高中化學 第1章 化學反應與能量 第一節(jié) 化學反應與能量的變化教案 新人教版選修4

1、一、1 化學反應與能量的變化【教學目標】一、知識與技能：1.了解化學反應中能量轉(zhuǎn)化的原因和常見的能量轉(zhuǎn)化形式。2.認識化學反應過程中同時存在著物質(zhì)和能量的關(guān)系。3.了解反應熱和焓變的含義。4.認識熱化學方程式的意義并能正確書寫熱化學方程式。二、過程與方法：1.通過化學反應的實質(zhì)的回顧，逐步探究引起反應熱的內(nèi)在原因的方法，引起學生在學習過程中主動探索化學原理的學習方法。2.通過討論、分析、對比的方法，培養(yǎng)學生的分析能力和主動探究能力。三、情感態(tài)度與價值觀：激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生從微觀的角度理解化學反應，培養(yǎng)學生尊重科學、嚴謹求學、勤于思考的態(tài)度，樹立透過現(xiàn)象看本質(zhì)的唯物主義觀點?！窘虒W重點

2、】化學反應中的能量變化；熱化學方程式的書寫?！窘虒W難點】焓變，h的“+”與“”，熱化學方程式的書寫。【教學方法】視頻引入、逐步抽象、揭示實質(zhì)、清晰脈絡(luò)關(guān)系、結(jié)合練習【教學用品】大燒杯（500ml）、小燒杯（100ml）、溫度計、量筒（50ml）兩個、泡沫塑料或紙條、泡沫塑料板或硬紙板、環(huán)形玻璃攪拌棒、多媒體0.50mol/l鹽酸、0.55mol/l氫氧化鈉溶液【教學課時】4課時【教學過程】第一課時 舊知識的溫習（化學能與熱能的轉(zhuǎn)化）教學流程溫習課本 總結(jié)知識點 數(shù)據(jù)分析 習題強化 歸納方法 練習鞏固。（溫習）化學能與熱能的轉(zhuǎn)化（總結(jié)）一、化學反應的本質(zhì)和特征化學反應化學鍵的斷裂和形成質(zhì)量守恒定

3、律化學能與熱能、電能、光能等相互轉(zhuǎn)化能量守恒定律發(fā)生伴隨物質(zhì)變化能量變化本質(zhì)遵循遵循二、化學反應中的能量變化1.化學反應中發(fā)生能量變化的主要原因：化學鍵的斷裂和形成。斷鍵吸熱，成鍵放熱。（微觀）（1）舊化學鍵斷裂時需要吸收能量來克服原子間的相互作用，形成新化學鍵時由于原子間的相互作用而放出能量。即化學反應的熱效應來源于反應過程中化學鍵斷裂和形成時的能量變化。（2）形成和斷裂相同數(shù)量的某種化學鍵，放出和吸收的能量相等。（3）鍵能越大，物質(zhì)儲存的能量就越低，物質(zhì)越穩(wěn)定。（4）同一類型反應中（如鹵素單質(zhì)和氫氣反應），在相同狀況下，生成一定量的某種物質(zhì)時放出的能量越多，生成的物質(zhì)就越穩(wěn)定。（5）元素的

4、非金屬性越強，得到電子放出的能量越多。2.化學反應吸收能量還是放出能量取決于反應物的總能量和生成物的總能量的相對大小。（宏觀）3.判斷吸熱反應和放熱反應的方法（化學反應中的能量變化，主要表現(xiàn)為熱量的變化）（1）反應物的總能量和生成物的總能量的大小比較反應物的總能量生成物的總能量，反應放熱；反應物的總能量生成物的總能量，反應吸熱。（2）根據(jù)斷鍵和成鍵時吸收和放出能量的大小斷鍵吸收的總能量成鍵放出的總能量，反應吸熱；斷鍵吸收的總能量成鍵放出的總能量，反應放熱。反應物的鍵能總和生成物的鍵能總和，反應吸熱；能量反應過程abc4h (g) +2o (g)2h2(g) +o2(g)2h2o(g)反應物的鍵

5、能總和生成物的鍵能總和，反應放熱。 a表示活化能（舊鍵斷裂吸收的能量）；b表示活化分子變成生成物分子放出的能量（生成新鍵放出的能量）；c表示生成2molh2o（g）放出的能量。（3）常見的放熱反應：金屬和水或酸的反應；酸堿中和反應；物質(zhì)燃燒；多數(shù)的化合反應；鋁熱反應。常見的吸熱反應：多數(shù)的分解反應；氫氧化鋇晶體和氯化銨晶體的反應；c與h2o、co2的反應；電離；水解。（4）根據(jù)熱化學方程式中的h的正負：h0為吸熱，h0為放熱。相關(guān)習題1.拆開1mol hh鍵、1mol nh鍵、1mol nn鍵分別需要吸收的能量是436kj、391kj、946kj，則1mol n2完全反應生成nh3時 （吸收或

6、放出） 能量。2.h2 + i2 2hi的反應過程可表示如下：第一步：hh 2h  能量， ii 2i        能量；第二步：2h + 2i 2hi       能量。又已知：反應物和生成物的能量關(guān)系如右圖所示：請完成下列問題：完成上述空格；化學反應不僅生成               ，還伴隨   &

7、#160;        變化；化學反應過程遵循兩個守恒：它們是                               。一個反應是吸熱還是放熱，決定與       

8、;                          。從整個反應看，該反應          能量。3.對下列化學反應的熱現(xiàn)象的說法不正確的是（ c  ）放熱反應發(fā)生時不必加熱；化學反應一定有能量變化；吸熱反應需要加熱后才能發(fā)生，放熱反應不加熱就會發(fā)生；化學反應吸收或

9、放出熱量的多少與參加反應的物質(zhì)的多少有關(guān)。a.      b.      c.      d.4.一種“即食即熱快餐”適合外出旅游時使用，其內(nèi)層是用鋁箔包裹的并已加工好的真空包裝食品，外層則是分別包裝的兩包化學物質(zhì)，使用時拉動預留在外的拉線，使這兩包化學物質(zhì)反應，此時便可對食物進行加熱，這兩包化學物質(zhì)最適合選擇的是（  b  ）a.濃h2so4與水 b.生石灰與水  c.熟石灰與水  d.氯化鈉與水【課堂小結(jié)】化學反應不僅生成新物質(zhì)，而

10、且伴隨著能量變化。化學鍵的斷裂和形成是化學反應中發(fā)生能量變化的主要原因，而化學反應是吸收能量還是放出能量決定于反應物的總能量和生成物的總能量的相對大小，我們從微觀結(jié)構(gòu)和宏觀表現(xiàn)兩方面對化學反應中的能量變化進行了探究?！咀鳂I(yè)設(shè)計】預習課本內(nèi)容。【教學感悟】第二課時 焓變 反應熱教學流程情景設(shè)疑 閱讀了解電子的分層運動 分析教材表12數(shù)據(jù) 學生歸納120號元素的原子結(jié)構(gòu)特點 思考與交流 得出原子核外電子排布的簡單規(guī)律 練習鞏固。（導入）通過必修2的學習，我們知道化學反應伴隨著能量變化，并從宏觀和微觀兩方面進行了討論。請結(jié)合下圖完成習題。練習計算h2和cl2反應生成2molhcl時放出或吸收的能量。

11、斷開化學鍵吸收的總能量為：436kj + 243kj = 679kj，形成化學鍵放出的總能量為：431kj + 431kj = 862kj，整個反應過程表現(xiàn)為放熱，放出的熱量為862kj679kj = 183kj。與實驗值184.6 kj很接近。（過渡）我們把像上述反應中放出或吸收的能量叫做反應熱。（閱讀）p2，了解反應熱的概念。板書一、焓變 反應熱1.焓：與內(nèi)能有關(guān)的物理量。用“h”表示。焓變：生成物與反應物的焓值差。用“h”表示。h = h（生成物）h（反應物）在一定條件下，某一化學反應是吸熱還是放熱由焓變決定。2.反應熱：化學反應過程中所釋放或吸收的能量叫做反應熱。在恒壓條件下，反應熱等

12、于焓變。用“h”表示，單位：kj/mol?？捎昧繜嵊嬛苯訙y量。（分析）放熱反應體系 能量 環(huán)境 將能量釋放給環(huán)境，使反應體系的能量降低規(guī)定h0 為“”吸熱反應體系 能量 環(huán)境 能量來自環(huán)境，使反應體系的能量升高規(guī)定h0 為“+”例如：上述反應的反應熱為 h = 184.6 kj/mol1molc與1molh2o(g)反應生成1molco(g)和1molh2(g)，需要吸收131.5kj的熱量，該反應的反應熱為 h = +131.5 kj/mol板書3.反應熱的表示方法當h為“”或h0時，為放熱反應 當h為“”或h0時，為吸熱反應（討論）反應熱與化學鍵的斷裂和形成時的能量變化、反應物和生成物的總

13、能量的大小、反應物和生成物的鍵能的大小之間的關(guān)系。板書4.h計算的三種表達式：（1）h = 化學鍵斷裂所吸收的總能量化學鍵生成所釋放的總能量 （2）h = 生成物的總能量反應物的總能量（3）h = 反應物的鍵能之和生成物的鍵能之和（教學評價）1.下列各圖中，表示正反應是吸熱反應的圖是（ a ）2.拆開1mol hh鍵、1mol nh鍵、1mol nn鍵分別需要吸收的能量是436kj、391kj、946kj，則1mol n2完全反應生成nh3時的反應熱為h = 92 kj/mol ；1mol h2完全反應生成nh3時的反應熱為h = 30.6 kj/mol 。（評價）反應熱有正負之分，在敘述反應

14、熱時用表達式并帶上符號，如上述反應不能描述為1mol n2完全反應生成nh3時的反應熱為92 kj/mol。能量反應過程abc4h (g) +2o (g)2h2(g) +o2(g)2h2o(g)3.已知：2h2(g) +o2(g) = 2h2o(g), 反應過程中能量變化如圖。問：（1）a、b、c分別代表什么意義？a、活化能（舊鍵斷裂吸收的能量）；b、活化分子變成生成物分子放出的能量（生成新鍵放出的能量）；c、反應熱。（2）該反應是放熱還是吸熱？（放熱）h大于0還是小于0？（小于0）【課堂小結(jié)】引導回顧本節(jié)主要內(nèi)容【作業(yè)設(shè)計】練習冊相關(guān)習題【板書設(shè)計】一、焓變 反應熱1.焓：與內(nèi)能有關(guān)的物理量

15、。用“h”表示。焓變：生成物與反應物的焓值差。用“h”表示。h = h（生成物）h（反應物）在一定條件下，某一化學反應是吸熱還是放熱由焓變決定。2.反應熱：化學反應過程中所釋放或吸收的能量叫做反應熱。在恒壓條件下，反應熱等于焓變。用“h”表示，單位：kj/mol?？捎昧繜嵊嬛苯訙y量。3.反應熱的表示方法 當h為“”或h0時，為放熱反應當h為“”或h0時，為吸熱反應4.h計算的三種表達式：（1）h = 化學鍵斷裂所吸收的總能量化學鍵生成所釋放的總能量 （2）h = 生成物的總能量反應物的總能量（3）h = 反應物的鍵能之和生成物的鍵能之和【教學感悟】第三課時 熱化學方程式教學流程回顧導入引出課題

16、 閱讀課本內(nèi)容 分析總結(jié)書寫方法 練習鞏固 思考與交流 教學評價。（導入）知道反應熱與化學鍵斷裂和形成時吸收和放出的能量有關(guān)，即能量的變化是以發(fā)生變化的物質(zhì)為基礎(chǔ)的，如何更準確地表示一個化學反應的熱效應呢？如何更直觀地建立化學反應過程中的“質(zhì)”“能”的關(guān)系呢？板書二、熱化學方程式（閱讀）課本p3p4內(nèi)容了解熱化學方程式的書寫板書1.定義：表示參加反應物質(zhì)的量和反應熱的關(guān)系的化學方程式。2.書寫：（1）注明反應的溫度和壓強，如果在101kpa和25時可以不注明，一般不寫反應條件；h2(g)i2(g) 2hi(g) h=14.9 kj/mol h2(g)o2(g) = h2o(g) h= 241.

17、8 kj/mol（2）注明反應物和生成物的狀態(tài)，s表示固體，l表示液體，g表示氣體，aq表示溶液，不使用“”或“”；（3）在方程式右邊寫出h的正負、數(shù)值及單位，方程式和h中間留有空格；（4）熱化學方程式中的化學計量數(shù)只表示物質(zhì)的量，不表示分子數(shù)或原子數(shù)，因此可以是整數(shù)或分數(shù)；（5）h與參加反應的物質(zhì)的量有關(guān)，化學計量數(shù)必須與h相對應，如果化學計量數(shù)加倍，h也要加倍；h2(g) +c12(g) = 2hcl(g) h=-184.6 kj/mol h2(g) +cl2(g) = hcl(g) h92.3 kj/mol（練習）已知在25，101kpa下，1g（辛烷）燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時放出48

18、.40kj熱量。表示上述反應的熱化學方程式正確的是 （ bd ）a. h48.40kj/molb. h5518kj/molc. h+5518kj/mold. h11036kj/mol（過渡）如何讀熱化學方程式呢，即熱化學方程式表示的意義如何？板書3.熱化學方程式的意義：（1）表示物質(zhì)的變化；（2）表示能量的變化。例如：h2(g)o2(g) = h2o(g) h= 241.8 kj/mol 表示lmol氣態(tài)h2和mol氣態(tài)o2反應生成lmol水蒸氣，放出 241.8kj的熱量，或者讀作lmol h2(g)和mol o2(g)反應生成lmol h2o(g)，放出 241.8kj的熱量。4.反應熱的

19、幾點理解：（1）熱化學方程式中h的數(shù)值只與物質(zhì)的狀態(tài)和計量數(shù)有關(guān)；（2）h是熱化學方程式中的一部分，兩者是一個整體；（3）h的單位是kj/mol，它并不是指1mol物質(zhì)反應時吸收或放出的熱量是多少千焦；例如2h2(g)o2(g) = 2h2o(g) h= 571.6kj/mol 是指2mol h2(g)和1mol o2(g)反應生成2mol h2o(g)時放出571.6kj的熱量，而不是指1mol h2(g)反應放出571.6kj的熱量（取決于計量數(shù)）。（4）熱化學方程式是表示反應已完成的量；例如h2（g）+ i2（g） 2hi（g） h= 12.84kj/mol，并不代表將1mol h2(g

20、)和1mol i2(g)放在一起就有12.84kj的熱量放出，而是只有反應1mol h2(g)和1mol i2(g)才有12.84kj的熱量放出。思考與交流化學方程式熱化學方程式計量數(shù)整數(shù)，表示個數(shù)或物質(zhì)的量整數(shù)或分數(shù)，只表示物質(zhì)的量狀態(tài)不要求注明必須注明h及單位必須注明意義只表示反應中的物質(zhì)變化表示反應中的物質(zhì)變化和能量變化遵循規(guī)律原子守恒原子守恒和能量守恒（教學評價）若2.6 g 乙炔（c2h2，氣態(tài)）完全燃燒生成液態(tài)水和co2（g）時放熱130 kj。則乙炔燃燒的熱化學方程式為 ?！菊n堂小結(jié)】正確書寫熱化學方程式時其應用的前提。【作業(yè)設(shè)計】p6 3 4【教學感悟】第四課時 中和反應反應熱

21、的測定（導入）通過前面的學習，我們知道可用實驗的方法測定反應熱，本節(jié)課我們就以中和反應反應熱的測定為例來探究化學反應反應熱的測定。板書三、中和反應反應熱的測定（回顧）回顧必修2中中和熱的概念。（總結(jié)）中和熱：在稀溶液中，酸跟堿發(fā)生中和反應而生成1 mol h2o時所釋放出的熱量。h0。在熱化學方程式中體現(xiàn)中和熱時，h2o的計量數(shù)應為1。實驗按課本實驗步驟完成實驗操作。板書1.實驗操作2.實驗原理及數(shù)據(jù)處理（1）先分別測出鹽酸和naoh溶液的起始溫度，求其平均值（t1）為反應前混和液的起始溫度；（2）將兩溶液混合充分反應后讀取混合液的最高溫度（t2）為終止溫度；（3）將兩溶液密度都近似認為1g/

22、cm3，則兩溶液質(zhì)量都為50g，此時產(chǎn)生的熱量q = cmt = c（m1+m2）（t2t1）= 0.418（t2t1）kj；（4）由鹽酸（naoh過量）的量計算出生成h2o的量為0.025mol，所以h = kj/mol3.注意事項（1）保溫隔熱效果要好，熱量損失會使t2變小，即h偏小；（2）要使用同一支溫度計。分別先后測量酸、堿及混合液的溫度時，測定一種溶液后必須用水沖洗干凈并用濾紙擦干（將溫度計上的鹽酸沖洗到小燒杯中）。溫度計的水銀球部分要完全浸入溶液中，且要穩(wěn)定一段時間再記下讀數(shù)。（3）實驗中所用的鹽酸和氫氧化鈉溶液配好后要充分冷卻至室溫，才能測量其溫度。（4）naoh溶液稍稍過量目的使鹽酸完全反