第二单元 化学反应中的能量教案设计范例

化学反应中的热量

教学设计

一、设计思路

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，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。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。接着就具体的燃料燃烧过程中的热量变化进行学习，使之与工农业生产、日常生活联系起来。

二、学情分析

能源是现代社会繁荣和发展的三大支柱之一，是人类文明进步不可缺少的条件。化学在能源的开发和利用方面起着重要的作用，无论是煤的充分燃烧和综合利用，还是新型绿色化学电源的研制，还是生物能源的开发，都离不开化学。专题2将化学反应与能量转化联系起来，帮助学生用化学的视角认识自然、环境、能源和社会的关系，让学生了解能源与化学科学的密切关系，认识能源对社会发展的重要性。

初中化学已经从燃料的角度初步介绍了“化学与能源”的一些知识，而在选修模块“化学反应原理”中，将从科学概念的层面和定量的角度比较系统地学习化学反应和能量、化学反应速率和化学平衡的原理。因此，本专题内容既是对初中化学相关内容的提升与拓展，又为选修“化学反应原理”的学习奠定了必要的基础。“化学反应与能量转化”的教学，不仅承担着本专题具体化学知识的教学任务，还具有整合、发展学生对化学反应认识的作用。

三、学习目标

1．了解吸热反应和放热反应，认识化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因；

2．了解化学反应中热量变化的实质；

3．通过生产生活中的实例，了解化学能和热能的相互转化；

4．从微观结构理解化学反应中能量的变化，建立起科学的能量变化观

四、教学重点及难点

教学重点：放热反应和吸热反应

教学难点：从微观结构理解化学反应中能量的变化。

五、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。

【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。（见PPT2）

【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。

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（见PPT3、4）

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）CO（g）+H2（g）

【板书】2.常见的放热、吸热反应（见PPT3）

（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】化学反应中的热量是怎样产生的？它的微观过程是怎样的？（见PPT6）

【教师活动】化学反应总伴随着能量的变化，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中的热量变化。

【板书】3.反应中的热量变化与键能（见PPT6）

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

CO（g）+H2（g）

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

结合图形进行两种原因的解释。

板书设计

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。

吸热反应：吸收热量的化学反应叫做吸热反应。

2.常见的放热、吸热反应

（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；e、铝热反应

（2）吸热反应：

a、C（s）+CO2（g）b、铵盐和碱的反应如：

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

c、制水煤气：C（s）+H2O（g）d、大多数的分解反应

3.反应中的热量变化的原因

（1）宏观解释

∑E（反应物）＞∑E（生成物） 放热反应

∑E（反应物）＜∑E（生成物) 吸热反应

（2）微观解释

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

4、利用化学键数据判断化学反应中的热效应

例：已知拆开1molH2中的化学键需要消耗436.4kJ能量，拆开1molO2中的化学键需要消耗496kJ能量，形成水分子中的1molH－O能够释放462.8kJ能量, 你能根据以上所给的数据判断反应：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)是放热反应还是吸热反应吗？并通过计算得出这个反应中的热量变化。

CO（g）+H2（g）

2CO（g）；

分析：

断键吸收的总热量是436.4+242.7=679.1 kJ 成键放出的总能量是431.8x2=836.6 kJ

放出总热量836.6 kJ > 吸收总热量679.1 kJ 所以反应 H2

＋Cl2

＝ 2HCl是放热反应，

放出的热量是836.6-679.1=184.5 kJ 学生练习：

已知拆开1molH2中的化学键需要消耗436.4kJ能量，拆开1molO2中的化学键需要消耗496kJ能量，形成水分子中的1molH－O能够释放462.8kJ能量, 你能根据以上所给的数据判断反应：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) 是放热反应还是吸热反应吗？并通过计算得出这个反应中的热量变化。

课堂小结