第二单元 化学反应中的能量教学教案设计

第二单元

化学反应中的热量

教学目标：

知识与技能：①

通过生产和生活中一些实例，了解化学能可以转化为热能、电能、光能等。

②

通过实验得出吸热反应和放热反应的概念，并从化学反应中反应物的总能量与生成物的总能量的变化理解概念。初步了解化学键的键能与反应中能量变化的关系。

③

知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。知道可逆反应中正、逆反应能量变化之间的关系。

④

初步学习热化学方程式的书写，并能进行一些简单的能量变化计算。

过程与方法：通过实验探究培养实验能力、观察能力和分析、归纳的能力。

情感态度与价值观:认识是国民经济发展和人民生活所必需的重要物质基础。了解提高燃料的燃烧效率的方法，合理利用化石燃料，减少燃料对环境的污染，认识开发高能清洁燃料的重要性。

教学重点：热化学方程式的书写及简单的能量变化计算。

教学难点：。热化学方程式的书写。

教学方法：实验探究法、讨论法、分析法。

教学过程： 我们知道，物质在发生化学变化的同时还伴随有能量的变化，其通常以热能或光能的形式表现出来。也有一些反应需要吸收能量，反应中的热能、光能、电能等转化为化学能。·······P32。

你知道吗？P32

具体见课本。

研究化学反应中的能量变化，有助于化学反应更好地为生产和生活服务。化学反应所释放的能量是现代能量的主要来源之一，化学反应中的热量问题，在化工生产上有重要的意义。例如，合成氨反应是放热的。如果不设法将这些热量移走，反应器内的温度就会过高。这样，不仅会烧毁催化剂，使产量降低，还可能发生爆炸事故，反应就不能顺利进行，甚至停止。在制造原料气的水煤气反应中，是要吸收大量热的。如果不及时供应所需要的热量反应就会停止。在化工生产设中，热能的综合利用问题，不但直接关系到产品成本的高低，而且影响产率的大小。化工备中的热交换器、余热锅炉、热风炉等的设计和使用，都是为了综合利用热能，以便提高产品产率，降低成本。

综上所述，研究反应热，对于化工生产适宜条件的选择和设备的设计、使用，对于热能的综合利用，都有很大意义。因此，以研究反应热为主要内容之一的化学热力学，是化学科学的一门重要分支。

一、化学反应中的热量变化

根据能量 放热反应：放出热量的化学反应。

化学反应 变化情况 吸热反应：吸收热量的化学反应。

为什么化学反应过程中会有放热或吸热现象? ①新旧物质组成结构不同，本身能量有所不同。

②反应中能量守恒。

③反应物与生成物的能量差若以热量形式表现即为放热和吸热。

∑E（反应物）＞∑E（生成物）——放热反应（能量释放）

∑E（反应物）＜∑E（生成物）——吸热反应（能量贮存）

即：放热反应：反应物＝生成物＋能量

吸热反应：反应物＋能量＝生成物

活动与探究：P33 实验一：镁条与盐酸反应向一支试管中放入用砂纸打磨光亮的镁条，加入5 mL 2 mol/L盐酸，用手触摸试管外壁，有什么感觉？（放热）

实验二：氢氧化钙与氯化铵反应向烧杯中加入约7g氢氧化钙，再加入约10g氯化铵晶体，再将固体混匀，使之充分反应。反应混合物的温度有什么变化？（吸热）

小组讨论：问题1：为什么化学反应中会伴随着能量变化呢? 问题2：为什么又会有放热和吸热之分呢? 化学反应中吸收或放出的热量都属于反应热。化学反应通常包括两个过程：一是反应物原子间的结合被破坏（断开化学键），这一过程吸收热量；二是这些原子重新组合成其它物质（形成新的化学键），这一过程放出热量。一个反应是吸热还是放热，要由这两个过程中吸收或放出的热量的多少而定。 请同学们试写出反应物、生成物、能量三者之间的关系式。见上

问题解决：P33问题1：

判断下列反应是放热反应还是吸热反应。

(1) 镁条的燃烧。

放热

(2) 高温下木炭与二氧化碳反应生成一氧化碳。

吸热

(3) 氧化钙与水的反应。

放热

(4) 高温煅烧石灰石(主要成分是CaC03)制生石灰(CaO)。

吸热

(5) 炸药爆炸。

放热

(6) 酸与碱的中和反应。

放热

(7) 食物因氧化而腐蚀。

放热

为了把物质的微粒数与可测量的热量联系起来，反应热通常以一定量物质（以摩尔为单位）在反应中放出或吸收的热量来衡量。

反应热我们用等号ΔH表示，其单位一般采用kJ/mol。许多化学反应的反应热可以用量热计直接测量。在中学化学中，一般研究的是在一定压强下，在敞开容器中发生的反应所放出或吸收的热量。

符号：ΔH

单位：kJ/mol 下面，我们以H2和Cl2反应生成HCl为例，来探讨和分析反应热的微观实质。结合问题解决：P33问题2：

怎样从化学键的角度来分析上述反应的实质？化学反应的热效应来源于反应过程中断裂旧化学键并形成新化学键时的能量变化。

对于不同的化学反应，其反应完成后的热量变化（即反应热）各不相同，有的放热，有的吸热，那么，我们怎样用反应热来表示某一个反应是放热反应还是吸热反应呢？

对于放热反应，规定其ΔH为“－”；对于吸热反应，规定其ΔH为“＋”

为什么要这样规定？

对于放热反应，由于反应后放出热量而使反应本身的能量降低。因此，规定放热反应的ΔH为“－”；对于吸热反应，由于反应通过加热、光照等吸收能量，而使反应本身的能量升高。因此，规定吸热反应的ΔH为“＋”。

所以有：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)

△H=-184.5 KJ •mol-1

结论：

当ΔH为“－”或ΔH<0时，为放热反应；

当ΔH为“＋”或ΔH>0时，为吸热反应。

二、热化学方程式：表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式。

如：C(s)+O2(g)==CO2(g) △H=－393.5KJ •mol－1 P34说明及举例。

注意：(1)注明反应物、生成物状态（s,l,g），不写反应条件。

(2)负值（△H<0）表示放热， 正值（>0）表示吸热。

(3)单位是

KJ •mol－1 (4)系数仅代表物质的量，可使用分数或小数。

(5)系数和反应热成正比。

(6)若将反应物和生成物互换，则△H的数值不变，符号相反。

本节课我们主要从微观的角度分析了化学变化中的能量变化，同时知道每一个具体的化学反应都对应一个反应热；为了区分化学反应是吸热还是放热，我们规定了ΔH的正负号。以及热化学方程式的书写方法、注意点。