新人教版高一化学必修第二册-第六章第一节《化学反应与能量变化》第1课时-化学反应与热能-教案

第六章 化学反应与能量
6.1 化学反应与能量变化
第1课时 化学反应与热能
教学目标
知识与技能
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。
知道反应物和生成物总能量的相对高低是反应过程中能量变化的决定因素。
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
过程与方法
培养学生发现问题、分析问题、解决问题的综合能力。
能从反应物与生成物中所具有的能量、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；
情感态度与价值观
（1）逐步培养勤于思考，勇于探究的科学品质，严谨求实的科学态度。
（2）树立物质变化中伴随能量变化的观念，感受化学学科的社会价值，培养科学态度与社会责任。
（3）初步建立起科学的能量观，加深对化学在解决能源问题中重要作用的认识。
二、教学重难点
1.教学重点
化学反应中能量变化的本质、化学能与热能的内在联系及相互转变
2.教学难点
化学反应中能量变化的本质
教学过程
教学环节 教学内容 设计意图
1.新课导入 【师】现代社会，人们的一切活动都离不开能量，而许多能量的利用与化学反应中的能量变化密切相关。想一想，我们生活中热量哪些通过化学反应获取的？ 【生】煤、石油、天然气的燃烧 【师】没错，化石燃料的燃烧就是化学变化，化石燃料燃烧会释放大量的热，除了放热有些反应也有吸热现象。我们来看一下下面的实验，判断是吸热还是放热。 设问激发求知欲
2.探索新知 【板书】化学反应与热量 【多媒体播放】实验一、铝与盐酸反应前后温度的变化，学生观察并表述现象和结论。 【学生】 现象结论产生大量气泡，温度计指示温度升高。镁与盐酸的反应是放热反应
【师】观察的很仔细，回答也正确，铝和盐酸反应放出热量。我们在看下一个实验。 【多媒体播放】实验二、八水合氢氧化钡晶体和氯化铵晶体反应，学生观察并表述现象和结论。 【学生】 现象结论用手触摸烧杯壁下部有冷的感觉；拿起烧杯，玻璃片或木片粘在一起；有刺激气味的气体产生氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应是吸热反应
【师】总结：放热反应：把释放热量的反应称为放热反应。 常见的放热反应： （1）所有的燃烧反应：木炭、硫等在O2中燃烧。 （2）酸碱中和反应：H+ + OH- = H2O （3）大多数的化合反应: CaO + H2O = Ca(OH)2 （4）铝热反应: （5）金属与酸反应: Mg + 2H+ = Mg2+ + H2 （6）若加热后开始反应，停止加热后反应继续进行，则该反应也是放热反应，如Fe与S的反应、NH3的催化氧化等。 吸热反应：把吸收热量的反应称为吸热反应。 常见的吸热反应 （1）大多数分解反应: （2）以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应 （燃烧反应除外）： （3）铵盐与强碱固体的复分解反应。 ［思考与讨论］ 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能量，有的化学反应吸收能量？ 【师】我们知道，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。 以氢气和氯气化合为例，1mol H2断键需要放出436kJ的能量，1mol Cl2断键需要放出243kJ的能量，1mol H原子与1mol Cl原子结合成1mol HCl分子，新键生成需要吸收431kJ的能量。化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。 总结：化学反映的实质：化学键的断裂和生成 反应的特征：一是物质变化（生成新物质）、二是能量变化（吸收或放出热量） 化学反应与能量变化同时发生。 【师】现在是不是就能解答我们提出的第一个问题了，请同学回答。 【生】由于化学反应发生必定有化学键的断裂和生成，并且化学键的断裂和生成就会有能量的变化，所以化学反应中有能量的变化。 【师】回答的很好！我们知道化学键断裂需要放出能量，化学键形成需要吸收能量，并且放出和吸收的能量并不相等，反应前后就有能量的变化，表现为化学反应的吸热和放热。 这也就很好的解释了我们提出的第二个问题。 【师】我们看下面的图，又能得出什么结论？ 【生】A图反应物的总能量高于生成物的总能量，反应过程中会放出热量。 B图生成物的总能量高于反应物的总能量，反应过程中必须吸收能量。 【师】总结的很完整。一个化学反应是吸热还是放热，决定于反应物总能量与生成物总能量的相对大小。 反应放出的能量＝反应物的总能量－生成物的总能量 反应吸收的能量＝生成物的总能量－反应物的总能量 而旧键断裂所吸收的能量与新键形成所释放的能量的相对大小决定了一个化学反应是吸收能量还是放出能量。 （1）若反应物中的化学键断开时吸收的能量高于生成物中成键时释放的能量，则反应吸收能量。 吸收的能量＝反应物断键吸收的总能量－生成物成键释放的总能量 （2）若反应物中的化学键断开时吸收的能量低于生成物中成键时释放的能量，则反应释放能量。 放出的能量＝生成物成键释放的总能量－反应物断键吸收的总能量 我们以为例， 1 mol H2分子断键需要放出436kJ的能量，1 mol Cl2分子断键需要放出243kJ的能量，2 molH-Cl成键需要吸收2×431kJ的能量。通过比较反应物中的化学键断开时吸收的能量高于生成物中成键时释放的能量，反应吸收能量。1mol H2(g) 和1 mol O2(g) 完全反应放出的热量为2×431kJ －（436kJ＋243kJ）＝183kJ。 【师】相信大家已经对吸热反应、放热反应有一定的理解了，我们就通过表格区分吸热反应、放热反应。 类型比较放热反应吸热反应定义放出热量的化学反应吸收热量的化学反应形成原因反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量与化学键强弱的关系生成物分子成键时释放出的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量生成物分子成键时释放的总能量小于反应物分子断键时吸收的总能量图示
【师】人类利用化学反应中的热能始于火的发现。从早期的以树枝杂草为主要能源，到现代以煤、石油、天然气为主要能源，人类获取热量的主要途径都是通过物质的燃烧。 化石燃料作为人类利用最多的常规能源，其利用过程中面临两方面亟待解决的问题: 一是其短期内不可再生，储量有限，随着能源消费需求的不断增加,能源消费量与储量之间的矛盾日益突显; 二是煤和石油产品燃烧排放的粉尘、SO2、NOX, CO等是大气污染物的主要来源。为了改善人类的生存环境，促进社会可持续发展，节能和寻找清洁的新能源成为人类的必然选择。 化石燃料作为燃料大量使用会造成空气污染，但不使用又会严重影响社会生产和生活。请从社会不同人群角度，提出你的想法。 【生】感到空气污染相对较轻的人，会不反对甚至支持煤、汽油、柴油的使用；感到空气污染严重的人，会反对煤、汽油、柴油的使用。我认为，无论某时某地的空气污染是否严重，人们都应该从自身做起，尽量减少煤和汽油，柴油的使用，同时尽量使用新能源。 【师】这位同学的想法很好，我们所说的节能不是简单地减少能源的使用，更重要的是充分有效的利用能源。理想的新能源应具备资源丰富、可以再生、对环境无污染等特点。目前，人们比较关注的新能源有太阳能、风能、地热能、海洋能和氢能等。 通过探讨交流培养学生的合作意识和表达能力，激发学生对新事物的探究，培养严谨的科学思维方法 培养学生总结归纳、辩证思维的能力
3.小结作业 完成同步练习
四、板书设计
6.1 化学反应与能量变化
第1课时 化学反应与热能
1、放热反应：把释放热量的反应称为放热反应。
常见的放热反应：
吸热反应：把吸收热量的反应称为吸热反应。
常见的吸热反应
2、化学反映的实质：化学键的断裂和生成
反应的特征：一是物质变化（生成新物质）、二是能量变化（吸收或放出热量）
化学反应与能量变化同时发生。
3、反应放出的能量＝反应物的总能量－生成物的总能量
反应吸收的能量＝生成物的总能量－反应物的总能量
吸收的能量＝反应物断键吸收的总能量－生成物成键释放的总能量
放出的能量＝生成物成键释放的总能量－反应物断键吸收的总能量
放热反应与吸热反应的比较
能源的利用
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