第一单元 化学反应中的热效应教学设计(第一课时)

专题二 第二单元 化学反应中的热量

——化学反应中的热量变化

创新整合点：

课上展示实物--大家熟悉的暖宝宝，引发同学们探究兴趣。通过生产、生活实例，列举不同能量转化形式——化石燃料燃烧、闪电中氮氧化物的产生、化学电池、高炉炼铁、镁条燃烧等。引出化学反应中的能量变化主要表现为热量的变化，因此化学反应可分为放热反应和吸热反应。在实验环节，改进了氢氧钡晶体和氯化铵实验设计，使实验变得环保，简洁。通过熟悉的实验帮助学生认识放热反应与吸热反应，同时从反应物、生成物能量的角度分析物质反应过程中能量变化的原因。为了帮助学生理解化学反应中为什么会有热量变化，介绍化学反应中键能的变化，即讨论化学反应中放出或吸收热量的微观过程。为了把化学反应放出或吸收的热量表示出来，引进热化学方程式，并简单介绍热化学方程式的书写以及计算。接着就具体的燃料燃烧过程中的热量变化进行学习，使之与工农业生产、日常生活联系起来。

教材分析：

本单元的教学是围绕化学能和热能的关系而展开的。关于化学反应与能量之间的关系，学生在初中化学中已经有所了解，在他们的生活经验中也有丰富的感性认识。本单元教学内容使学生从本质上认识化学反应与能量的关系。

首先教材通过生产、生活实例，列举不同能量转化形式——化石燃料燃烧、闪电中氮氧化物的产生、化学电池等。教材通过实验，说明化学反应中能量变化主要表现为热量的形式，提出吸热反应和放热反应的概念。这部分内容强调了科学探究和学生活动，让学生在实验探究中认识和感受化学能与热能之间的相互转化及其研究过程，学会定性和定量地研究化学反应中热量变化的科学方法，然后分析了化学反应过程中反应物和生成物的能量储存与化学反应吸收还是放出能量的关系。教材再从化学键知识入手，说明化学键与能量之间的密切联系，揭示了化学反应中能量变化的主要原因。

与人教版相比，苏教版引入了热化学方程式的书写和用ΔH表示化学反应放出或吸收的热量。

根据课程标准，关于化学反应中能量变化的原因，只指出化学键的断裂和形成是其主要原因，并笼统地将反应吸收或放出能量归结为反应物的总能量与生成物的总能量的相对高低就可以了，至于燃烧放出热量的大小的计算不宜进行深入讨论，苏教版对此有一段文字描述（P35），不必将其转化为数学表达式并举例计算，人教版则未涉及，《07必修考试说明》也未对此作要求。

说明：以下内容不宜拓展：①

燃烧热、中和热等概念。②

利用热化学方程式进行有关计算时，不要涉及盖斯定律。

学情分析：

我所带的班级的学生是实验班级的学生，学生们非常热情，乐意进行探究，因此基于实际情况，采用“以实验引入，以问题串形式推进”的教学模式，进一步激发学生的热情和积极性。

认知方面：学生在初中的化学学习中，已经初步认识化学反应伴有能量的变化，但只是通过金属镁和酸的反应为例介绍了放热反应，对于吸热反应只是简单的提及，因此多数学生对吸热反应并不了解，且片面地认为化学反应都会放出热量，至于化学反应伴随着能量变化的原因，学生就更不了解了。因此，基于此情况，本节课不仅要纠正学生的片面认识，而且要对化学反应中能量变化的原因做进一步的深化与讨论。

教学目标：

知识与技能：

1.能说出化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因；

2.能说出化学反应的放热或吸热决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小，通过实例可以描述化学能与热能间的相互转化。

3.能够正确书写热化学方程式和用ΔH表示化学反应放出或吸收的热量。

过程与方法：

通过对化学能与热能间相互转化的探究过程，进一步理解化学探究的意义，学习科学探究的基本方法，提高科学探究能力。

情感态度与价值观：

通过对化学反应伴随热量变化的实验探究，发展学习化学的兴趣，乐于探究物质变化的奥妙，体验科学探究的艰辛和喜悦，感受化学世界的奇妙与和谐。

教学环境与准备：

物品准备：课本、笔记本、练习本

实验准备：镁条、2mol/L的盐酸溶液、试管、塑料袋

、氢氧化钡晶体、药匙、氯化铵

烧杯、砂纸

教学过程：

【导入】展示暖宝宝——冬天取暖的必备神器，工作原理:还原铁粉氧化放热

我们知道，在化学反应的研究过程中，一方面我们可以利用化学反应获得新物质，比如在硫酸工业中来制备硫酸，另一方面我们还可以利用反应中的能量变化为生产和生活服务。比如利用化石燃料燃烧所放出热量来取暖做饭。化学变化中除有新物质生成外，比如要伴随能量的变化。

【幻灯片】请说出这些变化过程中能量转化方式：

【同学回答】

可以看到，化学能与热能、光能、电能之间可以相互转化，化学反应中的能量变化，通常主要表现为热量的变化。虽然这种变化我们看不到，但可以感觉得到，我们通过两组实验来体验一下：

[活动与探究] 【实验1】向一支试管中放入用砂纸打磨光亮的镁条，加入1ml 2mol/L盐酸，用手触摸试管外壁，有什么感觉？

【实验2】在完好的塑料袋中依次加入2药匙氢氧钡晶体、1药匙氯化铵，排出空气，扎紧袋口，揉搓使之充分混合，用手触摸塑料袋，有什么感觉？

【实验2分钟】请小组内整理归纳实验现象和实验结论，填到导学案上，请一个小组来汇报他们的实验

我们发现这两个反应过程中的热量变化是不同的，有的化学反应是放热，有的化学反应是吸热的。在镁和盐酸反应中有放出热量，我们把放出热量的化学反应成为放热反应；而在氢氧钡晶体和氯化铵反应过程中，吸收热量，这类反应称为吸热反应。

练习：根据生活经验，判断下列反应是放热反应还是吸热反应？

(1)镁条的燃烧；

(2)高温下木炭与二氧化碳分生成一氧化碳；

(3)氧化钙与水反应。

(4)盐酸和氢氧化钠溶液反应

同学们回忆一下，在我们的学过的反应中，哪些是放热反应？

常见的放热反应：所有燃烧 常见的吸热反应： Ba(OH)2·8H2O+NH4Cl 酸碱中和 大多数的分解反应

金属与酸或与水 大部分高温反应 金属与酸或与水 C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)

大多数化合反应 C(s)+CO2(g) 2CO(g) 铝热反应 【设问】能不能通过反应条件来判断是放热反应还是吸热反应？

加热条件下的反应一定是吸热吗？

常温下的反应一定是放热吗？

【结论】反应是放热还是吸热和反应条件没有必然关系，反应是否需要加热，只是引发反应的条件，像燃烧、铝热也需要加热来引发反应；也有部分吸热反应不需要加热在常温是就可以进行。

【设问】化学反应中为什么会有能量的变化？

从宏观上，我们知道物质本身都具有一定的能量，不同物质的能量也不相同，这就决定反应物和生成物所具有的能力是不同的。

如果反应物的总能量高，而生成物的总能量低，在合成生成物的过程中，多的一部分能量就会以热量的形式释放出来，就是放热反应。

如果生成物的总能量高，而反应物的总能量低，在反应过程中，不足的这一部分能量就会从外界来获取，如果是通过吸收热量来实现的，就是吸热反应。

用手来表示：左手反应物，右手生成物

这是反应过程中能量变化图，从图上可以看到：

【板书】E(反应物)>E生成物) 放热反应

E(反应物)<E生成物) 吸热反应

可见反应是放热还是吸热，主要取决于反应物和生成物所具有总能量的相对大小。

【课堂练习】

下列说法中错误的是（ ）

A、化学反应过程中的能量变化，遵循能量守恒定律

B、化学反应中能量变化，除了热量外，还可以是光能、电能等。

C、需要加热才能进行的化学反应一定是吸热反应

D、反应物的总能量高于生成物的总能量时，发生放热反应。

另一方面，从微观上来看，化学反应的本质是旧键的断裂和新键的形成过程。

吸收能量

旧化学键的断裂

生成物

反应物

新化学键的形成

放出能量

若断键吸收能量＞成键放出能量

，

吸热 反应；

若断键吸收能量＜成键放出能量， 放热 反应。

【引出键能】打开书P36 资料卡：键能的定义

判断：放热反应还是吸热反应？

从图片上来分析：旧键断裂：436+243=679 新键形成：431×2=862 形成新键放出的能量多 放热反应

能算出反应放出多少热量吗？

放出862-679=183KJ热量

【过渡】我们把在化学反应中放出或吸收的热量叫做反应热

【板书】反应热： 符号

△H 单位：kJ •mol－1 我们规定：

放热反应：△H取负值（△H<0）“—”表示

吸热反应：△H取正值（

△H>0）

“+”表示

简单的说：“+”

吸

“—”放

如何准确的来表达这个反应过程中放出或吸收的热量，我们引入了热化学方程式。

定义：表明反应放出或吸收的热量的化学方程式 【区分】化学方程式和热化学方程式的区别? 1、化学方程式中，只表现出物质变化，遵循质量守恒定律

热化学方程式不但表现出物质变化，还表现出能量变化，既遵循质量守恒定律，又遵循能量守恒定律。

2、标出了物质的状态：g-气态 l-液态 S-固态

为什么要标出物质的状态？

因为物质状态的改变，也伴随着能量的变化。如果不标出反应过程物质的状态，反应热就毫无意义。

讲述热化学方程式的意义：

整理：热化学方程式的书写步骤：

(1)写出正确的化学方程式

(2)标明各物质的聚集状态

(3)注明反应热

△H “—”表示放热，“+”表示吸热，单位:kJ/mol。

观摩以下热化学方程式，发现了什么？

2H2(g) + O2(g)==2H2O(g) △H＝-483.6 kJ/mol 2H2(g) + O2(g)== 2H2O(l) △H＝-571.6 kJ/mol

结论：1、同种物质聚集状态不同，能量不同

2H2(g) + O2(g)== 2H2O(l) △H＝-571.6 kJ/mol H2(g) +1/2O2(g)== H2O(l) △H＝-285.8 kJ/mol 结论：2、△H的值与化学计量数成正比，化学计量数只表示物质的量，可用分数。

【课堂练习】

通过这节课你学到了什么？

【小结】

1．能量转化的方式，特别是化学能与热能的相互转化。

2．学会判定放热反应和吸热反应，学会热化学方程式的书写。

3．明确化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。

教学反思：

认识化学反应中能量变化并不等同于化学反应中热量的释放与吸收。化学反应中的能量变化，可以以不同的能量形式呈现，如热、光的释放和吸收，电能、电磁波的释放和吸收等。许多化学反应伴随有热量的放出和吸收，在这些反应中，能量的变化也不一定全都以热量的形式呈现。注意帮助学生区分吸热反应与需要加热引发的化学反应。认识可逆反应的正反应和逆反应在能量变化上的区别。不要求学习热效应、燃烧热、中和热、焓变等概念。利用热化学方程式进行有关化学反应中热量的计算时，不涉及盖斯定律的内容。教材通过“你知道吗”栏目，让学生交流和讨论，利用日常生活中观察到的现象认识物质能量转化四处可见、形式多样。在探讨化学反应放热、吸热本质时，要使学生明确三点：1.热量变化是化学反应中能量变化的主要表现形式；2.化学反应过程中的能量守恒；3.化学反应在发生过程中是吸热还是放热，决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。引导学生从能量变化的高度来学习节内容。