6.1.1 化学反应与热能 教案

教学设计
课程名 第一节 化学反应与能量变化 第1课时 化学反应与热能 授课类型 新授课
授课对象 授课时间 课时 1课时
教材 必修一第二册（人教版）
教材分析
作为高中必修阶段的化学课程，本章内容的编写力图在初中化学相关知识的基础上，使学生进一步加深对化学反应相关知识的了解，初步形成较为全面的认识。学生在初中学习了化学反应中的物质变化，初步认识了化学反应中的能量变化。在此基础上，本章进一步介绍化学反应中能量变化的基本知识及其应用，拓展学生原有的化学反应认识视角；另外，本章介绍化学反应速率和限度的基本知识及其应用，开启认识化学反应的新视角。能量变化侧重介绍热能和电能，并揭示化学反应中能量变化的本质；速率和限度重点介绍反应速率及其影响因素，并探讨化学反应的调控。教材中通过多角度认识化学变化和运用化学反应原理解决化学实际问题的例子，使学生在掌握化学反应的实质、能量变化的本质、反应速率和限度及其调控等学科核心知识的同时，体会科学分析与探究的方法，认识化学学科价值，感受化学的魅力。本节内容主要包括化学反应中的热能和电能。对于化学反应中的热能，教材除引出化学反应中的吸热、放热反应等热量变化现象和概念外，主要是借助化学反应中的热量变化揭示化学反应中能量变化的本质，并探讨其与社会、生产、生活的联系。其主要内容和思路如下：
教学目标
1.理解化学反应中能量变化的主要原因——化学键的断裂和形成。2.知道化学反应中的能量变化和物质具有的能量之间的关系。3.了解吸热反应和放热反应的概念，熟知常见的吸热反应和放热反应。
教学重点、难点
重点：化学反应中能量变化的本质；难点：化学键断裂和形成简单计算放热反应和吸热反应。
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。
教学方法和手段
PPT 演示、
教学过程(表格描述)
教学环节 主要教学活动 设置意图
导入新课 【观看视频】燃烧是一个化学变化，它们中的能量是如何变化的呢？其他化学反应，有热量变化吗？
讲授新课 【过渡】自热火锅、暖宝宝中涉及的化学反应也都是放热的反应。那么，还有哪些反应也能放出热量？有没有反应会吸收热量呢？接下来我们一起来探究 实验 6-1 和实验 6-2。【PPT展示】【实验6-1】在一支试管中加入2 mL 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镁条，观察现象，并测量溶液温度的变化。【视频播放】【学生】观看视频，得出现象和结论。【PPT展示】【实验6-2】Ba(OH)2 8H2O和NH4Cl将20g Ba(OH)2 8H2O晶体研细后与10gNH4Cl在烧杯中混合，并将烧杯放在滴有几滴水的木片上，用玻璃棒快速搅拌，闻到气味后迅速用玻璃片盖上烧杯，用手触摸烧杯下部，试着用手拿起烧杯。观察现象。【播放视频】【学生】观看视频，得出现象和结论。【探究总结】化学反应一定伴随着能量的变化，通常热能的形式表现出来。我们把化学反应根据能量的变化可分为放热反应和吸热反应。【思考与讨论】根据日常生活和已学化学反应，你还知道哪些放热反应，哪些吸热反应？【PPT展示】一、化学反应与热能1.常见的放热反应（1）燃烧（2）酸碱中和反应（3）大多数化合反应（4）金属与酸(或水)反应放出氢气的反应（5）物质的缓慢氧化2.常见的吸热反应（1）大多数分解反应：NH4Cl===NH3+ HCl（2）Ba(OH)2·8H2O + 2NH4Cl===BaCl2 +2NH3 +10H2O↑（3） C(灼热)+CO2 === 2CO（4） C+H2O(g) === CO+H2（5）盐酸与碳酸氢钠的反应【学生】做好笔记。【过渡】刚才我们通过两个实验，宏观地感受了化学反应中的吸热反应和放热反应。那么，化学反应过程中为什么会有能量？为什么有的化学反应释放能量，有的化学反应吸收能量呢？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。【PPT展示】二、化学反应中能量变化的本质化学反应在宏观上生成了新物质，其微观实质是反应物分子破裂为原子，原子重新结合成生成物分子。例如(1) 在1 mol氢分子中，含有 mol氢原子，含有 mol H—H键。(2) 已知在25 ℃和101 kPa条件下，由2 mol H原子形成1 mol H—H键时，放出436 kJ的能量。若要使1 mol氢分子变为2 mol氢原子时，需要断开1 mol H—H键，其能量变化是 。又如(1) CH4的结构式是 ，1 mol CH4分子中含有 mol C—H键。(2) 在CH4中，断开1 mol C—H键要吸收415 kJ的能量。若要形成1 mol CH4中的C—H键其能量变化是 。【总结】结论：在相同条件下，由原子形成1 mol化学键时所 ，与断开1 mol相同化学键所 是相等的。H2 + Cl = 2HCl断开1 mol H-H 键要吸收 436 kJ 的能量断开1 mol Cl-Cl 键要吸收 243 kJ 的能量生成1 mol H-Cl 键要释放 431 kJ 的能量E吸收=436+243=679 kJ E放出=431×2=862 kJE1＜ E2 放热反应【总结】化学反应的能量变化的实质化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。吸收能量E1＞释放能量E2 该反应为吸热反应吸收能量E1＜释放能量E2 该反应为放热反应【过渡】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”。【PPT展示】三、化学反应的能量变化的宏观分析反应物的总能量>生成物的总能量 化学反应放出能量反应物的总能量<生成物的总能量 化学反应吸收能量放热反应：反应物能量 > 生成物能量吸热反应：反应物能量 < 生成物能量【过渡】燃烧是我们最常见的获取热量的方式，从古至今，我们能利用的燃料都有哪些？ 【学生】小组讨论交流，引出各种能源。【PPT展示】四、人类对能源的利用人类利用能源的三个阶段： 时期、 时期和 时期。【提问】利用化学能源出现的两个问题？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。【提问】怎么解决这两个问题？【思考与讨论】煤、汽油和柴油等作为燃料大量使用会造成空气污染，但不使用它们又会严重影响现代社会的生产和生活。对此，请从社会不同人群的角度，提出你的想法或建议，并与同学讨论。课堂小结 通过展示实验操作和实验现象的观察，增加学生的感性认识，加深对知识的理解和记忆。了解常见的吸放热反应，为后续学习选择性必修一热化学知识打好基础。将结论以图示形式表征，一方面更加直观，另一方面锻炼了学 生将信息加工为图示的能力。引导学生从多个角度认识化学反应中能量变化的原因，同时，引导学生作图，锻炼学生信息加工能力。结合生活实际，让学生了解我国现有能源政策，鼓励学生关注国家发展，树立民族自豪感，积极投身国家发展。
课堂练习 1.判断对错(1)对于一个化学反应来说，当化学键断裂时吸收的总能量大于化学键形成时放出的总能量，则反应放热 ( )(2)相同条件下形成1 mol H—Cl放出的能量与断开1mol H—Cl吸收的能量相等( )(3)任何化学反应，都有物质变化，同时伴随着能量变化( )(4)放热反应为“贮存”能量的过程，吸热反应为“释放”能量的过程( )(5)已知Fe与稀盐酸的反应为放热反应，即Fe的能量大于H2的能量( )(6)石墨转化为金刚石需要吸收热量，所以石墨更稳定( )（1）×（2）√（3） √ （4） × （5） × （6） √2.下列变化中属于吸热反应的是( )①液态水汽化　②将胆矾加热变成白色粉末　③浓硫酸稀释　④氯酸钾分解制氧气　⑤生石灰跟水反应生成熟石灰A．①④ B．②③ C．①④【答案】D【解析】放热反应和吸热反应都是化学反应。放热反应为⑤，吸热反应为②④，液态水汽化是吸热过程，浓H2SO4稀释是放热过程，二者均为物理变化。3.下列能正确表示氢气与氯气反应生成氯化氢过程中能量变化的示意图是( )【答案】B【解析】氢气与氯气反应是放热反应，图中反应为吸热反应，A项错误；氢气与氯气反应是放热反应，B项正确；断键需要吸收能量，成键需要放出能量，C项错误；断键需要吸收能量，成键需要放出能量，D项错误。4.下列物质间的反应，其能量变化符合如图的是（ ）A．碳酸钙的分解B．灼热的炭与二氧化碳反应C．Ba(OH)2·8H2O晶体和NHCl晶体混合D．铝热反应【答案】D【解析】从图上分析，反应物能量高于生成物，正反应是放热反应。 碳酸钙的分解是吸热反应，A项错误；灼热的炭与二氧化碳反应是吸热反应，B项错误；Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体混合是吸热反应，C项错误； 铝热反应是放热反应，D项正确。5.NaOH溶于水时，扩散过程吸收了a kJ的热量，水合过程放出了b kJ的热量。下列判断正确的是( )A．a>b B．a=b C．a课堂小结 概括学习要点，检查学习效果，引导思考和问题解决，以及激发学习兴趣和动力。
板书设计
化学反应与热能常见的吸热反应常见的放热反应化学反应中能量变化的本质化学反应的能量变化的宏观分析人类对能源的利用
教学设计反思
本节课利用化学能与热能及其它能量的相互转变为人类的生产、生活及科学研究服务。理论性内容，都比较抽象不好理解，其本质问题是化学键的断裂和形成。在课堂教学中在教学方法上要充分调动学生利用已有的知识来学习新的内容，可采用讲授与讨论相结合的方法进行，在该过程中要注意对学生的启发和引导，另外也可以采用多媒体手段，让学生从微观探析：从化学键的断裂和形成上认识化学能量与化学变化的本质。
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