人教版 (新课标)必修2第一节 化学能与热能第2课时教案设计

课题：第一节 化学能与热能(二)

授课班级

课  时

知识与技能

1、了解化学能与化学反应中能量变化之间的关系

1、  在化学实验的基础上，通过吸热反应和放热反应的概念，理解化学反应中能量变化的主

要原因

过程与方法

具有较强的问题意识，能够发现和提出有探究价值的化学问题，敢于质疑，勤于思考，逐步形成独立思考能力，善于与人合作，具有团队精神

情感态度

价值观

1、通过实验激发学生学习化学的兴趣和情感

2、培养学生严谨求实、勇于探索的科学精神。

3、有参与化学科技活动的热情，有将化学能与热能的化学知识应用于生产，生活实践的意识，能够对化学能有的社会和生活问题做出合理的判断

重 点

实验探究和通过实验探究化学反应与能量的关系，掌握吸热反应和放热反应的概念

难 点

设计探究实验

知

识

结

构

与

板

书

设

计

一、化学键与化学反应中能量变化的关系

1、引起化学反应中的能量变化：

1、宏观：在化学反应中，反应物的总能量与生成物的总能量间的能量差

。∑E（反应物）＞∑E（生成物）——放出能量

∑E（反应物）＜∑E（生成物）——吸收能量

2、 微观：化学键的断裂是化学反应中能量变化的主要原因

（1）、键能：拆开1 mol某键所需的能量叫键能。单位：kJ/mol。

   破坏化学键时要吸收能量，形成化学键时放出能量

（2）、物质的化学反应与体系的能量变化是同时发生的，只要有化学反应就一定有能量变化。

二、化学能与热能的相互转化

                   放热反应：放出热的化学反应

      化学反应                                                                                 

                   吸热反应：吸收热的化学反应

教学步骤、内容

【引入】我们在初中学习过“质量守恒定律”，知道自然界中物质可以相互转化，但是总质量保持不变；同样一种能量可以转化成另一种能量，能量也是守恒的，这就是“能量守恒定律”这是两条基本的自然定律，各种物质中都含有化学键，因而我们可以理解为各种物质中都储存有化学能。化学能是能量的一种形式，它也可以转化为其他形式的能量。不同物质由于组成、结构不同，因而所包含的化学能也不同。在化学反应中，随着物质的变化，物质的化学反应与体系的能量变化是同时发生的，只要有化学反应就一定有能量变化，如H2 与Cl2、O2的反应。那么，一个化学反应吸收能量还是放出能量是由什么决定的呢？

【板书】一、宏观上化学反应能量变化的原因

【板书】1、宏观：在化学反应中，反应物的总能量与生成物的总能量间的能量差

【投影】图2-1水能、化学能对比示意图

【投影一】水由高处向地处的流动

【提问】水往高处流的过程中，能量发生了什么变化？

【回答】重力势能转化为动能

【提问】化学反应中，由总能量高的反应物生成总能量低的生成物时，能量发生了什么变化？

【回答】反应释放出能量（即化学能转化为其它能量）

【讲解】水由高处向上流要释放能量，势能转换为动能，同理，反应物的总能量>生成物的总能量，化学反应放出能量。

【板书】1、∑E（反应物）＞∑E（生成物）——放出能量

【投影二】水由低处送向高处

【讲解】反之将水由低处送向高处需提供能量(电能转换为机械能，再转换为重力势能)，同理，在化学反应中反应物的总能量<生成物的总能量，化学反应吸收能量。

【板书】2、∑ E（反应物）＜∑E（生成物）—— 吸收能量

【思考与交流】吸热反应和放热反应中，反应物本身所具有的能量和生成物本身所具有的能量之间的大小关系分别如何？（提示：可从能量守恒角度分析）

【板书】二、化学能与热能的相互转化

【讲解】化学反应的过程中伴随着能量变化,通常表现为热量的变化

                   放热反应：放出热的化学反应

【板书】 化学反应                                                                                 

                    吸热反应：吸收热的化学反应

【投影】吸放热与能量关系

【复习】化学键：使离子相结合或原子相结合的作用。

*键能：拆开1 mol某键所需的能量叫键能。单位：kJ/mol。

【讲解】化学键的形成蕴涵着能量变化，在进行反应时化学键要断裂，吸收能量，反应后形成新化学键要放出能量，

【分析】2H→H2中能量变化？

【讲解】1mol H2中含有1molH－H，在250C 101kPa条件下，由H原子形成1molH－H要放出436kJ的能量，而断开1molH－H重新变为H原子要吸收436kJ的能量。

【板书】1、键能：拆开1 mol某键所需的能量叫键能。单位：kJ/mol。 破坏化学键时要吸收能量，形成化学键时放出能量

【讲解】不同物质形成的化学键能量不同，而化学键存在于不同的物质间，物质发生化学变化时，反应物和生成物的能量不同，这样的过程就出现了能量变化。

【类比分析】CH4→4C+4H（吸收4mol×415kJ/mol=1660kJ）

【板书】2、物质的化学反应与体系的能量变化是同时发生的，只要有化学反应就一定有能量变化。

【提问】氢气和氯气的混合气体遇到强光会发生爆炸，放出大量的热。反应中的热量由何而来？氢气和氯气反应的本质是什么？从微观上（从化学键角度）加以分析。

【讲解】化学反应的本质是反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成。化学键是物质内部微粒之间强烈的相互作用，断开反应物中的化学键需要吸收能量，形成生成物中的化学键要放出能量。氢气和氯气反应的本质是在一定的条件下，氢气分子和氯气分子中的H-H键和Cl-Cl键断开，氢原子和氯原子通过形成H-Cl键而结合成HCl分子。1molH2中含有1molH-H键，1mol Cl2中含有1mol Cl-Cl键，在25℃和101kPa的条件下，断开1molH-H键要吸收436kJ的能量，断开1mol Cl-Cl键要吸收242 kJ的能量，而形成1molHCl分子中的H-Cl键会放出431 kJ的能量。

【投影分析】在25℃和101kPa的条件下，1mol H2与1mol Cl2反应：

H2         2H 消耗能量约436 kJ

Cl2      2Cl 消耗能量约242 kJ

+） 2H + 2Cl      2HCl 释放能量约862 kJ

H2 + Cl2      2HCl 共放热约184 kJ

【讲解】这样，由于破坏旧键吸收的能量少于形成新键放出的能量，根据“能量守恒定律”，多余的能量就会以热量的形式释放出来。

【板书】3、引起化学反应中的能量变化：

微观：化学键的断裂是化学反应中能量变化的主要原因。

【思考与交流】为什么有的化学反应会放出热量，而有的化学反应却需要吸收热量呢？

【投影小结】

1．化学反应的特点是有新物质生成，新物质和反应物总能量不同。

2．反应中要遵循能量守恒。

3．反应物与生成物的能量差若以热能形式表现即为放热和吸热。如果二者能量比较接近，则放热和吸热不明显。

【小结】通过本节课的学习，我们了解到，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，反应是放热还是吸热，取决于反应物的总能量与生成物的总能量的比较。

【自我评价】

1.在反应H2 + Cl2 ＝2HCl中，已知H－H键能为436kJ，Cl－Cl键能为243kJ，H－Cl键能为431kJ，判断该反应是

 A. 吸热反应              B. 放热反应

 C. 吸收183 kJ热量        D.放出183 kJ热量

2、已知反应A＋B＝C＋D为放热反应，对该反   应的下列说法中正确的是（  ）

A.  A的能量一定高于C      B.  B的能量一定高于D

C.  A和B的总能量一定高于C和D的总能量

D.  该反应为放热反应，故不必加热就一定能发生

3、氢气在氧气中燃烧产生蓝色火焰，在反应中，破坏1molH－H键消耗的能量为Q1kJ，破坏1molO = O键消耗的能量为Q2kJ，形成1molH－O键释放的能量为Q3kJ。下列关系式中正确的是（        ）

A.2Q1 +  Q2  > 4Q3       B、2Q1 + Q2  < 4Q3

C、Q1  +  Q2  < Q3      D、Q1  + Q2  = Q3

教学回顾：

   本节课我们结合已有的知识经验，以实验为主要的研究手段，初步探讨了化学反应中的能量变化及其主要形式。通过实验引导学生学习易于掌握。课堂教学效果较好。