归纳与整理主要内容及教案内容

2-1 化学能与热能

钟祥一中 李少荣

教学目标

知识与技能：

1、通过实验知道化学反应中能量变化的主要表现形式，能根据事实判断吸热反应、放热反应，能说出中和热的涵义。

2、通过实验探究体验科学研究的一般过程，了解科学研究的基本方法。

过程与方法：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。

情感态度与价值观：

1、初步建立起科学的能量观，加深对化学在解决能源问题中重要作用的认识。

2、通过师生互动，增加师生感情。

教学重点：能根据事实判断吸热反应和放热反应

教学难点：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：

【实验导入】“自制冰袋”——探索化学反应中的能量变化

向自封袋中加入5药匙Ba（OH）2·8H2O和3药匙NH4Cl固体。封好自封袋，在袋子中将两固体混合均匀。感受袋子中的热量变化。

【思考】想一想：为什么在化学反应中，会出现吸热或者放热的过程？到底反应中能量是如何转化的？

【提问】化学反应的本质是什么?什么是化学键?在化学反应中化学键是怎么变化的? 【学生活动】阅读教材讨论化学反应中能量变化的原因

【教师讲解】一、化学键与化学反应中能量变化的关系

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1．化学反应中能量变化的原因——微观角度

(1)原因

(2)结论：化学键的断裂和形成是物质在化学反应中发生能量变化的主要原因。

2．化学反应中能量变化的决定因素——宏观角度

化学反应E(反应物)＞E(生成物)――→放出能量

化学反应E(反应物)＜E(生成物)――→吸收能量

结论：化学反应中的能量变化决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。

【教师讲解】

升华1 化学反应中能量变化的原因

在化学反应中，断开反应物中的化学键(即破坏旧化学键)需要吸收一定能量(E1)克服原子(或离子)间的相互作用；而形成新化学键时，又要释放一定的能量(E2)。

E1>E2，反应吸收能量；

E1

升华2 计算公式

利用化学键的能量变化计算化学反应中的能量变化：

ΔQ＜0，为放热反应ΔQ＝Q(反断吸)－Q(生成放)ΔQ＞0，为吸热反应

【学生活动】探究

利用化学键的数据计算反应中的能量变化

利用化学键的能量变化可粗略计算化学反应过程中的能量变化。以反应H2＋Cl2=2HCl为例：

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问题思考：

(1)断裂1 mol H—H和1 mol Cl—Cl形成H和Cl，能量有什么变化？数值为多少？

【提示】

吸收能量。数值为(436＋243)kJ。

(2)H与Cl形成2 mol H—Cl，能量有什么变化？数值为多少？

【提示】

放出能量。数值为2×431 kJ。

(3)1 mol H2与1 mol Cl2生成2 mol HCl气体，能量有什么变化？数值为多少？

提示】

放出能量。数值为2×431 kJ－436 kJ－243 kJ＝183 kJ。

【教师讲解】

3.化学反应中的能量变化的决定因素(从物质本身所具有的能量来看)

图一：反应物总能量_____（填“高于”或“低于”）生成物总能量，则化学反应______（填“释放”或“吸收”，下同）能量，为________反应。

图二：反应物总能量_____生成物总能量，则化学反应______能量，为________反应。

对应练习．

例2 下列各图中，表示正反应是吸热反应的图是(

)。

考点·拓展

物质本身的能量与其稳定性、键能之间的关系：

物质本身具有的能量越低越稳定，参加反应时，破坏或形成该物质时，所需要的键能就越高；

3

物质本身具有的能量越高越不稳定，参加反应时，破坏或形成该物质时，所需要的键能就越低；

例3、石墨与金刚石转化为CO2的反应能量关系如右图所示，则下列说法错误的是（ ）

A. 两个反应都是放热反应

B. 金刚石比石墨更稳定

C. 石墨比金刚石更稳定

△E1

△E2

D. 金刚石反应比石墨放出的热量更多

【教师讲解】二、化学能与热能的相互转化

1．吸热反应和放热反应的比较

吸热反应：吸收热量的化学反应。放热反应：放出热量的化学反应。

【教师讲解】放热反应与吸热反应的比较 类型

放热反应

比较

反应物具有的总能量大于生成物具有的形成原因

总能量

与化学键生成物分子成键时释放出的总能量大于强弱的关反应物分子断裂时吸收的总能量

系

能量

小于反应物分子断键时吸收的总具有的总能量

生成物分子成键时释放的总能量反应物具有的总能量小于生成物吸热反应

反应过程图示

注意：有的放热反应需要加热才能发生，例如煤的燃烧就是放热反应，但需要加热或点燃引发反应；有的放热反应不需要加热，如磷的自燃。吸热反应大都需要加热，也有不需加热就能反应的，例如Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应。

【特别提醒】

【实验探究】探究

常见的吸热与放热反应实验探究

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(1)有气泡产生现象温度变化用手轻触试管底部感到发热用温度计测量，水银柱上升

结论：活泼金属与酸反应为放热反应＋3＋离子反应：2Al＋6H===2Al＋3H2↑

(2)现象：混合后溶液温度比NaOH溶液或盐酸溶液的温度高离子反应：H＋OH===HO结论：酸碱中和反应为放热反应＋－2

2.常见的放热反应和吸热反应

3.放热反应与吸热反应的判断方法

（1）根据反应物和生成物总能量的相对大小来判断——决定因素

（2）根据化学键破坏或形成时的能量变化来判断——用于计算

（3）根据反应物和生成物的相对稳定性来判

（4）根据反应条件来判断

【教师讲解】三、人类对能源的利用

1.能源利用的三阶段

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2.用能源的环保及可再生等角度讨论一下我们目前可以优化和发展哪些能源？

【课后练习】

1.下列反应既是氧化还原反应，又是吸热反应的是（ ）

A.铝片与稀H2SO4反应 B.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应

C.灼热的碳与CO2反应 D.甲烷在O2中的燃烧反应

2．已知反应A2+B2=2AB，断开1mol A2中的化学键消耗的能量为Q1kJ,破坏1mol B2中的化学键消耗的能量为Q2kJ，形成1mol AB中的化学键释放的能量为Q3kJ，则下列说法中正确的是（

）

A．若1mol A2和1mol B2的总能量之和小于2mol AB的总能量，则反应放热

B．据能量守恒有Q1+Q2=2Q3

C．该反应中的能量变化是Q1+Q2-2Q3

D．若Q1+Q2-2Q3＞0，该反应为放热反应

板书设计：

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、引起化学反应中的能量变化：

1、宏观：在化学反应中，反应物的总能量与生成物的总能量间的能量差

。∑E（反应物）＞∑E（生成物）——放出能量

∑E（反应物）＜∑E（生成物）——吸收能量

2、

微观：化学键的断裂是化学反应中能量变化的主要原因

（1）、键能：拆开1 mol某键所需的能量叫键能。单位：kJ/mol。

破坏化学键时要吸收能量，形成化学键时放出能量 （2）、物质的化学反应与体系的能量变化是同时发生的，只要有化学反应就一定有能量变化。

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二、化学能与热能的相互转化放热反应：

化学反应 放出热的化学反应

吸热反应：吸收热的化学反应

教学回顾：

本节课我们结合已有的知识经验，以实验为主要的研究手段，初步探讨了化学反应中的能量变化及其主要形式。通过实验引导学生学习易于掌握。课堂教学效果较好。

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