第二单元 化学反应中的能量教案1

化学反应中的热量变化——教学设计

温州第八高级中学

叶婉璐

一、设计思路与创新

1.

本节课以学生为主体，组织了两次“思、议、展、评”过程。一次是让学生根据以前的学习和生活常识，小组合作举出一些吸热反应和放热反应的例子。学生举例了火车上加热食品利用了氧化钙与水放出热量的反应，由此调动了学生思维。另一次是让学生阅读课本，并对比学案给出的几条热化学方程式，自己发现书写规则。学案中还专门让学生记录下自己的疑问，教师在巡视过程中挑选出有价值的问题供全班学生探讨。这样，学生的疑问得到了重视，难点又被突破，有利于创造一个师生共建的课堂。

2. 实验的创新。课本中探究放热、吸热反应，分别采用了镁条与盐酸的反应，以及氢氧化钡与氯化铵晶体在烧杯中混合搅拌的实验。在本节课中，为了使化学实验更贴近学生的生活，让学生感受美丽的化学反应，镁条与盐酸的反应留给学生课后完成，而课上则演示了橡皮糖在试管中剧烈的燃烧反应，以及用氢氧化钡与氯化铵晶体混合制作冰袋的反应，激发了学生的兴趣。

3. 课后提升。化学反应中的热量变化是为数不多的与我们生活关系特别紧密的知识，学生本身就具备许多的感性认识，亟待教师的提升。因此，在本节课的结尾，教师提出问题：试猜想橡皮糖在人体内完全分解与在试管中完全燃烧成CO2和H2O所放出的能量是否一样多。这是一个拓展性问题，学生纷纷提出猜想，但要从理论上解释却不容易，需要用到“盖斯定律”的知识。教师在这里提出这个问题，既是充分利用了橡皮糖燃烧实验的价值，也是为了激发同学课后进一步探究的兴趣，提升化学学科素养。

二、教材分析

本节课是苏教版《必修2》专题2第二单元第一节课。专题2围绕化学反应与能量转化展开，能量转化又以化学能与热能之间的转化最为普遍，所以将这个内容放在反应的速率和反应的限度问题之后，化学能与电能的转化之前，体现其重要性。

三、教学目标

1.

知识与技能

（1）理解化学反应中能量转化的主要形式并能判断吸热反应、放热反应。

（2）从宏观角度理解反应物的总能量与生成物的总能量与化学反应中能量变化的关系。

（3）学会书写热化学方程式。

（4）从微观角度初步理解反应热与键能的关系。

2.

过程与方法

（1）通过动手实验，让学生感受化学反应带来的热量变化，培养学生主动探索科学规律的精神。

（2）通过思考与交流，让学生学会联系自己已掌握的知识，通过比较归纳认识事物的本质特征。

3.

情感态度与价值观

（1）培养学生主动参与、主动提问的意识。

（2）培养学生生活中的化学意识，和将感性认知与理性认知相结合的意识。

四、重难点分析

重点：从宏观角度理解反应物的总能量与生成物的总能量与化学反应中能量变化的关系、热化学方程式的书写。

难点：从微观化学键的角度认识反应放热或者吸热的实质。

五、学情分析

高一学生认识能量的角度多是和热量相关联，认识更多的是停留在初中化学的燃烧的基本条件（达到着火点）、燃烧是剧烈的发光发热的氧化反应等，但还不能完整地归纳吸热、放热反应有哪些。同时，学生在本节课前只掌握了化学方程式的书写，但对于本节课的重难点热化学方程式的书写没有丝毫的基础，需要教师的引导。学生在第一专题中虽然已经学习了化学键，但从化学键的角度认识反应放热或者吸热的实质依旧是一个难点。所以将键能这块内容放在课后提升任务中，留到下节课解决。

六、教学流程

【导入导学】化学反应中，物质能量的转化四处可见，形式多样。比如说，我们总在吃这些糖，当我嚼碎它，吃掉它，知道它最终会怎么样吗？它会分解为二氧化碳，明天我会呼出二氧化碳，我还会流汗，水会流出。我还会生成很多能量，这些能量会以ATP的形式储存起来，我能用这些能量来完成明天的工作。为了让同学们对能量的感受更加地直观，下面，我将在试管中演示这个相同的反应。

【实验1】在一支大试管预先加入少许助燃剂，并对其进行加热。撤去酒精灯，下面来看加入橡皮糖会怎样。

【学生】橡皮糖中的糖与氧气反应，生成二氧化碳和水的同时，以热和光的形式释放出大量能量。

【教师】因此我们说，化学反应中，反应物转化为生成物的同时，必然伴随着能量的变化，包括热能光能电能等等，其中又以热量的变化最为普遍。我们趁热打铁，再来做一个“冰袋实验”。

【实验2】在一个塑料袋中加入约20g经研磨的氢氧化钡晶体，然后再加入约10g氯化铵晶体，用手揉搓使之充分混合。感受混合物的温度的变化。

【学生】揉搓后感觉冰冰的。

【合作探究1】化学上，根据反应的热量变化，我们可以把所有的化学反应分为两类，放热反应和吸热反应。例如，橡皮糖的燃烧是放热反应，氢氧化钡和氯化铵的反应是吸热反应。根据以前的学习和生活常识，小组合作举出一些吸热反应和放热反应的例子。

吸热反应

放热反应

【学生展示】所有的燃烧反应、酸碱中和、金属和酸的反应、大多数的化合反应都是放热的反应，比如火车上用氧化钙与水的反应放热来加热袋装食物。铵盐与碱的反应、大多数的分解反应、碳还原二氧化碳、碳还原水蒸气等是吸热的反应。

【教师点评】为了更好地放热和吸热，今天我们引入一个新的概念叫“反应热”，用符号△H表示。在化学反应过程中，当反应物和生成物具有相同温度时，所吸收或释放的热量称为化学反应的反应热。△H=E生成物-E反应物。

【教师板演】用能量变化示意图分别表示吸热和放热反应。

现在我们已经知道一个化学反应的热量变化是可以衡量的，那我们书写化学方程式的时候，能不能也把它表达出来呢？

【合作探究2】阅读课本P35倒数一、二自然段，并对比以下几条热化学方程式，你能得出

哪些结论，对应哪些书写规则？

①

2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l)

△H =－571.6 kJ•mol- 1

②

H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(l)

△H =－285.8 kJ•mol- 1

③

H2(g) +1/2 O2(g) =H2O(g)

△H =－240.2 kJ•mol-1

④

H2O(g)=H2(g) +1/2 O2(g)

△H =+240.2 kJ•mol-1

由①②可得____________________________________________________________________。

由②③可得____________________________________________________________________。由③④可得____________________________________________________________________。

* 如果你有任何疑问，请将你的问题及时记录下来：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

【学生展示】学生1：由①②可得，热化学方程式的反应热与反应物的量相关。的计量数仅表示该物质的物质的量，而不表示分子数或原子数，化学计量数加倍，焓变也加倍，呈正比关系。由②③可得，物质聚集状态不同，反应热也不同。由③④可得，反应热的正负值由反应是吸热还是放热决定的，“－”代表释放热量，“+”代表吸收能量。

学生2：发现反应热与方程式中的系数成正比。

【学生疑问】

学生3：物质状态不同，反应热大小怎么看？

学生4：反应热△H的单位什么含义？△H怎么得到的？能计算吗？

【教师点评】为什么释放那么多能量，能量来自何方？从微观角度看，化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成。化学键断裂要吸收能量，化学键生成要释放能量。如果断键吸收的能量和成键释放的能量不一样多，那相差的能量就会以热量的形式表现出来了。请同学们顺着这样的思路，课后完成“自学任务”，我们将在下堂课中进行点评精讲。

【课堂检测】1、已知每1 mol 碳完全燃烧生成二氧化碳时将放出393.6kJ热量，试写出该反应的热化学方程式____________________________________________________________。

2、沼气的主要成分是CH4，1g CH4完全燃烧生成二氧化碳和液态水时放出55.6kJ热量，试写出该反应的热化学方程式______________________________________________________。

【学以致用】回到我们的橡皮糖，猜想一下橡皮糖在人体内完全分解与在试管中完全燃烧成CO2和H2O所放出的能量一样多吗？

【学生】有的答一样，有的答不一样。

【教师】这个燃烧反应中释放的能量，在量上与人体内消化这颗橡皮糖完全一样。提出这个定律的科学家名叫盖斯，他的名字和理论出现在《化学反应原理》这本书中，留待我们将来继续学习。但现在我们知道的是，人体内的蛋白质在代谢途径中有很好的设计，能够以可控的方式，逐步少量地提取能量，这样人们就能为日常活动例如跑操学习提供能量，但却不会像试管中的橡皮糖那样爆掉。进化让生物系统组织的很好，由此能够有效提取环境中的能量。

七、课后自学任务

1. 完成镁条与盐酸反应的实验。

2. 已知拆开1molH2需要吸收436kJ能量，拆开1molO2需要吸收496kJ能量，形成水分子中的1molH－O能够释放463kJ能量。当2molH2(g)与1molO2(g)反应生成2molH2O(g)时，

（1）共吸收能量_____________________________kJ，（列式计算）

共放出能量_____________________________kJ，

反应最终________（填“吸收”或“放出”）能量____________________________kJ。

所以反应的热化学方程式可表示为___________________________________________。

（2）放热反应中用来断键的能量从哪里来？

八、参考资料

1．苏教版《化学2（必修）》教材

2．《高中化学教学参考书化学2（必修）》

3.《2017年浙江新高考化学考试说明》