高中化學《化學反應的利用》教案(1)分解

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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 化學反應的利用 一、教材分析 （一）知識脈絡 本節(jié)教材首先以氯氣的實驗室制法為例，讓學生體會怎樣利用化學反應制備新物質(zhì)的一般思路，并總結(jié)曾經(jīng)學過的常見物質(zhì)的制備方法。第二部分承接本章第一節(jié)中化學反應中能量釋放問題，以“化學能如何轉(zhuǎn)變成電能”為例解釋了“為什么說化學反應為人類提供了能源”，并說明了化學在能源開發(fā)和利用方面的作用。 作為化學必修模塊中元素化合物知識和基本概念、基本理論的最后一節(jié)，本節(jié)承擔著對前面知識的回顧、總結(jié)，以及深化和提升學生對化學研究的應用價值的認識的雙重任務。 （二）知識框架 （三）新教材的主要特點：

2、 除了要求學生掌握“氯氣的實驗室制法”和“原電池的工作原理”等具體的知識點外，致力于培養(yǎng)學生從大視野、高觀點、多角度了解化學在人類社會發(fā)展中的作用，以及化學研究的前沿。 二．教學目標 （一）知識與技能目標 1、 使學生對“利用化學反應造福人類”認識進一步具體化。 2、 引導學生掌握實驗室制備氯氣的原理和尾氣處理方法，了解制備裝置及收集方法，以及原電池的工作原理。 3、 通過“活動·探究—氯氣的制取和原電池的工作原理”，培養(yǎng)學生的觀察能力，實驗能力和分析推理能力。 4、利用“化學前沿”、“資料在線”等拓展性欄目，為學生提供豐富的材料，開拓他們的視野，使他們從更多角度體會化學

3、科學與人類文明和社會發(fā)展的密切關系。 （二）過程與方法目標 1、通過“交流·研討”，提高學生的分析、比較、綜合的能力。 2、通過 “活動·探究”，培養(yǎng)學生的觀察能力和分析解決問題的能力。 （三）情感態(tài)度與價值觀目標 1、通過教材中活動欄目的設計，培養(yǎng)學生的探索精神和實事求是的科學態(tài)度。 2、提升學生對化學反應價值的認識，贊賞化學科學對個人生活和社會發(fā)展的貢獻。 三、教學重點、難點 （一）知識上重點、難點 如何利用化學反應制造新物質(zhì)和怎樣將化學能轉(zhuǎn)化為電能。 （二）方法上重點、難點 探究物質(zhì)制備的一般思路的形成，能量轉(zhuǎn)化研究的利用。 四、教學準備 （一） 學生準備

4、1、預習 “第三節(jié) 化學反應的利用“ 中的 “交流·研討”； 2、回顧實驗室制取氣體時發(fā)生裝置和收集方法的確定； 3、收集身邊的廢舊電池，思考生活、生產(chǎn)中能量的來源及利用。 （二） 教師準備 1、 教學媒體、課件； 2、 編制“活動·探究”活動報告及評價表。 五、教學方法 實驗探究法，啟發(fā)、討論、對比 六、課時安排 2課時 七、教學過程 第1課時 【引入】人類對化學反應的認識和利用從遠古時代就開始了。隨著人類生產(chǎn)生活實踐的深入以及科學技術的發(fā)展，人類對化學反應的利用逐漸從經(jīng)驗走向理性，尤其是現(xiàn)在對物質(zhì)結(jié)構(gòu)和化學反應實質(zhì)的探討，使人們對物質(zhì)及其性質(zhì)的認識更加深入，并能科

5、學地創(chuàng)造適宜的條件調(diào)控化學反應。這就為新物質(zhì)的合成、新材料的研制以及新能源的開發(fā)和合理利用等奠定了基礎，大大提高了人類對化學反應的利用水平。 【投影】檢查學生課前預習作業(yè)。 交流·研討 1、 到目前為止，你已經(jīng)學習過哪些化學反應？你對化學反應的實質(zhì)、規(guī)律有了哪些了解？ 2、化學反應與人們的日常生活和化工生產(chǎn)有著密切的聯(lián)系。請你舉例說明，在日常生活中和化工生產(chǎn)中，化學反應有哪些應用？ 【評價與概括】 1、到目前為止，你已經(jīng)學習過哪些化學反應？你對化學反應的實質(zhì)、規(guī)律有了哪些了解？ 我們學習了具有代表性的金屬和非金屬元素單質(zhì)及其化合物的化學性質(zhì)，了解了這些物質(zhì)之間的化學反應。知道

6、了化學反應的實質(zhì)就是舊化學鍵的斷裂、新化學鍵的生成,既有物質(zhì)的變化也有能量的變化。 2、 化學反應與人們的日常生活和化工生產(chǎn)有著密切的聯(lián)系。請你舉例說明，在日常生活和 化工生產(chǎn)中，化學反應有哪些應用？ 概括學生發(fā)言，展示各種圖片（可由網(wǎng)上下載）。指出化學反應中物質(zhì)的變化被應用在新物質(zhì)的合成、新材料的研制上，能量的變化被應用在新能源的開發(fā)和利用等方面。 【點評】重在分析學生對化學反應實質(zhì)的認識?？隙▽W生在課前準備中所作的努力，激發(fā)學生的學習興趣。 【過渡】我們將利用兩節(jié)課的時間來認識人們是怎樣利用化學反應制備新物質(zhì)以及能量的轉(zhuǎn)化。本節(jié)課先來探究有關新物質(zhì)的制備。 【板書】第三節(jié)

7、化學反應的利用 一、 利用化學反應制備新物質(zhì) 【講述】20世紀40～50年代，人們用高純度的人工制備的化合物代替黏土制得了“先進陶瓷”，使其具有不同于普通磚瓦的優(yōu)異性能；70年代后，一些不同材質(zhì)和不同結(jié)構(gòu)的陶瓷復合材料相繼出現(xiàn)，材料結(jié)構(gòu)進一步完善，性能進一步提高，適用范圍擴展到航空領域、軍事領域等。 為了更好的滿足人們生活的需要，豐富人們賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)世界，目前人工合成的物質(zhì)已超過3500萬種，且其數(shù)量仍在以每年合成幾百萬種新物質(zhì)的速度繼續(xù)增長著。 【思考、討論、提問】那么，一種新物質(zhì)是怎樣利用化學反應制備出來的呢？ 【概述】應該根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)，選擇科學合理的實驗原理，合適

8、的儀器和藥品；根據(jù)實驗的 特點，設計安全可靠的實驗裝置。如果是工業(yè)生產(chǎn)，還需考慮原料的用量、價格以及設備的 承受能力等；實驗室中制備物質(zhì)還要考慮切實可行和簡單易行。 【講述】消毒劑和漂白劑的有效成分中大多含有氯元素，如次氯酸鹽和二氧化氯等，它們都 可以由氯氣和其它物質(zhì)反應制得，那么，氯氣又是如何制備的呢？本節(jié)課我們就以氯氣的制 備為例來學習怎樣利用化學反應制備新物質(zhì)。 【板書】1、探究實驗室制取氯氣 【思考】回憶氯氣的物理性質(zhì)和化學性質(zhì) 【活動?探究】分析以下四個制取氯氣的反應原理: 1、 從氧化-還原反應知識的角度分析，有什么共同之處？ 2、 你認為哪個反應原理適合工業(yè)生

9、產(chǎn)，哪些反應原理可以用在實驗室中？ △ CuCl2 4HCl+O2＝ ２H2O+2Cl2↑ ① △ MnO2+4HCl(濃)＝MnCl2+Cl2↑+2H2O ② 2KMnO4+16HCl(濃) ＝2MnCl2+2KCl+8Cl2↑+5H2O ③ 通電 2NaCl +2H2O＝2NaOH+H2↑+Cl2↑ ④ 【評述】通過學生的比較分析，可得出這幾個反應都是利用了氧化劑把-1價的Cl變成了0價的Cl 。 【媒體顯示】電解食鹽水裝置。工業(yè)上利用反應④通過電解食鹽水制備氫氧化鈉、氯氣和氫氣。反應①是歷史上曾經(jīng)使用過的地康法制氯氣。 【

10、評述】反應②和③從原料、反應條件分析都可以用于實驗室中制取氯氣。 【講述】反應②是瑞典化學家舍勒在研究軟錳礦石時，把鹽酸和軟錳礦礦石混合在一起加熱，意外地發(fā)現(xiàn)有一種令人窒息的黃綠色氣體生成，產(chǎn)生的就是氯氣。至今，實驗室中仍用這種方法制取氯氣。反應③也是實驗室中常用的制取氯氣的方法之一。 △ 【點評】讓學生認識到一種物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)有偶然也存在必然，化學反應的利用從經(jīng)驗性走向理性。 【板書】反應原理：MnO2+4HCl＝MnCl2+Cl2↑+2H2O 【過渡】確定了反應原理和藥品，還需要選擇合適的儀器裝置。 【思考、討論、提問】回憶實驗室制取氫氣、二氧化碳、氨氣時所用的發(fā)生裝置和收集方

11、法，比較得出在氣體發(fā)生裝置和收集方法的選取上遵循的一般原則。 【評述】可根據(jù)原料的狀態(tài)、反應條件選擇氣體發(fā)生裝置，根據(jù)氣體的性質(zhì)確定收集方法。 物質(zhì) 發(fā)生裝置 收集裝置 氫氣 固—液 不加熱型 向下排空氣法、排水法 二氧化碳 固—液 不加熱型 向上排空氣法 氨氣 固—固 加熱型 向下排空氣法 【討論并回答】根據(jù)以上信息，選擇哪些實驗儀器組裝成制取氯氣的發(fā)生和收集裝置較為合適？ 可以采用固—液混合加熱制氣裝置，向上排空氣法。儀器有：鐵架臺、酒精燈、燒瓶、分液漏斗、導氣管、集氣瓶等。 【演示實驗】連接制取氯氣的發(fā)生裝置和收集裝置。 【提問】氯氣有毒、有刺激性氣味，

12、對環(huán)境有污染。那么，多余的氯氣應該如何處理？ 【回答】可將多余的氯氣通入盛有堿液的燒杯。 【演示實驗】實驗室制取氯氣的一般方法。 （如下圖所示，在燒瓶里加入少量的二氧化錳粉末，通過分液漏斗向燒瓶中加入適量密度為1.19g/cm3的濃鹽酸，緩緩加熱，使反應加速進行。觀察實驗現(xiàn)象。用向上排空氣法收集氯氣，多余的氯氣用氫氧化鈉溶液吸收） 【小結(jié)】填寫探究報告。 試劑 濃鹽酸、二氧化錳固體 裝置 發(fā)生裝置：固—液混合加熱制氣裝置 收集裝置：向上排空氣法收集 實驗現(xiàn)象 有黃綠色的氣體產(chǎn)生 【思考、討論、小結(jié)】請同學們回味“探究氯氣的制取”過程，結(jié)合教材48頁活動探究欄

13、目的問題3，體會物質(zhì)制備的一般思路：根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)選擇適當?shù)姆磻砑鞍l(fā)生裝置，設計實驗過程應符合科學性、安全性、可行性、簡約性等。 【板書】2、制備物質(zhì)的一般思路 【點評】討論和體會物質(zhì)制備的一般思路是這節(jié)課的重要內(nèi)容。 【導引】化學家在制備許多物質(zhì)的過程中所作的工作比我們上面討論的要復雜得多。舍勒發(fā)現(xiàn)氯氣到工業(yè)電解食鹽水，也經(jīng)歷了近200年的努力。 【閱讀理解】教材49頁第一段。 【媒體演示】相應圖片。 【點評】藥物、防曬霜等物質(zhì)的合成，既為學生打開了物質(zhì)合成的一個全新領域，也使他們感覺到化學離我們并不遙遠，感受到化學的神奇。也說明化學家們經(jīng)過不懈的努力，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活、醫(yī)

14、藥、農(nóng)藥、國防等各個領域取得了成就，做出了卓越的貢獻。 【板書】3、化學前沿——分子設計與新物質(zhì)的合成 【閱讀理解】教材49頁的“化學前沿——分子設計與新物質(zhì)的合成”。 【講述】“化學前沿”給大家展示了尖端科技的發(fā)展動態(tài)，說明人們已經(jīng)從最初的“不經(jīng)意”發(fā)現(xiàn)物質(zhì)進入到主觀設計分子結(jié)構(gòu)，合成自然界中存在或不存在的物質(zhì)。分子設計的思想是化學理論的進展對于整個化學學科的影響的集中表現(xiàn)，在選修模塊“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”中會繼續(xù)探討。 【點評】鼓勵學生學科學、愛科學，培養(yǎng)他們追求真理的科學態(tài)度，可以查找相關資料充實。 【總結(jié)】研究物質(zhì)的性質(zhì)、制備物質(zhì)都是為了更好的利用，本節(jié)我們以氯氣制備為例探究

15、了新物質(zhì)的合成，認識了化學反應在新物質(zhì)制備方面的應用價值。 人類對化學反應的利于還突出的表現(xiàn)在能量的利用上，下節(jié)課我們將要探究化學能與電能之間的相互轉(zhuǎn)化。 【練習】54頁3題；57頁5題 【點評】本節(jié)課有兩個主要內(nèi)容，以氯氣的實驗室制法的活動探究為載體，突出制備物質(zhì)的一般思路，旨在培養(yǎng)學生的觀察能力、思維能力，以及正確的科學態(tài)度和科學方法 【作業(yè)】1、預習50頁交流研討中的問題，從能量變化的角度歸納總結(jié)兩個小題中的共同點。 2、收集廢舊的電池。 【板書設計】略。 【后記】 （第二課時） 【引入】你已知道，物質(zhì)發(fā)生化學反應的實質(zhì)是舊化學鍵斷裂、新化學鍵生

16、成；當生成新化學鍵所釋放的能量大于破壞舊化學鍵所吸收的能量時，化學反應會釋放能量。 【投影】對教材50頁 “交流·研討”的分析和整理。 【評述】即熱飯盒的原理：1molMg(24.30g)和水混合產(chǎn)生的熱量足可以把1L水從室溫加熱到100℃。焊接鋼軌是鋁與鐵的氧化物反應時釋放出大量的熱，使生成的鐵熔化成鐵水。 即熱飯盒能加熱食物，鋁熱劑能焊接鋼軌，都是化學反應過程中產(chǎn)生的能量以熱能的形式釋放出來，被人們所利用。 【板書】二、化學反應為人類提供能源 1、化學能與熱能的轉(zhuǎn)化 【討論】①在你的周圍有哪些化學能轉(zhuǎn)化成熱能的實例？ ②為提高能量轉(zhuǎn)化效率和熱能利用率提供建設性的

17、意見。 ③預測將化學能轉(zhuǎn)化為熱能的應用前景。 【點評】讓學生充分發(fā)揮想象，鼓勵合理的方案。 【過渡】化學能不僅可以轉(zhuǎn)變成熱能，人們還可以通過氧化還原反應將化學能轉(zhuǎn)化成電能。電池就是利用化學反應產(chǎn)生電能的裝置。 【展示】展示學生收集的廢舊電池。 【講述】我們可以通過原電池的工作原理來認識化學能是如何轉(zhuǎn)化成電能的。 【活動探究】按要求完成以下實驗，通過對實驗現(xiàn)象的觀察和分析初步了解原電池的工作原理。圖 【演示實驗】圖2-3-7。將銅片、鋅片插入稀硫酸中，然后用導線將銅片、鋅片連接起來，并接入一支電流表，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。 【觀察、思考】你觀察到了什么現(xiàn)象？？你能從中得出什么結(jié)論？

18、 【現(xiàn)象】鋅片溶解，銅片表面有氣泡產(chǎn)生；電流表指針偏轉(zhuǎn)。 【學生分析】銅片質(zhì)量未變化，鋅和稀硫酸發(fā)生了反應。 【質(zhì)疑】請嘗試用氧化還原知識分析鋅片、銅片上發(fā)生反應的情況。 【媒體演示】動畫展示原電池的工作原理。 【引導學生分析】 在實驗中，當把銅片和鋅片同時浸入稀硫酸時，由于金屬鋅比金屬銅活潑，鋅原子容易失去電子被氧化成Zn2+進入溶液中，鋅片上的電子通過導線流向銅片，溶液中的H+從銅片獲得電子而被還原成氫原子，氫原子再結(jié)合成氫分子從銅片上逸出?？梢?，原電池是利用氧化還原反應將化學能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。 【講述】在原電池中電子流出的一極是負極（如鋅片），電極被氧化，發(fā)生氧化

19、反應；電子流入的一極是正極（如銅片），H+在正極上被還原。在銅鋅原電池中，負極自身被氧化，而正極作為載體，溶液中的離子在正極上發(fā)生還原反應。 【板書】2、化學能與電能間的轉(zhuǎn)化 ⑴原電池的反應原理：較活潑的金屬發(fā)生氧化反應，電子從較活潑的金屬（負極）通過外電路流向較不活潑的金屬。 【結(jié)論】鋅片：Zn-2e- = Zn2+ (氧化反應) 銅片：2H+ +2e- = H2↑(還原反應) 【研究】讓學生指出所收集的廢舊電池的正負極。分析為什么干電池用久了外殼會變軟？ 【思考、討論、小結(jié)】原電池是利用氧化還原反應將化學能轉(zhuǎn)化成電能的裝置，但是在原電池中，銅片并沒有參加反

20、應，那么，銅片的作用是什么呢？ 電子在電壓的作用下，才能發(fā)生定向移動形成電流。當鋅片和銅片同時浸入電解質(zhì)溶液時，由于兩種金屬的原子失電子的能力不同，會在兩者之間形成電勢差，當用導線將鋅片和銅片連接起來時會產(chǎn)生電流。不僅銅，任何與鋅活潑性不同的金屬，在電解質(zhì)溶液中都能形成原電池，還可以用導電的碳棒（石墨）來替代銅片，作為原電池的正極。 【引申】原電池裝置中氣體未從鋅片上直接放出，也說明了，原電池的反應比一般的化學反應速率快。 【點評】只要求學生初步了解原電池的反應原理。關于原電池的形成條件和電極反應式的書寫在此處不做要求。 【過渡】這種原電池不能提供持續(xù)、穩(wěn)定的電流，實際應用的電池的物質(zhì)

21、組成和內(nèi)部結(jié)構(gòu)比它要復雜得多。 【觀察、交流】觀察所收集的電池的外觀，初步分析電池的類型、用途，交流結(jié)果。 【媒體投影】各種各樣的電池。圖-3-9。 【介紹、投影】⑵電池的分類。 ① 干電池（一次電池）：日常使用的鋅錳電池 ② 蓄電池（二次滇池）：汽車用的鉛蓄電池、手機用的鎳氫電池、鋰電池 ③ 燃料電池：用于航天、軍事領域。教材圖2-3-10、圖2-3-11。 【點評】讓學生認識到生活中的電池是一種能源，以生活實際幫助學生理解和消化本節(jié)內(nèi)容。 【閱讀理解】教材52頁第二段：化學能與光能之間的相互轉(zhuǎn)化。 【板書】3、化學能與光能之間的相互轉(zhuǎn)化。 【講述】在現(xiàn)代科學技術領域，化

22、學能與光能的相互轉(zhuǎn)化是非常重要的研究課題，這方面的研究對于光化學電池、太陽能分解水制氫等高新技術的發(fā)展具有十分重要的意義。 【過渡】化學能以多種途徑進行著轉(zhuǎn)化，并直接參與到整個自然界的能量循環(huán)之中。人類生命活動所需要的能量，也是由營養(yǎng)物質(zhì)在體內(nèi)代謝過程中所發(fā)生的各種化學反應釋放出來的。在能源問題備受矚目的今天，化學科學將在能源的開發(fā)和利用方面發(fā)揮非常重要的作用。 【閱讀、思考】教材52頁“資料在線”：合理利用化學能源、太陽能利用的前景、安全利用能源。圖2-3-13、圖2-3-14。 【講述】人們不僅利用化學反應制造豐富多彩的物質(zhì)、提供賴以生存的能量，還利用化學反應開發(fā)了各種分析技術來確定

23、各種物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)以及測定物質(zhì)有關組分的含量等。例如，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和研究中，人們需要了解土壤中營養(yǎng)元素的種類及含量，以做到合理施肥，達到提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平的目的；在病理診斷化驗、藥品質(zhì)量鑒定、環(huán)境監(jiān)測等領域，也都需要利用化學反應對樣品進行分析。 【媒體】化學反應的利用 確定物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)，測定物質(zhì)有關組分的含量 為人類提供能源 制造新物質(zhì) 如何利用化學反應制造新物質(zhì) 如何將化學能轉(zhuǎn)化為電能 原電池的工作原理 物 質(zhì) 變 化 能量 變化 案例：氯氣的制取 【總結(jié)】這兩節(jié)課我們通過探究“氯氣的制取”，學會了制取新物質(zhì)的一般思路；通過探究“原電池的原理”，認

24、識了化學能與電能間的相互轉(zhuǎn)化。化學科學與人類文明和社會發(fā)展有著十分密切的關系。人們的吃、穿、用、行無不緊緊地依賴著化學科學。人們就是利用各種各樣的物質(zhì)以及它們所發(fā)生的化學反應來解決所面臨的諸多問題的。 其實，人們在利用化學反應的同時，也加深了對化學反應規(guī)律及其實質(zhì)的認識。 【概括、整合】 1、面臨紛繁復雜的化學反應，為了研究和應用的方便，人們從不同的角度進行了分類。 化學反應 有些反應為 氧化還原反應 有些反應 為可逆反應 化合、分解、置換和復分解四種基本反應 吸熱反應和放熱反應 舉例說明以上對于化學反應的劃分原則。 3、 反應有許多重要的應用。 ⑴在實驗室里和工業(yè)上各是利用什么化學反應來制備氯氣的？你還能舉出實驗室里和工業(yè)上利用化學反應制備物質(zhì)的實例嗎？ 可以利用氧化還原反應的原理，設計能夠產(chǎn)生0價的氯單質(zhì)的化學反應。 ⑵怎樣證明化學能與熱能、電能或光能之間能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化？ 利用化學反應中溫度的變化，電流計和光敏計的測定等方法。 ⑶根據(jù)你對化學反應的規(guī)律、實質(zhì)及應用的認識，進一步豐富以上有關化學反應的圖示。 如：總結(jié)中使用的圖示，可以再豐富。 【點評】通過兩課時的探究，使學生認識到化學反應在人類活動中的重要作用及其價值。 【板書設計】略。 【后記】 專心---專注---專業(yè)