第二单元 化学反应中的能量主要内容及教案内容

化学反应中的热量变化

课型：新授课

课时：2课时

【教学理念】德国教育家第斯多惠就曾说过：“教学的艺术并不在于本领的传授，而在于激励、唤起和鼓舞”。在新课程的指导下，高中课堂就应该践行“教师为主导，学生为主体”的教学理念，在教学中涉及到的一切教学活动都是为了学生的发展服务，着眼于学生综合素质的建构，注重与生活的密切联系，培养理论与实际相结合的观点，培养创新与表达的能力。

在新课程的理念下，充分发挥学生的主体性地位，通过实验探究，让学生自主观察，让学生在真实的环境中提高自己的能力。

【教材分析】化学反应中的热量变化是苏教版化学必修2第二单元化学反应中的热量中的内容，是学生在学习化学反应的物质变化的基础上，再进一步学习化学反应的另一特征——能量的变化。

本节课主要是让学生了解能量之间的转化，让学生注意区分吸热反应和放热反应，不要求深入了解各种热及其能量的概念,通过反应物和生成物能量的相对大小，判断反应吸热放热，只需要知道简单的计算，为以后盖斯定理的学习奠定了基础。

【学情分析】学生进入高中已经有一段时间了，喜欢动手做实验，对知识的理解能力和动手能力不断成熟，已经能够自己动手做实验，并且初步归纳总结了，但是由于学生还处于前运算阶段，在数字计算方面学生已经非常成熟，但是逻辑思维能力还不够强，需要教师通过一些演示去多多训练学生。

【教学目标】

知识与技能

1.了解放热反应和吸热反应的概念；

2.知道热化学反应的书写方法；

3.掌握热量的计算方法；

过程与方法

1.通过探究实验，学会自我观察和思考；

2.通过对实验现象的研究，学会分析，培养归纳总结的能力；

情感态度与价值观

1.通过实验探究，感受放热和吸热，体会科学实验的奥妙；

2.通过实验探究，培养学生分析综合的思维能力和求真务实的品质；

【教学重点】吸热反应与放热反应的判断

【教学难点】计算化学反应的热量

【教学方法】

主要教法：实验探究法，多媒体辅助法，练习法

主要学法：自我学习法，练习法

【教学手段】

媒体类型

图片

媒体内容

化学反应中的能量变化

媒体方法

媒体作用

PPT—讲解

通过图片，展示化学反应中的一些能量转化，突出热量主要形式

实验

镁条和盐酸反应

NH4Cl和Ba(OH)2反应

实验—讲解

通过做实验，向学生展示什么是放热反应，什么是吸热反应

PPT—讲解

通过不断练习，让学生自己了解化学反应中的热量变化

习题

放热反应和吸热反应的练习

【教学过程】

课时1 环节一

创设情境，引入新知

【教师活动】划动火柴，点燃酒精灯

【提问】我们说酒精是由碳元素和氧元素组成的，酒精灯燃烧，生成了什么物质？

【学生】酒精燃烧生成了二氧化碳和水。

【提问】从这一点可以看出化学反应的什么特点呢？

【学生】化学反应有新的物质生成

【教师】把手放在火焰上面，马上离开（喊着好烫）

【提问】你们敢把手一直放在火焰上面吗？

【学生】谁都不敢

【教师】为什么不敢呢？

【学生】因为很烫。

【教师】我们可以看出，酒精在燃烧的时候有放出热量，那么这个，就是化学反应的另外一

个特点，化学反应都伴随着能量的变化

【板书】一、化学反应中的能量变化

【教师】人们利用化学反应制取物质，有时主要是为了有时却主要是利用反应中所释放出来的能量，我刚才划着火柴不是制取物质而是利用火柴燃烧释放出来的热量点燃蜡烛。我们的祖先从利用火起就已经在利用反应所释放出来的能量了。当今社会绝大部分的能量是由化学反应产生的，由此可见，化学反应的能量变化是多么的重要，接下来请同学们说出一下化学反应的能量变化。

【你知道吗】图2-3，常见的化学反应中，能量是怎么转化的

【学生】预设

化学能转化为热能，光能；化学能转化为光能，热能；热能转化为化学能；

【教师】化学反应伴随着能量变化，主要形式是热量变化，接下来我们就来探究一下，热量具体是怎么变化的。

环节二

实验探究，捕获新知

【实验1】向一支试管中放入用砂纸打磨光亮的镁条，加入5ml 2mol/l 盐酸，用手触摸试管外壁，感受温度的变化

【实验现象】镁条和盐酸剧烈反应，放出无色无味的气体，试管壁很烫

【提问】说明了什么？

【学生】反应放出热量，使温度升高。

【教师】同学们尝试着书写化学反应方程式

【板书】Mg+HCl= MgCl2+H2↑

【实验2】用一个保鲜袋，一头放着氢氧化钡晶体，另一边放着氯化铵晶体，然后每组一份，让学生自己混合，不断传递，相互感受温度的变化。

【实验现象】有刺激性气味放出，袋子里面的固体温度变低

【提问】说明了什么？

【实验结论】反应吸收热量，使温度降低。

【教师】同学们尝试着书写一下化学反应方程式

【板书】2NH4Cl+Ba(OH)2·8H2O=BaCl2+

2NH3 ↑

+H2O 【提问】根据以上两个实验，从能量变化的角度去分析，化学反应有哪些类型？

【学生】放热反应和吸热反应

【教师】那什么是放热反应，什么是吸热反应，同学们能够给出定义吗？

【学生】化学上把有热量放出的化学反应，叫做放热反应；把吸收热量的化学反应，成为吸热反应。

【板书】

化学上把有热量放出的化学反应，叫做放热反应；

把吸收热量的化学反应，成为吸热反应。

【练习】把书翻到第35页的交流与讨论，判断下列反应是放热反应还是吸热反应？

（1）镁条燃烧

（2）高温煅烧石灰石

（3）氧化钙和水的反应

（4）

盐酸和氢氧化钠溶液反应

【学生】

（1）放热

（2）吸热

（3）放热

（4）放热

【教师】同学们能不能举一些其他比较常见的放热和吸热的反应呢

【学生】铝片与盐酸反应，木炭、甲烷、氢气等物质的燃烧，灼热的碳与二氧化碳的反应

【教师】对于一些我们比较熟悉的反应，我们还是比较好判断的，但是有一些我们没有接触过的反应的话，就存在了一些难度，所以，这边对一些反应进行了归纳。

放热反应：

（1）所有的燃烧反应

（2）酸碱中和反应

（3）金属与水/酸反应

（4）生石灰溶于水，浓硫酸溶于水和氢氧化钠溶于水

（5）大多数化合反应（不是所有的化合反应，基本上高中阶段的化合反应都是放热反应）

吸热反应：

（1）2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)=BaCl2+2NH3↑+10H2O （2）C+H2O(g)

Δ

CO+H2

（3）C(s)+CO2(g)

Δ

2CO

（4）大多数分解反应

【教师】同学要记住这些特征反应，这样子在判断放热还是吸热的时候才不会出现错误啊

【巩固练习】

1.下列反应是吸热反应的是（

A

）

A.灼热的炭与二氧化碳反应

B.铁和稀硫酸反应

C.氢氧化钡粉末与氯化铵晶体反应

D.钢铁制品生锈

2.关于吸热反应和放热反应，下列说法中错误的是 （A）

A．需要加热才能进行的化学反应一定是吸热反应

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．化学反应过程中的能量变化，也服从能量守恒定律

D．反应物的总能量高于生成物的总能量时，发生放热反应

环节三

知识深入，能力提升

【设问】化学反应中的热量是怎样产生的？

【宏观上】

反应物的总能生成物的

量低

总能量低

【板书】

反应物的总能量大于生成物的总能量

放热反应

反应物的总能量大于生成物的总能量

吸热反应

放热反应

吸热反应

反应物的总能量高

生成物的总能量高

【微观上】

【教师】从图中我们可以看到，化学反应的实质就是生成物微粒之间的化学键被破坏，然后再重新组合，形成新的化学键的一个过程。像氢气和氯气反应生成氯化氢气体，先是氢气、氯气之间的共价键断裂，然后再重新组合，新的共价键，在这个过程中，涉及到能量的变化。

【提问】我们在学习共价键的时候说到，原子通过共价键形成分子的过程中能量发生了什么样的变化？

【学生】原子的能量比较高，当它们通过共价键结合形成分子之后，能量降低了。

【教师】那反过来，将氢气这种分子拆开变成原子，能量是要怎么变化的？破坏了什么？

【学生】能量升高，破坏了化学键。

【教师】所以我们说，化学反应总是伴随着能量变化的主要原因，是因为断开化学键需要吸收能量，形成化学键需要释放能量。

吸热反应，断开化学键所吸收的能量，大于形成化学键所释放的能量

放热反应，断开化学键所吸收的能量，小于形成化学键所释放的能量

【板书】

反应物中化学键断裂吸收的能量＞形成化学键放出的能量，吸热反应

反应物中化学键断裂吸收的能量＜形成化学键放出的能量，放热反应

【练习】

课时2 环节一

旧知回顾，巩固知识

【教师】我们先回顾一下上节课学习的一些内容，我们说到，化学反应有两大特点，分别是哪些呢？

【学生】一、有新的物质生成

二、伴随着能量的变化

【教师】那在化学反应当中，能量的主要存在形式是? 【学生】能量主要以热量的形式

【教师】根据化学反应热量变化的方式，我们将化学反应分成放热反应和吸热反应

【问】请同学说出放热反应和吸热反应的定义

【学生】化学上把有热量放出的化学反应，叫做放热反应；

把吸收热量的化学反应，成为吸热反应。

【教师】同学们再来回忆一下，哪些反应属于放热反应，哪些反应属于吸热反应？

【学生】放热反应：

（6）所有的燃烧反应

（7）酸碱中和反应

（8）金属与水/酸反应

（9）生石灰溶于水，浓硫酸溶于水和氢氧化钠溶于水

（10）大多数化合反应（不是所有的化合反应，基本上高中阶段的化合反应都是放热反应）

吸热反应：

（1）2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)=BaCl2+2NH3↑+10H2O

（2）C+H2O(g)

Δ

CO+H2

（3）C(s)+CO2(g)

Δ

2CO （4）大多数分解反应

【练习】关于吸热反应的说法正确的是

（ D ）

A．凡需加热的反应一定是吸热反应

B．只有分解反应才是吸热反应

C．使用催化剂的反应是吸热反应

D．CO2与CaO化合是放热反应，则CaCO3分解是吸热反应

【教师】为什么化学反应总是伴随着能量的变化？

【学生】

反应物的总能量大于生成物的总能量

放热反应

反应物的总能量大于生成物的总能量

吸热反应

吸热反应，断开化学键所吸收的能量大于形成化学键所释放的能量

放热反应，断开化学键所吸收的能量小于形成化学键所释放的能量

【练习】

1.下列物质加入水中发产生吸热反应的是

(

D

)

A．生石灰

B．固体NaOH

C．浓硫酸

D．固体NH4NO3 2,。下列反应既属于氧化还原反应，又是吸热反应的是

(

B

)

A．锌粒与稀硫酸的反应

B．灼热的木炭与CO2反应

C.甲烷在氧气中的燃烧反应

D．Ba(OH)2·8H2O晶体与NH4Cl晶体的反应

环节二

新知引入，承上启下

【讨论】那吸热和放热反应中所释放出的能量，我们怎么去表示呢？

【教师】所以我们就引入一个量，反应热

【板书】定义：用来表示放热或者吸热反应中的能量

符号：ΔH

ΔH=生成物的总能量—反应物的总能量

【教师】比如说在放热反应当中，我们只是反应物的能量是大于生成物的能量的，根据反应热的公式我们来看一下，

ΔH=生成物的总能量—反应物的总能量，假设反应物的能量是Q1，生成物的能量是Q2，

ΔH=Q1-Q2，所以

ΔH小于0的，我们用“—”表示，同理可得吸热反应中，ΔH大于0，用“+”表示

【板书】

放热反应

ΔH<0，用“—”表示

吸热反应

ΔH>0，用“+”表示

单位：kJ/mol 【比较】

【教师】我们将即表示物质变化又表示能量变化的化学方程式成为热化学方程式。接下来我们来学习一下热化学反应方程式的书写。所谓的热化学反应其实和普通的化学反应非常的相似，在化学反应方程式的基础上，标明物质的状态，最后还要标明反应吸收或者放出的热量，就是一条热化学反应方程式。

【教师】我们知道，化学反应都是伴随着能量变化的，主要能量就是热量，所以在热化学反应方程式中，我们就用ΔH来表明反应放出或者是吸收热量，在书写的时候要注意一下几点：

①反应热ΔH与测定的条件（温度、压强）有关，因此书写热化学方程式时应注明应热ΔH的测定条件。若没有注明，就默认为是在25℃、101KPa条件下测的。

②反应热ΔH只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边。ΔH为“－”表

示放热反应，ΔH为“+”表示吸热反应。ΔH的单位一般为kJ·mol－1 （kJ/mol）。

③反应物和生成物的聚集状态不同，反应热ΔH不同。因此热化学方程式必须注明物质的聚集状态固体用“s”、液体用“l”、气体用“g”、溶液用“aq”等表示，只有这样才能完整地体现出热化学方程式的意义。热化学方程式中不标“↑”或“↓”。

【练习】

1.1mol的CaCO3高温煅烧，生成1mol的CaO和1mol的CO2气体，吸收178.5kJ的热量，请写出该反应的热化学反应方程式。

CaCO3（s）分

解

CaO（s）+ CO2（g）

ΔH=+178.5kJ/mol 2. 1mol H2和1mol Cl2反应生成2molHCl ，放出热量184.5kJ/mol，尝试着书写热化学反应方程式。

H2(g) + Cl2（g）= 2HCl（g）

ΔH=-184.5kJ/mol ④热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，不表示物质的分子数或原子数，因此化学计量数可以是整数，也可以是分数。

【例题】

（1）2C（s）+2O2（g）=2CO2（g）

ΔH=-787.2kJ/mol （2）1C6H12O6(s) + 3O2(g) == 3CO2(g) + 3H2O(1)；△H ＝－1400 kJ/mol 2【例题】

（1）C（s）+O2（g）=CO2（g）

ΔH=-393.6kJ/mol （2）2C（s）+2O2（g）=2CO2（g）

ΔH=-787.2kJ/mol （3）222C（s）+O2（g）=CO2（g）

ΔH=-262.4kJ/mol 333

⑤热化学方程式是表示反应已完成的数量。由于ΔH与反应完成物质的量有关，所以方程式中化学前面的化学计量系数必须与ΔH相对应，如果化学计量系数加倍，那么ΔH也加倍。当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。

【问题解决】

1.C(s) + O2（g）= CO2（g）

ΔH=-393.6kj/mol 2. 2CO(g) + O2（g）=CO2

ΔH=-565.2KJ/mol 3. CH4（g）+ 2O2（g）= CO2(g)+ 2H2O(l)

ΔH=-889.6KJ/mol 完全燃烧相等物质的量的上述物质，放出热量的大小顺序为

环节三

难点突破，能力提升

【教师】那上面说的ΔH实际上宏观上面的计算方式，现在我们来看看微观上面试怎么定义的，

【阅读】资料卡的内容

【板书】ΔH=反应物的键能—生成物的键能

【教师】化学反应的实质就是旧键的断裂和新键的生成，在这个过程中就有能量的变化。在化学反应中，断开化学键需要吸收能量，形成化学键就要放出能量。

H2(s) + Cl2（s）= 2HCl（g）断开1mol H—H 需要吸收436KJ能量，断开1mol Cl2中的Cl—Cl 需要吸收242.7KJ能量，生成1mol HCl 中的H—Cl放出431.8KJ能量。

当1mol H2与1 mol Cl2

反应生成2mol HCl 时，反应中吸收的能量是436.4KJ+242.7KJ=679.1KJ，放出的能量为431.8KJ*2=863.6KJ,最终的能量为生成物的能量—反应物的能量=863.8KJ—679.1KJ=184.5KJ。

最后的化学方程式为H2(s) + Cl2（s）= 2HCl（g）ΔH=-184.5kj/mol 【练习】已知: P-P的键能是197 kJ/mol ，P-O的键能是360kJ/mol，O=O的键能是499kJ/mol，且白磷的燃烧热为2378.0kJ/mol，白磷完全燃烧的产物P2O5中有2个P=O键，6个P-O键，则P=O键的键能是多少?

环节四

课堂总结，知识回顾

【巩固练习】关于放热和吸热反应，下列说法错误的是？

A.需要加热才能进行的反应一定是吸热反应

B.化学反应中的能量变化，除了热量之外，还有电能，光能

C.化学反应过程中能量变化，也服从能量守恒定律

D.反应物的总能量高于生成物的总能量，为放热反应

【教师】简要的回顾一下吸热，放热反应的概念，重点强调一下热化学反应方程式的书写方法，再回顾一下反应能量的计算。

【学生】在教师讲解的过程中，学生作为主要的能量，要来讲述一下整个过程中他们所学到的一些东西，在练习过程中，有任何不懂的问题要向教师提问。

【板书】

化学反应中的热量变化

一、放热反应：反应过程中放出热量的化学反应

吸热反应：反应过程中吸收热量的化学反应

二、常见的放热反应和吸热反应

放热反应：

（11）所有的燃烧反应

（12）酸碱中和反应

（13）金属与酸生成氢气的反应

（14）大多数化合反应（不是所有的化合反应，基本上高中阶段的化合反应都是放热反应）

吸热反应：

（1）2NH4Cl(s)+Ba(OH)2·8H2O(s)=BaCl2+2NH3↑+10H2O （2）C+H2O(g)=（高温）CO+H2 （3）C(s)+CO2(g)=（高温）2CO （4）部分分解反应

（5）C、H2 CO做还原剂的反应

三．反应热

（1）定义：用来表示放热反应和吸热反应中的能量

（2）符号；ΔH （3）ΔH=生成物的总能量—反应物的总能量

ΔH=反应物的键能—生成物的键能

（4）单位：kJ/mol 四、热化学反应方程式

CaCO3（s）分

解

CaO（s）+ CO2（g）

ΔH=+178.5kj/mol 1.化学方程的右边必须写上△H，并用“空格”隔开，若为放热反应，

△H为“—”

，若为吸热反应△H为“+”，△H的单位用 kJ/mol 2.标明物质的状态，用g、l、s分别代表气态（gas）、液态 (liquid)、固态(solid)。 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 的值与计量数成正比。 5.需注明反应时的温度和压强，一般不特别注明时，则指在101 kPa和25℃时的数据；

感想：

这节课是分成两个课时的，第一个课时主要是分在放热反应和吸热反应概念上。刚开始是通过生活中一些小实验，让学生感受到在化学反应中，是有伴随着能量的变化的，让学生心中有一个能量的概念，随后就通过书本上的练习，让学生懂得区分能量之间的多种转化形式，强调化学反应中化学能主要是转化为热能。

然后通过两个实验探究，来研究一下化学反应中热量是如何转化的。首先是通过镁条与盐酸的反应，通过让学生触摸来感受试管的温度，了解到反应到该反应是放热的反应。第一个实验是我自己操作的，第二个实验就交到学生自己的手里了。事先把氯化铵和氢氧化钡晶体放入到袋子当中，然后在课堂的时候将袋子发给学生，让学生自己混合，感受混合之后的温度，通过这样学生自己动手的实验，可以稍微调节一下课堂上面的气氛，让接下来的课堂显得比较轻松，不过在这一过程中，学生的注意都转移到实验上面，基本上已经不听教师的指挥，所以要及时地将袋子收回来，让学生的心情都冷静下来。

通过实验探究，在学生感知了反应当中的温度之后，乘热打铁，总结出能量的类型，然后再总结出放热反应和吸热反应的类型，通过题目让学生进行一个巩固。那么到现在为止呢，学生对于知识的理解并没有太大的困难，主要的困难在于后面对于为什么能量是放热吸热的理解上面就有比较大的难处。

在这块知识点的处理上面，并没有想象中那么好，宏观方面的话，通过图片的展示，学生能够比较清楚地为什么放热和吸热，但是由于在微观方面还没有涉及到键能的学习而直接给学生灌输这个概念，所以学生听起来都非常地迷茫，因此最好是在整堂课的思路都稍微都调节一下，最好是将第二课时的热化学方程式的书写提到前面来，然后将第二个课时的内容安排为在公宏观和微观方面来研究化学反应为什么是放热还是吸热，然后再第二个课时的难点设置为键能的学习，这样子整节课下来，学生会比较好接受。

经过这两节下来上课，渐渐明白，作为一个教师，要充分考虑到学生的接受能力，很多时候我们觉得简单的知识点，对于学生来说，并不是那么简单，他们有很多想不通的地方，因此，我们得从学生的角度，在他们的知识基础上去思考问题，这样子，在备课的时候，才能真正地把知识点都讲明白，学生接受起来才会比较轻松。