第二单元 化学反应中的能量优秀教学设计内容

《化学反应中的热量》教案

课标分析

1.通过生产生活中的实例了解化学能与热能的相互转化。

2.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。

3.认识提高燃料的燃烧效率、开发高效清洁燃料的必要性。

教材分析

从生活生产中能量与化学能的相互转化，启发学生通过实验探究吸热反应和放热反应，到热化学方程式的书写，明白化学反应中能量变化的实质，从具体到抽象，步步深入。最后通过提高燃料燃烧效率的实例，开发利用新能源等前沿科学方面的内容，充分调动学生的积极性和创造热情。

第1课时

化学反应中热量的变化

教学目标：

知识与技能

1.

在化学实验的基础上，通过吸热反应和放热反应的概念，理解化学中能量变化的主要原因。

2.

写出热化学方程式，明确热化学方程式的意义。

过程与方法

具有较强的问题意识，能够发现和提出有探究价值的化学问题，敢于质疑，勤于思索，逐渐形成独立思考问题的能力，善于与人合作，培养团队精神。

情感、态度与价值观

1.

培养学习化学的乐趣，乐于探究物质的奥秘，体验探究科学的艰辛和喜悦，感受化学世界的奇妙与和谐。

2.

培养参与化学科技活动的热情，有将化学能与热能的化学知识应用于生产、生活实践的意识，能够对与化学能有关的社会和生活问题做出合理的判断。

3.

热爱家乡，热爱祖国，树立为中华民族复兴，为人类文明和社会进步而努力学习化学的使命感。

教学重点：1.化学能与热能的相互转化。

2.吸热反应与放热反应的概念。

教学难点：热化学方程式的书写、意义，以及简单的计算。

教学过程：

[引入]在化学反应中，反应物转化为生成物的同时，必然发生能量的变化。有些反应需要吸收能量，如植物的光合作用，将光能转化为化学能；水的电解，将电能转化为化学能。有些反应则能够放出热量，如燃料燃烧，放出光和热，将化学能转化为光能和热能。

[问题]请打开书，34页，看看图2-3中的几种化学反应伴随着那些能量的变化。

[PPT]展示图片：镁条的燃烧，石油气的燃烧，原电池放电，闪电时产生氮氧化合物，高温冶炼铁

[学生回答]镁条燃烧是将化学能转化成光能和热能；石油气的燃烧是将化学能转化为光能和热能；原电池放电是将化学能转化为电能；闪电时产生氮氧化物是将闪电释放的电能转化为化学能，高温冶炼铁将热能转化为化学能。

[讲解]所以说，在化学反应中，必然发生能量的变化。

[问题]那不是化学反应，存在能量的变化吗？

[讲解]也有可能存在，比如液态水蒸发成水蒸汽，伴随着吸热。

一、化学反应中热量变化

[实验探究] [实验1]向一支试管中放入用砂纸打磨光亮的镁条，加入5mL2mol·L-1盐酸，用手触摸试管外壁，有什么感觉？

[实验2]在100mL小烧杯中加入约20g经研磨的氢氧化钡晶体，然后加入约10g氯化铵晶体，用玻璃棒搅拌，使之充分混合。用手触摸烧杯外壁，反应混合物的温度有什么变化？

同学观察实验现象，讨论。得出结论：镁与盐酸反应有热量放出，试管外壁发热；氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应需要吸收热量，试管外壁温度降低。

[讲解]化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化，有的反应放出热量，有的反应吸收热量。化学上把有热量放出的化学反应称为放热反应，把吸收热量的化学反应称为吸热反应。

[板书]吸热反应，放热反应

[交流与讨论]根据生活经验和已学知识，判断下列反应是放热反应还是吸热反应。

（1）镁条的燃烧。

（2）高温煅烧石灰石。

（3）氧化钙与水的反应。

（4）盐酸与氢氧化钠溶液反应。

[PPT] (1)

镁条的燃烧。放热反应

(2)

高温煅烧石灰石。吸热反应

(3)

氧化钙与水的反应。放热反应

(4)

盐酸与氢氧化钠溶液反应。吸热反应

[讲解]化学反应中有吸热反应，有放热反应，那么哪些是吸热反应，哪些是放热反应呢？我们来总结以下，常见的放热反应有：①所有的燃烧反应；②金属与酸的反应；③酸碱中和反应；④大多数的化合反应。常见的吸热反应：①大多数的分解反应；②C+H2O==CO+H2(高温)；③C+CO2==2CO(高温)；④Ba(OH)2.8H2O+2NH4Cl==BaCl2+2NH3↑+10H2O。

[问题]需要加热进行的反应是否就是吸热反应？

[讲解]不一定，(1)不能根据反应条件判断某反应是吸热反应还是放热反应；(2)可逆反应中，若正反应为放热反应，则逆反应必定为吸热反应；(3)吸(放)热反应指的是化学反应，但非化学反应也有热量的变化。

二、热化学方程式

[PPT][观察与思考]化学方程式与热化学方程式有什么不同？

[学生回答]物质的后面标上了g、l、s，后面写上了△H。

[讲解]对，在热化学方程式中，我们需要标明物质的聚集状态，用g、l、s分别代表气态（gas）、液态

(liquid)、固态(solid)。用△H标明反应放出或吸收的热量，放热△H为“-”，

吸热△H为“+” ，单位为kJ/mol。

[引出定义] 1.定义：表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式，叫做热化学方程式。

[讲解]热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的热量变化。

[PPT][观察与思考]下列热化学方程式有什么不同与联系? H2(g) +1/2O2(g) = H2O(g)

△H

=－241.8 kJ /mol H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(l)

△H =－285.8 kJ /mol [讲解]热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数，只表示物质的量，因此可以是整数或简单分数。

[PPT][观察与思考]下列热化学方程式有什么不同与联系? H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(l)

△H

=－285.8 kJ /mol 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l)

△H =－571.6 kJ /mol [讲解]对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其△H也不同，即△H的值与化学计量数成正比。 [PPT][观察与思考]下列热化学方程式有什么不同与联系? 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l)

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

△H =

+ 571.6 kJ /mol [讲解]正逆反应的△H数值的绝对值相等，符号相反。

[板书][总结]2.热化学方程式的注意点：(1)标明物质的聚集状态，用g、l、s分别代表气态（gas）、液态

(liquid)、固态(solid)。(2)用△H 标明反应放出或吸收的热量，放热△H为“-”，吸热△H为“+”，单位为kJ/mol。(3)热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数，只表示物质的量，因此可以是整数或简单分数。(4)对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其△H也不同，即△H的值与化学计量数成正比。(5)正逆反应的△H数值的绝对值相等，符号相反。

[讲解]3.热化学方程式表示的意义

[举例]C(s)+ O2(g)==CO2(g) △H= - 393.6kJ/mol

表示意义：1mol固体碳与1mol氧气完全反应生成1mol二氧化碳气体，放出393.6kJ的热量。

[练习][说一说]下列热化学方程式的意义：

2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l)

△H =－571.6 kJ /mol CaCO3(s)==CaO(s) + CO2(g)

△H= + 178.5kJ/mol [PPT][练习]做课上练习，并会做简单的计算，及时巩固所学知识。

[板书设计]

专题2化学反应与能量转化

第一单元化学反应中的能量

一、化学反应中的热量变化：吸热反应、放热反应

二、热化学方程式

1.定义表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式，叫做热化学方程式。

2.注意点

3.意义

第2课时

化学反应与能量变化

教学目标：

知识与技能

了解化学键与化学反应中能量变化之间的关系。

过程与方法

具有较强的问题意识，能够发现和提出有探究价值的化学问题，敢于质疑，勤于思索，逐渐形成独立思考问题的能力，善于与人合作，培养团队精神。

情感、态度与价值观

1.

培养学习化学的兴趣，乐于探究物质的奥秘，体验探究科学的艰辛和喜悦，感受化学世界的奇妙与和谐。

2.

学习用图表表示化学反应放出能量和吸收能量的方法，培养学生阅读图表的能力。

教学重点：化学键与能量变化的关系。

教学难点：从本质上（微观结构角度）理解化学反应中能量的变化，从而建立起科学的能量变化观。

教学设计：

[回顾][问题引入]前面我们学习了热化学反应方程式，学习了吸热反应和放热反应，那么是什么原因导致了热量的吸收和放出呢？这就是我们今天这节课要学习的内容。

三、化学反应与能量变化

[复习]化学键：使离子相结合或原子相结合的作用。

键能：拆开1mol某键所需的能量叫键能，单位：kJ/mol。

[讲解][板书]化学反应的实质：旧化学键的断裂和新化学键的形成。

[讲述]不同物质形成的化学键能量不同，而化学键存在于不同的物质间，物质发生化学变化时，反应物和生成物的能量不同，这样过程就出现了能量变化。

[讲解][PPT]已知:断开1mol H2中的H－H键需要吸收436.4kJ的能量，断开1molCl2中的Cl－Cl键需要吸收242.7kJ的能量，生成1molHCl中的H－Cl键需要放出431.8kJ的能量。试说明H2

＋Cl2＝2HCl是吸热反应还是放热反应？

[板书]∆H＝E(反应物总键能)－E(生应物总键能) [讲解]对于H2

＋Cl2＝2HCl，反应式中

∆H= (436.6+242.7-431.88*2)kJ/mol=-184.5kJ/mol [讲解]这样，由于破坏旧键吸收的能量小于形成新键放出的能量，根据“能量守恒定律”，多余的能量就会以热量的形式释放出来。

[讲解][板书]从微观角度分析：

吸热反应:断开化学键所吸收的能量>形成化学键所放出的能量

放热反应:断开化学键所吸收的能量<形成化学键所放出的能量

[练习]已知拆开1molH2需要消耗436kJ能量，拆开1molO2需要消耗496kJ能量，形成水分子中的1molH－O能够释放463kJ能量。

你能根据以上所给的数据判断反应：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)是放热反应吗？并通过计算得出

△H =？

[学生算出]△H

=－484 kJ •mol-1

[讲解]微观角度：化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。那么从宏观的角度又怎样对一个反应到底放热还是吸热进行判断呢？各种物质中都含有化学键，因而我们可以理解为各种物质中都储存有化学能。不同物质由于组成、结构不同，因而所包含的化学能也不同。在化学反应中，随着物质的变化，化学能也随之改变。那么，一个化学反应吸收能量还是放出能量是由什么决定的呢？

[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量与生成物的总能量的相对大小。

[PPT]从宏观角度分析吸热反应：反应物的总能量<生成物的总能量；放热反应：反应物的总能量>生成物的总能量。

[PPT展示]反应物与生成物的能量与吸热放热反应图，吸热反应为反应物能量低，生成物能量高；放热反应为反应物能量高，生成物能量低。帮助学生理解记忆。

[讲解]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为另一种能量，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，它同样可以转化成其他形式的能量，如热能、电能等。所以吸热放热反应是由反应物、生成物本身所具有的能量决定的。

[小结]通过本节课的学习，我们了解到，化学键的断裂和形成是化学反应中发生能量变化的主要原因，反应是放热还是吸热，取决于反应物的总能量和生成物的总能量的比较。

[板书设计] 三、化学反应与能量变化

1.

键能：拆开1mol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.

引起化学反应中的能量变化：

（1）微观：化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。

∆H＝E(反应物总键能)－E(生应物总键能) （2）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。

吸热反应：反应物的总能量<生成物的总能量

放热反应：反应物的总能量>生成物的总能量