归纳与整理名师课堂实录

《化学能与热能》教学设计

一、

教材分析

地位和功能:本节内容为《人教版高中化学必修2第二章第一节（化学能与热能）》，该内容属于化学反应原理范畴在初中已从燃料的角度初步学习了“化

学与能源”的一些知识，

在高中选修

4 中还将从科学概念的层面和定量的角度比

较系统深入地再学习。

因此本节内容既是对初中化学相关内容的提升与拓展，又

是为选修

4 奠定必要的基础。

能量是本章最核心的一个关键词，能源更是国际社会共同关注的话题。总之，化学能对人类的重要

性决定了本节学习的重要性。

通过化学能与热能的学习，

学生将对化学在提高能源的利用率和开发新能源

中的作用与贡献有初步认识；

初步树立起科学的能源观；这将增进学生对化学科

学的兴趣与情感，体会化学学习的价值. 二、教学目标

1. 知识与技能：知道化学反应中能量变化的主要原因；知道一个化学反应

是吸收能量还是放出能量的决定因素；通过实例和实验，了解化学能与热能的相

互转化，了解化学能转化为热能的应用及其对人类文明发展的贡献。

2. 过程与方法：通过实验，让学生理解化学反应中能量变化主要表现为热

量的形式，形成吸热和放热的概念；通过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和热能之间相互转化，

体会定性和定量的研究化学反应中

热量变化的实验方法。

3. 情感、态度、价值观：感知生物体内生命活动过程中的能量转化，能源

与人类的密切关系，

深刻体会到化学知识与生活的密切联系，

建立正确的能量观；

通过实验培养学生的探究意识，提高学生的观察、思考的能力，体现合作学习，

让学生自主地获取知识，感受到学习的乐趣。

三、教材重难点

重点：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。

难点：吸热反应和放热反应概念的形成及科学能量变化观的建立. 四、教学方法

阅读、交流讨论、实验探究。

五、教学用具

①多媒体课件；

②试管、6 mol/L 盐酸、砂纸、铝条、温度计、Ba(OH)2·8H2O 晶体、NH4Cl 晶体、烧杯（3）、玻璃片、玻璃棒、2 mo/L 盐酸、量筒。

六、教学设计思路

七、教学过程

第一课时

化学键与化学反应中能量变化的关系

教师活动

学生活动

指导阅读：

学生回答：

1. P35“科学视野”。 1. 本质相同，最终产物 2. 问题思考：

相同，所放出的能量相等。

①. 糖类在生物体内发生的

但反应条件和

进行方式不

氧化还原反应与体外的燃烧是否

同。能量的转化率和利用率

不同？

七、教学过程：

【导入】复习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】1．化学反应中能量变化的原因——微观角度

(1)原因

(2)实例

断裂1 mol H—H键(H—H―→2H)吸收436 kJ能量，形成1 mol H—H键(2H―→H—H)放出

436 kJ能量；

断裂4 mol C—H键(CH4―→C＋4H)吸收1 660 kJ能量，形成1 mol C—H键(C＋H―→C—H)放出415 kJ能量。

(3)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。

【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：

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。

(4)原子形成1 mol化学键所放出的能量与断开1 mol该化学键所吸收的能量有什么关系？

【提示】

相等。

【认知升华】

【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＝Q(吸)－Q(放)ΔQ＜0，为放热反应ΔQ＞0，为吸热反应

【教师讲解】题组

化学反应能量变化的原因

1．下列关于化学反应的说法中不正确的是(

) A．化学反应过程中一定有热量释放出来

B．化学反应的特征是有新物质生成

C．化学反应的过程实际上是一个旧键断裂、新键形成的过程

D．在一确定的化学反应关系中，反应物的总能量与生成物的总能量一定不相等

【解析】

化学反应的本质特征是一定有新物质生成。化学反应是吸热还是放热，取决于反应物总能量与生成物总能量的相对大小，或旧键断裂吸收能量与新键形成放出能量的相对大小。

【答案】

A 2．根据下面的信息，判断下列叙述正确的是(

)

A．氢气跟氧气反应生成水的同时释放能量

B．氢气跟氧气反应生成水的同时吸收能量

1C．1 mol H2跟 mol O2反应生成1 mol H2O一定释放能量245 kJ 2D．2 mol H2(g)跟1 mol O2(g)反应生成2 mol H2O(g)吸收能量490 kJ 1【解析】

由题中信息可知，1 mol H2(g)的共价键断裂吸收能量436 kJ， mol O2(g)的共2价键断裂吸收能量249 kJ，两项共吸收能量685 kJ；2 mol H(g)与1 mol O(g)形成1 mol H2O(g)1共释放能量930 kJ。在1 mol H2(g)跟 mol O2(g)反应生成1 mol H2O(g)的过程中，放出的2能量比吸收的能量多245 kJ，C项中缺少物质的状态，所以释放的能量不一定是245 kJ。

【答案】

A 【学生活动】回忆质量守恒定律和能量守恒定律的内容

【教师讲解】1．两个基本的自然规律——“质量守恒”和“能量守恒”

质量守恒定律：自然界中的物质发生转化时，总质量不变；

能量守恒定律：不同形式的能量发生转换时，总能量不变。

2．吸热反应和放热反应

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。

实验探究】探究

常见的吸热与放热反应实验探究

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(1)

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)杯壁发凉现象玻璃片与烧杯黏结在一起，混合物呈糊状反应：·8HO＋2NHCl===BaCl＋2NH↑＋10HO·8HO与结论：NHCl的反应为吸热反应闻到了刺激性气味，烧224232224

(3)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【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

强弱的关系

反应物分子断裂时吸收的总能量

小于反应物分子断键时吸收的总能量

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。