OH）2+2OH镉镍电池充电和放电的总化学方程式为：2NiO（OH）Cd2H2O2Ni（OH）2Cd（OH）2讲解负极材料：Cd，正极材料：涂有NiO2，电解质：KOH溶液。讲解还有一种新型高效氢氧燃料电池，主要用于航天领域，它的电极一般为活化电极，具有很强的催化活性，如铂电极、活性炭
24、电极等，电解质溶液为40%KOH溶液。板书4燃料电池（碱性）电极反应：负极：2H2+4OH2e=4H2O正极：O2+2H2O+2e=4OH电池的总反应为：2H2 + O2 = 2H2O讲解该电池的特点是能量转化率高，可达70%以上，且其燃烧的产物为水，因此不污染环境。练习新型燃料电池：该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极，又在两极上分别通甲烷和氧气。写出电极反应式：答案：负极：CH4+10OH-8e=CO32+7H2O正极：2O2+4H2O+8e=8OH电池的总反应式为：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O讲解除上述四种电池外，还有铝空气电池、海水电池、锂电池等各种电池。简介绿色电
25、池种种小结由化学方程式书写电极反应式：找出氧化反应和还原反应的物质，确定正负极反应的物质；利用电荷守恒分别写出电极反应式；验证：两电极反应式相加所得式子和原化学方程式相同，则书写正确。 作业P39 2、4、5板书计划 二、发展中的化学电源1干电池负极（锌筒）：Zn 2e= Zn2+；正极（石墨）：正极：2NH4+2e=2NH3+H2电池的总反应式为：Zn +2NH4+= Zn2+ 2NH3+H2副反应：副反应：H2+2MnO2=Mn2O3+H2O 4NH3+Zn2+=Zn(NH3)42+2铅蓄电池负极：Pb-2e-+SO42=PbSO4正极：PbO2+2e-+4H+SO42-=PbSO4+2H
26、2O蓄电池充电和放电的总化学方程式为：Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O 3碱性蓄电池银锌电池： 负极：Zn+2OH-2e-=ZnO+H2O正极：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-银锌电池充电和放电的总化学方程式为：Zn+Ag2O+H2O 2Ag+Zn(OH)2镉镍电池：负极：Cd2OH-2e=Cd（OH）2正极：2NiO（OH）+2e+2H2O=2Ni（OH）2+2OH镉镍电池充电和放电的总化学方程式为：2NiO（OH）Cd2H2O2Ni（OH）2Cd（OH）24燃料电池（碱性）电极反应：负极：2H2+4OH2e=4H2O正极：O2+2H2O+2e=4OH电池的总反应为：2H2 + O2 = 2H2O
