高中化学人教版 (2019)必修 第二册第一节 化学反应与能量变化教学设计及反思

第六章　化学反应与能量

第一节 化学反应与能量变化

第一课时 化学反应与热能  教案

核心素养：

1、通过实验和已有知识、经验感受化学反应中的能量变化，知道常见的吸热反应和放热反应，树立物质变化中伴随能量变化的观念。

2、能从反应物与生成物所具有的能量、化学键的断裂与形成两个角度理解化学反应中能量变化的主要原因，提升证据推理能力。

3、通过多种渠道了解人类对化学反应中能量的利用情况，了解节能的意义和方法，感受化学学科的社会价值，培养科学态度与社会责任。

教学目标：

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

3．理解吸热反应、放热反应的概念，学会定性和定量的研究化学反应中热量变化的科学方法

4．拓宽学生的科学视野，使学生建立正确的能量观，提高节能意识。

重点难点:

1、化学反应中能量的变化

2、从化学键角度和反应物与生成物总能量相对大小的角度分析能量变化

教学方法：

启发式.类比、实验法。小组合作探究法。

教学过程：

【谈话导入】

1、师：现代社会中，人类的一切活动(从衣食住行到文化娱乐。从社会生产到科学研究等都离不开能量，而许多能量的利用与化学反应中的能量变化密切相关。从煤.石油和天然气等提供的热能，到各种化学电池提供的电能，都是通过化学反应获得的。

今天我们就来探究化学反应与能量的关系知识。

2、板书课题：一、化学反应与热能

【讲授新课】

一、化学反应与热能

（一）吸热反应与放热反应

1、师：指导生做两个实验.

(1)实验6-1：在一支试管中加入2ml 2 mol/L盐酸，并用温度计测量其温度。再向试管中放入用砂纸打磨光亮的铁条，观察现象，并测量溶液温度的变化。

(2)实验6-2：将20g Ba (OH)2﹒8H20晶体研细后与10 g NH4CI晶体一起放入烧杯中，并将烧杯放在滴有儿滴水的木片上，用玻璃样快速搅拌，闻到气味后迅速用玻璃片盖上烧杯，用手触揽杯壁下部。试着用手拿起烧杯。观察现象。

2、生：小组内交流问题：

①上述两个实验中，反应前后的温度变化说明了什么?

②化学反应过程中为什么会有能量变化?为什么有的化学反应释放热量，有的化学反应吸收热量?

3、师：讲解归纳:

①上述两个实验中。反应前后的温度变化说明反应过程中作有热量的释放或吸收

化学上把释放热量的化学反应称为放热反应。

如铁条、铝片与盐酸的反应；木炭、氢气。甲烷等在氧气中的燃烧；氢气与氯气的化合等都是放热反应；

把吸收热量的化学反应称为吸热反应，

如氢氧化银与氯化铵的反应，盐酸与碳酸氢钠的反应，灼热的炭与二氧化碳的反应等都是吸热反应。

②物质中的原子之间是通过化学键相结合的，当化学反应发生时，反应物的化学键断裂要吸收能量，而生成物的化学键形成要放出能量.

③各种物质都具有能量，物质的组成。结构与状态不同，所具有的能量也不同。放热反应可以看成是反应物所具有的化学能转化为热能释放出来。吸热反应可以看成是热能转化为化学能被生成物所“储存"。因此，一个化学反应是释放热量还是吸收热量，与反应物总能量和生成物总能量的相对大小有关.如果反应物的总能量高于生成物的总能量，发生反应时会向环境释放能量：如果反应物的总能量低于生成物的总能量。发生反应时需要从环境吸收能量.

4、常见的放热反应和吸热反应

注：①吸热反应和放热反应均是化学反应。

NaOH固体溶于水、浓硫酸的稀释，属于放热过程，不属于放热反应；

NH4NO3固体溶于水，升华、蒸发等属于吸热过程，不属于吸热反应。

    ②需要加热的反应不一定是吸热反应

③在可逆反应中，如果正反应为吸热，则逆反应为放热

（二）化学反应中能量变化的原因

1、微观：化学键的断裂与形成

反应物→断键→吸收能量 >  生成物→成键→释放能量     吸收能量→吸热反应

反应物→断键→吸收能量 < 生成物→成键→释放能量      释放能量→放热反应

断开化学键吸收的总能量为: 436kJ + 243kJ = 679kJ,

形成化学键放出的总能量为: 431kJ + 431kJ = 862kJ， 整个反应过程表现为放热，放出的热量为862kJ一679kJ = 183kJ。

注：①化学反应的实质是旧键断裂和新键形成

②有化学键断裂的过程不一定是化学反应，如氯化钠溶于水的过程

③化学反应一定伴随能量变化，但有能量变化的过程不一定是化学反应，如物质的三态变化

2、宏观：反应物与生成物的总能量

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

3、吸热反应和放热反应的判断方法

（1）根据反应物和生成物的总能量大小判断

（2）根据化学键断裂和形成时能量变化大小关系判断

（3）根据经验判断——常见的吸放热反应

（4）根据生成物和反应物的相对稳定性判断——由稳定的物质（能量低）生成不稳定的物质（能量高）的反应为吸热反应，反之为放热反应

（三）人类对能源的利用及能源现状

1、人类对化学反应中热能的利用——燃烧

（1）发现：始于火的发现

（2）早期：以树枝杂草为主要能源

（3）现代：以煤、石油和天然气为主要能源

2、利用最多的化石燃料面临的两个亟待解决的问题

（1）能源短缺问题日益突出

（2）燃烧排放的粉尘、SO2、NOX、CO等造成了大气污染。

3、节能减排，寻找清洁的新能源

（1）节能：主要是充分有效地利用资源。如在燃料利用的过程中，节能的主要环节有两个：一是燃料燃烧阶段，提高燃料的燃烧效率；二是能量利用阶段，提高能源利用率

（2）理想新能源应具有资源丰富、可以再生、对环境无污染的特点。如太阳能、氢能、风能、地热能、海洋能

【板书设计】

一、化学反应与热能

（一）吸热反应与放热反应

（二）化学反应中能量变化的原因

（三）人类对能源的利用及能源现状

【课堂小结】

化学反应不仅生成新物质，而且伴随着能量变化。化学键的断裂和形成是化学

反应中发生能量变化的主要原因，而化学反应是吸收能量还是放出能量决定于反应物的总能量和生成物的总能量的相对大小，我们从微观结构和宏观表现两方面对化学反应中的能量变化进行了探究。

【作业设计】预习课本内容。