第一单元 化学反应中的热效应教学设计及教案分析

题目

化学反应中的热量

年级及学科

高一化学

教材

分析

本节内容选自高中化学必修二专题二化学反应与能量转化——第二单元化学反应中的热量，化学反应中的热量是高中化学反应原理的重要组成部分，是化学能与其他形式的能量间相互转化之一，在高考化学中占据重要地位且新能源的开发利用符合我国当前国情。化学反应中的热量变化实质需要借助微粒间的相互作用力进行初步认知，其深层次的认知也需要化学反应限度进行拓展，同时也为化学能与其他形式的能量间的转化做好铺垫，因此教材的编排符合学生的认知规律，本节内容起到了承上启下的衔接作用。

同学们通过初中学习对于燃烧反应和中和反应的学习已经认识了部分反应和学情

分析

热量间的关系，加上高中微粒间的相互作用力的学习，对于化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成也有了初步认知。同时，本节内容的学习也为选修四化学反应原理中“燃烧热”、“中和热”、“盖斯定律”等学习打下基础。

【知识与技能目标：】

(1)知道放热反应、吸热反应的概念，认识化学反应中的能量变化的实质。

(2)学会书写热化学方程式，理解热化学方程式的含义。

【过程与方法目标：】

通过实验探究及小组讨论认识化学反应中的热量变化以及能量变化的实质，结合热化学方程式的书写练习加深对化学反应热的理解。 【情感态度与价值观目标：】

通过化学能与热能的相互转化学习，体会化学学习在解决能源危机方面的优势地位。

学习

目标

学习

重点

难点

学法

指导

【重点】：热化学方程式的书写 【难点】：化学反应中的能量变化的实质

1.问题指导法 2.讲授指导法 3.实验探究法 4.小组讨论学习法 5.对比学习法

教学环节

【1】

情境创设

【2】

问题引领

【3】

获得认知

【4】

目标任务展示

教师及学生活动

“疑似地球生命起源之谜：科学家：是从火中诞生出来的？”视频播放

（视频观点：地球生命起源从火中诞生）

生命起源的问题还有待科学家继续研究和探讨，但我们可以从中获得信息，生命的起源与火有关。

火最初的出现来源于自然

[打雷引起森林起火]图片展示

最初的人类——猿人受到了火的惊吓，也从中获益。

[烤熟的食物]图片展示

熟食的出现为猿人带来了新的饮食习惯，改变了他们的生活，从而引发猿人开始对火加以利用。

火给猿人的生活带来了很多便利。猿人多居住在洞穴潮湿阴暗。火可以驱散洞穴中的潮湿，因而减少了疾病，降低了死亡率。用火照明给黑暗的洞穴内带来了光明，还可以驱走乘黑夜来袭击的猛兽。

问：

1.

火的使用中运用了什么化学反应原理？

2.

火的使用帮猿人驱赶了潮湿，获得了熟食，带来了光明，从能量形式角度考虑，火为猿人带来了哪些能量？

3.

根据能量守恒定律，请问，这些形式的能量是哪里来的？

【生：】燃烧反应释放的能量可以转化为光能和热能。

我们将储存在化学物质中的能量成为化学能，今天，我们共同来学习化学能转化为热能，即化学反应中的热量。

[板书]化学反应中的热量

看到这个标题，我萌生出几个问题：

1.

燃烧反应是放出热量的，可以实现化学能转化为热能。化学能转化为热能的反应都是放出热量吗？

2.

化学能是如何转化为热能的？即化学能转化为热能的实质是什么？

3.

化学反应中的热量变化是否能够用一种形式表达出来呢？如何表达？

设计意图

“疑似地球生命起源之谜：科学家：是从火中诞生出来的？”视频播放

情境创设，激发学生兴趣，引发学生联系生活实际

由所创设的情境，引出问题，构建问题情境，引发学生主动思考。

问题难度适宜，依学生认知，可以轻松应答。

问题目标展示，明确本节课任务，重难点突出

【5】

实验探究

【6】

当堂检测

【7】

问题线索

【8】

拓展提升

带着这些问题，我们进行今天的学习。

燃烧反应是放出热量的，可以实现化学能转化为热能。化学能转化为热能的反应都是放出热量吗？

有同学说：有的反应是放热的，有的反应是吸热的。那我们来进行实验验证这种观点是否正确。观察实验台上实验仪器和实验用品，小组内合作完成。并回答问题：

实验药品

放热/吸热

反应类型

1 Mg+H2SO4

2 Zn+H2SO4

4 CaO+H2O 5 H2SO4+NaOH 3 NH4Cl+Ba(OH)2·8H2O

问：

1.在我们学过的反应中，还有哪些是放热反应？

2.已知液态水

水蒸气是吸热的，

那么水蒸气

液态水是放热还是吸热呢？由液态水生成水蒸气是吸热反应吗？

【学生小组实验探究、讨论并展示】

结论：

活泼金属和酸

H2

大多数化合反应、中和反应、铝热反应、燃烧反应都是放热

NH4Cl+Ba(OH)2·8H2O的反应、大多数的分解反应等是吸热

我们将有热量放出的反应成为放热反应，吸收热量的反应成为吸热反应。

完成课本P35“交流与讨论”

思考：

为什么有的反应是放热反应，有的反应是吸热反应？这些热量与物质本身具有的化学能之间满足什么关系可以用于判断反应是放热的，还是吸热的呢？

当反应物的总能量>生成物的总能量时，反应是放热的。

当反应物的总能量<生成物的总能量时，反应是吸热的。

由情境创设出发，根据本节课内容，设出疑问，引发学生思考

实验探究，培养小组合作动手能力，联系旧知，知识融合。

问题线索，层层递进，问题设置紧跟课时目标。

【9】

问题线索

【10】

阅读获知

【11】

总结提升

【小组讨论并展示】

如果纵轴表示物质所具有的能量，横轴表示反应过程，如何用坐标系的图像来表示放热反应和吸热反应呢？

【思考】E1、E1’、

E2、E2’分别表示什么含义呢？

生：

E1、E1’表示反应物的总能量

E2、E2’表示生成物的总能量

如果用天然气烧水，烧开1Kg水，需要334.72kJ

的热量，需要消耗甲烷的物质的量有多少？

想要解开这个问题，我们还需要哪些数据？

生：1mol甲烷燃烧可以放出的热量。

我们将化学反应方程式和与对应的热量进行整合

用于表示化学反应中放出或吸收的热量，这样的

方程式称为热化学方程式。

阅读课本P35“交流与讨论”与“问题解决”中

间部分文字，总结：热化学方程式和普通化学方

程式的区别，并完成“问题解决”练习。

【学生总结展示】

CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)

△H= -889.6KJ·mol-1

含义：1mol甲烷和2mol氧气完全反应生成1mol

CO2气体和2mol液态水，放出889.6KJ的热量。

注:

(1)遵循一般化学方程式的书写规则(一般不写反

应条件)。

(2)要注明反应物和生成物的状态。

g-气；l-液；s-固；aq-溶液

(3)在右端注明ΔH的符号(正号常省略)、大小及

单位。

△H<0 表示放出热量

问题拓展，能力提升，培养小组合作解决问题能力。

发散问题设置，培养学生发散思维，引发学生主动思考

阅读思考，问题解决，培养学生独立解决问题能力，对比总结，能力提升。

【12】

问题解决

【13】

问题线索

【14】

问题拓展

△H>0 表示吸收热量

△H的单位KJ·mol-1

(4)化学计量数只表示物质的量，因此可以是整数，也可以是分数。化学计量数改变，ΔH的数值要相应改变，

解决问题：

如果用天然气烧水，烧开1Kg水，需要334.72kJ的热量，需要消耗甲烷的物质的量有多少？

0.38mol

思考：我们刚刚学习了微粒间的相互作用力，知道了甲烷、氧气、二氧化碳和水的结构式，请问：甲烷在进行燃烧的过程中，都破坏了哪些力的作用？又形成了哪些新的作用力？这些力的破坏和形成与反应热之间有什么关系呢？

生：断开了C-H、O=O，形成了C=O和H-O。断键需要吸收热量，成键需要放出热量，吸收的热量和放出的热量的相对大小决定了反应是放热还是吸热。

化学反应的实质就是旧键的断裂和新键的形成。如果纵轴表示能量，横轴表示反应历程，如何用坐标系图像来表示化学反应过程中因键能而引起的能量的变化以及反应热△H间的关系呢？

问题解决，夯实所学

问题线索，层层递

进，问题设置由浅

入深，紧跟课时目

标，联系旧知，突

破自我，实现能力

提升。

思考：

E1、E1’、

E2、E2’、

E3、E3’、

E4、E4’分别表示

什么含义呢？它们和焓变△H之间是什么关系？

生：

E1、E1’表示反应物的总键能

E2、E2’表示生成物的总键能

E3、E3’表示反应物的总能量

【15】

小结

达成目标

【16】

当堂检测

E4、E4’表示生成物的总能量

则，△H=生成物的总能量-反应物的总能量

=反应物总键能-生成物总键能

【学生根据所学总结回答问题】

1.燃烧反应是放出热量的，可以实现化学能转化为热能。化学能转化为热能的反应都是放出热量吗？

2.化学能是如何转化为热能的？即化学能转化为热能的实质是什么？

3.化学反应中的热量变化是否能够用一种形式表达出来呢？如何表达？

1.根据下表：

化学键

断裂或形成1 mol化学键时

Cl—Cl

吸收243 kJ

H—H

吸收436 kJ

生成结论，学以致用，达成共识

学生总结回答，达成目标检测。

H—Cl

放出431 kJ

请书写氢气和氯气反应的热化学方程式

2.已知：101 kPa时，1 mol辛烷完全燃烧生成CO2当堂检测，夯实和液态水时放出的热量为5 518 kJ，强酸与强碱所学，达成目标

在稀溶液中发生反应生成1 mol H2O时放出的热量为57.3 kJ，则下列热化学方程式书写正确的是(

) A. C8H18(l)＋25/2O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(g)

ΔH＝5 518 kJ·mol－1

B. C8H18(l)＋25/2O2(g)===8CO2(g)＋9H2O(l)

ΔH＝－5 518 kJ·mol－1

C. H＋＋OH－===H2O

ΔH＝－57.3 kJ·mol－1

D.2NaOH(aq)+H2SO4(aq)===Na2SO4(l)＋2H2O(l)

ΔH＝57.3 kJ·mol－1

板

书

设

计