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

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

化学课程标准要求学生，（1）知道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）通过生产、生活中的实例了解化学能与热能的相互转化。结合教材前后的联系和学生的实际情况，确立本节课的设计思想：通过观察实验现象、分析图表等手段引导学生提出问题，进行自主探究、合作学习。教学流程：

生产、生活实例

→ 能量变化

→ 热量变化

→ 实际应用

四、教学目标

1、知识与技能：

（1）通过生产和生活中的一些实例，知道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。

（4）了解提高燃料燃烧效率的方法。

2、过程与方法：

（1）通过在问题的提出、研究、解决的过程，培养问题意识

（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，提升图表阅读能力。

3、情感、态度与价值观：

（1）通过学习，懂得合理利用化石燃料，认识减少燃料对环境的污染，开发高能清洁燃料的重要性。

（2）从化学的视角，认识能源和自然、环境、社会的关系，了解能源问题与化学科学的密切关系。

（3）能从能量角度考虑化学反应问题，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、教学过程设计

[引课] 人们最早使用的能量就是热量，无论是钻木取火还是飞船升天，热能给生产生活带来了便利。热能是如何获得的？

[提问]这几幅图说明了能量之间是如何转化的？

[总结]这些过程都是化学变化过程，在化学反应中，化学能不仅能转化为热能，还能转化为电能和光能等形式的能量。

[板书] 一、化学反应中的能量转化

[学生实验]1.镁条与盐酸反应

2.氢氧化钡晶体与氯化铵晶体在试管中混合搅拌

[板书]二、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：有热量放出的化学反应。

[归纳]

常见的放热和吸热反应

（1）放热反应：

①所有燃烧反应；②酸碱中和反应；③金属与酸生成气体的反应；④大多数的化合反应。

（2）吸热反应：

① C(s) +CO2(g) 高温

2CO(g) ②C(s) +H2O(g) 高温

CO(g) + H2(g)

8H2O(s) + 2NH4Cl(s) = BaCl2(aq) +2NH3(g) + 10H2O(l) ③Ba(OH)2·④大多数的分解反应

[问题]如何用化学用语表示放热反应和吸热反应？

示例：

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)；△H = －483.6kJ•mol—1

[讲授]该热反应方程式表示2mol氢气跟1mol氧气完全反应生成水蒸气时，放出483.6kJ热量。△H的单位为kJ•mol—1，△H为负值表示该反应是放热反应。

[分组讨论] 1．热化学方程式与化学方程式的区别。

2．2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)；△H = －483.6kJ•mol—1 2H2(g)+O2(g)=== 2H2O(l)；△H =

？

以上两个热化学方程式的△H是否相同？说明原因。

3．化学方程式2H2 +O2

点燃

2H2O和H2 +1/2O2

点燃

H2O有何不同？

4．H2(g)+1/2O2(g)==H2O(l)；△H

= a kJ•mol—1

。a=? 5．H2O(l)== H2(g)+1/2O2(g)；△H

= b kJ•mol—1

。b与⑤中a的关系如何？

[分析、归纳] 从引导学生认识反应物、生成物的状态会影响反应热的大小，说明在热化学方程式中要标明物质的状态；让学生知道热化学方程式计量数可以用分数表示；让学生知道计量数与热值的关系。）

[提问]化学反应中为什么会伴随着能量转化？

[媒体展示]

[学生活动]

1．观察图像，学会识图。

2．交流、讨论。

[讲授]化学反应中会伴随着能量转化是因为反应物与生成物的能量通常是不同的。根据反应物的总能量与生成物的总能量的大小能够判断化学反应是放出能量还是吸收能量。不同的化学反应以及不同条件下的化学反应伴随发生的能量变化不一定相同。本节重点研究化学反应中伴随的热量变化。

[问题]如何用化学用语表示放热反应和吸热反应？

示例：

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)；△H = －483.6kJ•mol—1

[讲授]该热反应方程式表示2mol氢气跟1mol氧气完全反应生成水蒸气时，放出483.6kJ热量。△H的单位为kJ•mol—1，△H为负值表示该反应是放热反应。

[分组讨论] 1．热化学方程式与化学方程式的区别。

2．2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)；△H = －483.6kJ•mol—1 2H2(g)+O2(g)=== 2H2O(l)；△H =

？

以上两个热化学方程式的△H是否相同？说明原因。

3．化学方程式2H2 +O2

点燃

2H2O和H2 +1/2O2

点燃

H2O有何不同？

4．H2(g)+1/2O2(g)==H2O(l)；△H

= a kJ•mol—1

。a=? 5．H2O(l)== H2(g)+1/2O2(g)；△H

= b kJ•mol—1

。b与⑤中a的关系如何？

[分析、归纳] 从引导学生认识反应物、生成物的状态会影响反应热的大小，说明在热化学方程式中要标明物质的状态；让学生知道热化学方程式计量数可以用

分数表示；让学生知道计量数与热值的关系。）

[讲授] 化学反应的本质是原子的重新组合。在反应中，旧分子→原子→新分子，需要断开反应物中的化学键并形成生成物中的化学键。而断开化学键需要吸收能量，形成化学键会放出能量。因此，我们可以通过反应过程中断开化学键所吸收的能量与形成化学键所放出的能量差来判断化学反应是吸热反应还是放热反应。

[问题] 对于化学反应：2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)，已知拆开1molH－H键需要消耗436kJ能量，拆开1molO－O键需要消耗496kJ能量，形成水分子中的1molH－O键能够释放463kJ能量。

你能根据以上所给的数据判断2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)是放热反应吗？请通过计算回答。

[学生活动] 计算，讨论。

[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。

[讨论、分析、归纳] 课本“交流与讨论”栏目的内容。）

[过渡] 氢气可作燃料，还有很多用途。还有哪些物质常用作燃料？

[板书] 四、燃料燃烧释放的热量

[问题] 1．1mol不同的燃料燃烧所放出的热量一样吗？

2．天然气、煤气代替煤炭作为民用燃料，有什么好处？

[板书] 1．不同的燃料燃烧的热值比较

2．如何科学合理应用燃料

[学生活动] 通过引导学生读书、同伴互助，师生交流，自主解决问题。了解提高燃料燃烧效率的方法，懂得合理利用化石燃料，减少燃料对环境的污染，认识开发高能清洁燃料的重要性。

[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。

6．不同的燃料燃烧释放的热量不同，学会如何科学应用燃料。

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。