第二单元 化学反应中的能量教学创新设计

教学设计

定州中学 张佳佳

一、教学内容分析

本设计使用的教材是苏教版《化学2》，教学内容是专题2“化学反应与能量转化”中第二单元“化学反应中的热量”。

高中化学新课程强调能源问题的学习，把化学反应与能量转化联系起来，让学生从中了解能源问题与化学科学的密切关系，认识能源对社会发展的重要性。

二、学生学习情况分析

学生通过初中化学的学习，初步有了化学与能源和资源的利用的知识，已经知道燃料完全燃烧的重要性，初步懂得使用氢气、天然气、石油液化气、酒精和煤等燃料对环境的影响，懂得如何选择对环境污染小的燃料。同时通过学习一些物质性质（如生石灰）及化学反应，对通过实验判断化学反应过程中的热量变化有一定的认识，为本节的学习奠定了基础。以学生已知知识为平台，通过设置有趣的实验，让学生在探究中学习，调动学生的学习热情，培养学生的学习兴趣。提供生产、生活中的应用实例，让学生认识学习本节的价值。本节的难点是热化学方程式，但关于热化学方程式的具体内容将在选修《化学反应原理》中具体介绍，因此，本节课对热化学方程式只要求认识，并懂得用它来判定放热反应和吸热反应即可。学生对化学反应中能量变化与反应物和生成物总能量的关系（如下图）的理解可能存在一些困难，特别对反应物的总能量和生成物的总能量的理解会存在偏差，这里的教学需要教师语言表达的艺术性，深入浅出。

三、教学设计思想

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。通过熟悉的实验帮助学生认识放热反应与吸热反应，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。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。

四、教学目标

知识与技能：

（1）通过生产和生活中的一些实例，让学生了懂得化学能可以转化为热能、电能、光能等。

（2）从化学反应中反应物的总能量与生成物的总能量的变化以及化学反应过程中化学键的断裂和形成等多角度，形成吸热反应和放热反应的概念。

（3）读懂热化学方程式。

过程与方法：

（1）通过引导学生不断提出新问题，在问题的提出、研究、解决的过程，培养学生的问题意识，学会思考和判断。

（2）学会通过观察、分析实验现象，获取信息，并应用比较、分类、归纳、概括等方法加工、处理信息。

（3）通过学习以图表表示吸热反应和放热反应中能量变化的方法，培养学生阅读图表的能力。

情感、态度与价值观：

（1）让学生逐步学会从能量角度考虑化学反应问题，使学生更全面地认识化学反应的本质，形成可持续发展的思想。

五、教学重点和难点

重点：学会从化学反应中反应物的总能量与生成物的总能量的变化以及化学

键的断裂与形成等多角度判断化学反应过程是吸收能量还是放出能量；认识吸热反应和放热反应；了解热化学方程式，并能利用它来判断放热反应和吸热反应。

难点：从化学反应中反应物的总能量与生成物的总能量的变化以及化学键的

断裂和形成两个角度，理解吸热反应和放热反应的概念；热化学方程式中△H与放热反应、吸热反应的关系。

六、教学过程

【导入】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，有些反应能够放出能量。因此，研究化学反应中的能量变化非常重要，能更好地利用化学反应为生产和生活服务。[来源:学+科+网]

【学生活动】指导阅读教材P34页“你知道吗？”。结合图片说出反应中能量转化的方式是怎样的？你还知道哪些应用能量转化的实例。

【活动与探究】教材P35页学生实验。以小组合作学习的方式实验，共同讨论交流得出实验的现象和结论。

（实验1）

现象：用手触摸试管外壁感觉很热。[来源:学#科#网Z#X#X#K]

结论：镁与盐酸的反应是放热反应。

（实验2）

现象：用手触摸烧杯外壁感觉很凉。

结论：氢氧化钡跟氯化铵的反应是吸热反应。

【教师活动】化学反应中的能量变化主要表现为热量变化。有的化学反应是放热的，而有的化学反应是吸热的。我们把放出热量的化学反应叫放热反应，吸收热量的化学反应吸热反应。

【板书】 1.放热反应和吸热反应

放热反应：有热量放出的化学反应叫做放热反应。∑E（反应物）＞∑E（生成物）

吸热反应：吸收热量的化学反应叫做吸热反应。∑E（反应物）＜∑E（生成物) 【练习】判断下列反应是放热反应还是吸热反应

C（s）+CO2（g）2CO（g）

Ba(OH)28H2O（s）+2NH4Cl（s）=BaCl2（aq）+2NH3（g）+10H2O（l）

Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ C（s）+H2O（g）【板书】2.常见的放热、吸热反应[来源:学&科&网]CO（g）+H2（g）

（1）放热反应：a、所有燃烧反应；b、酸碱中和反应；c、金属与酸生成气体的反应；d、大多数的化合反应。

（2）吸热反应：

a、C（s）+CO2（g）2CO（g）；

b、Ba(OH)28H2O（s）+2NH4Cl（s）=BaCl2（aq）+2NH3（g）+10H2O（l）

c、C（s）+H2O（g）d、大多数的分解反应

【练习】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

【设问】怎样来表示化学反应中放出或吸收的热量呢？

【板书】 3.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。例如：H2(g)＋Cl2(g) = 2HCl(g)；△H=-184.6 kJ/mol △H表示反应热，“—”表示放热，“+”表示吸热，单位一般采用kJ/mol。

【板书】 （2）书写热化学方程式的注意事项： a.需注明反应的温度和压强。

b.要注明反应物和生成物的状态。

c. △H表示反应热，“—”表示放热，“+”表示吸热，单位一般采用kJ/mol。 【问题解决】教材P35页。会运用反应热进行简单的计算，明确反应热的含义，真正理解热化学方程式的用途，使知识灵活掌握。[来源:学科网ZXXK]CO（g）+H2（g）

【课堂练习1】1molH2在空气中完全燃烧生成液态水，放出242kJ的能量，写出热化学方程式。

【课堂练习2】下列热化学方程式书写正确的是（ ）

A．2SO2 + O2 ==== 2SO3

△H=－ 196.6 kJ/mol B．H2(g)+1/2O2(g)=== H2O (g) △H=－ 241.8 kJ C．2H2(g)+O2(g) === 2H2O(l) △H=－ 571.6 kJ/mol D．C(s) + O2(g) === CO2(g) △H= + 393.5 kJ/mol 【课堂练习3】热化学方程式C(s)＋H2O(g) ＝ CO(g)＋H2(g)；△H ＝+131.3kJ/mol表示（

）

A．碳和水反应吸收131.3kJ能量

B．1mol碳和1mol水反应生成一氧化碳和氢气，并吸收131.3kJ热量

C．1mol固态碳和1mol水蒸气反应生成一氧化碳气体和氢气，并吸热131.3kJ D．1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.1kJ 【设问】化学反应中的热量是怎样产生的？为什么有的反应放出热量，而有的反应吸收热量？它的微观过程是怎样的？

【教师活动】任何化学反应都有反应热，这是由于反应物中旧化学键断裂时，需要克服原子间的相互作用而吸收能量；当原子重新组成生成物、新化学键形成时，又要释放能量。新化学键形成时所释放的总能量与反应物中旧化学键断裂时所吸收的总能量的差就是此反应的反应热。

【板书】4.反应热与键能

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

【设问】宏观过程是怎样的？

[讲授] 可以根据反应物的总能量与生成物的总能量差来判断某化学反应是放热反应还是吸热反应。当反应物的总能量大于生成物的总能量时，反应表现为放出能量，以热的形式释放，则为放热反应。反之亦然。

[媒体展示] 化学反应中能量变化与反应物和生成物总能量的关系

[讨论、分析、归纳] 课本“交流与讨论”栏目的内容。）

【板书】5.反应热与总能量

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，吸热反应

[本节小结]

化学反应所释放的能量是现代能量的主要来源之一。化学反应一般是以热量和功的形式跟外界环境进行能量交换的，而其中多以热量的形式进行能量交换。通过学习，达到以下认识：

1．化学反应的特征是有新物质生成，生成物与反应物所具有的总能量不同。

2．任何化学反应除遵循质量守恒外，也要遵循能量守恒。

3．反应物与生成物的能量差若以热量形式表现即为放热反应或吸热反应。

4．吸热反应和放热反应的本质。

5．热化学方程式涵义。

七、教学反思

能量包涵热量，热量是能量的一种，在教学过程中不能混为一谈，教学设计中，先介绍能量再介绍热量（概念从大到小），还是先介绍热量再介绍能量（概念从小到大），教学效果各有千秋。

设计直观、有趣、源于生活的实验，如用生石灰煮鸡蛋、自热食品等实验化学，能让学生乐于探索、发现化学问题，感受化学是有用的。