《化學(xué)反應(yīng)與能量變化》第一課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)課題 化學(xué)反應(yīng)與能量變化》第課時(shí)單元6學(xué)科化學(xué)年級(jí)高一教材分析本節(jié)教學(xué)內(nèi)容是人教版高中化學(xué)必修第二冊(cè)第章《化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié)《化學(xué)反應(yīng)與能量變化》的第課時(shí)。本章教材給學(xué)生建立一個(gè)重要的思想,化學(xué)反應(yīng)中不僅有物質(zhì)的變化同時(shí)伴隨有能量變化,讓學(xué)生能從物質(zhì)和能量?jī)蓚€(gè)角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界的變化規(guī)律,然后展開對(duì)化學(xué)變化相關(guān)理論的學(xué)習(xí),如:化學(xué)反應(yīng)的快慢,以及從能否進(jìn)行到底的角度認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng),化學(xué)平衡狀態(tài)、勒夏特列原理這些基本理論。搞清楚反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng),是判斷溫度對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的影響的前提。本節(jié)教材,對(duì)于構(gòu)建學(xué)生完整的化學(xué)反應(yīng)體系有重要作用,又是對(duì)后邊化學(xué)平衡移動(dòng)的學(xué)習(xí)作鋪墊。化學(xué)熱力學(xué)可以解決化學(xué)反應(yīng)中能量變化的問(wèn)題,同時(shí)可以解決化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向和進(jìn)行的限度問(wèn)題。學(xué)生首先利用鍵能計(jì)算幾個(gè)化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,在單一物質(zhì)體系的轉(zhuǎn)化中感受化學(xué)鍵的局限,僅有它是不夠的。讓學(xué)生在本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)中樹立起化學(xué)反應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化觀以及定量研究能量轉(zhuǎn)化的思想,從理論和定量層面更深入地讓學(xué)生體會(huì)和感受到運(yùn)用化學(xué)變化實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化的重大意義。本節(jié)安排了吸熱和放熱反應(yīng),反應(yīng)熱(焓變)”“反應(yīng)熱的有關(guān)計(jì)算”“世界能源部分內(nèi)容。學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)這部分知識(shí),掌握化學(xué)反應(yīng)與能量的關(guān)系以及計(jì)算方法,會(huì)根據(jù)鍵能計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的焓變,能根據(jù)圖像判斷化學(xué)反應(yīng)是吸熱還是放熱反應(yīng)。教學(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)宏觀辨識(shí)與微觀探析:通過(guò)放熱和吸熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn),然學(xué)生直觀的感覺化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和求知欲望,啟發(fā)學(xué)生分析產(chǎn)生有關(guān)現(xiàn)象的因果關(guān)系和本質(zhì)聯(lián)系,從而使學(xué)生了解學(xué)習(xí)和研究化學(xué)問(wèn)題的一般方法和思維過(guò)程證據(jù)推理與模型認(rèn)知:通過(guò)揭示問(wèn)題、討論釋疑、動(dòng)手實(shí)驗(yàn),學(xué)習(xí)對(duì)比、推斷等多種科學(xué)探究方法,學(xué)會(huì)由事物的表象分析事物的本質(zhì)和變化,提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、觀察能力和對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析、推理及歸納總結(jié)能力。科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí):從現(xiàn)象和結(jié)構(gòu)出發(fā),設(shè)計(jì)探究方案,探究硫的轉(zhuǎn)化過(guò)程中的化學(xué)反應(yīng)原理,在探究中互利合作,培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神。科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任:激發(fā)學(xué)生透過(guò)現(xiàn)象探究本質(zhì)的興趣,尊重科學(xué),認(rèn)真學(xué)習(xí)科學(xué)的學(xué)習(xí)方法;通過(guò)參與探究過(guò)程,培養(yǎng)自身嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和辯證分析能力重點(diǎn)難點(diǎn)通過(guò)鍵能計(jì)算反應(yīng)熱;根據(jù)反應(yīng)物和生成物能量圖像判斷反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是還是吸熱反應(yīng)。 教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖導(dǎo)入新課火的發(fā)現(xiàn)和使用使人類告別了茹毛飲血的時(shí)代,從野蠻走向文明。我們利用的正是燃燒過(guò)程中釋放的能量,化學(xué)反應(yīng)不僅僅是物質(zhì)的變化,還伴隨有能量的變化?;瘜W(xué)能可以轉(zhuǎn)化為光能、熱能、電能等,當(dāng)能量以熱的形式表現(xiàn)時(shí),化學(xué)反應(yīng)就分為吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)。那么化學(xué)中都有哪些放熱和吸熱反應(yīng)?  講授新課第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量變化一、吸熱和放熱反應(yīng)   1.實(shí)驗(yàn)  【實(shí)驗(yàn)6-1】   在一支試管中加入2mL 2mol/L鹽酸,并用溫度計(jì)測(cè)量其溫度。再向試管中放入用砂紙打磨光亮的鎂條,觀察現(xiàn)象,并測(cè)量溶液溫度的變化。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:在實(shí)驗(yàn)6-1中,鎂條不斷溶解,有氣泡產(chǎn)生,同時(shí)觀察到溫度計(jì)溫度升高,說(shuō)明反應(yīng)放出了熱量。反應(yīng)方程式:Mg+2HCl==MgCl2+H2【實(shí)驗(yàn)6-2】將20gBaOH2.8H2O晶體研細(xì)后與10gNH4Cl晶體儀器放入燒杯中,并將燒杯放在滴有幾滴水的木片上。用玻璃棒快速攪拌,聞到氣味后迅速用玻璃片蓋上燒杯,用手觸摸燒杯壁下部,試著用手拿起燒杯,觀察現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:在實(shí)驗(yàn)6-2中,用手觸摸燒杯壁下部,燒杯壁冰冷,拿起燒杯,木片上的水滴結(jié)冰,和燒杯底部粘結(jié)在一起,說(shuō)明反應(yīng)吸收了熱量。反應(yīng)方程式:BaOH2.8H2O+2NH4Cl==NH3↑+BaCl2+10H2O2.放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)化學(xué)上把釋放熱量的化學(xué)反應(yīng)稱為放熱反應(yīng),如鎂條、鋁片和鹽酸的反應(yīng),木炭、氫氣、甲烷等在氧氣中的燃燒,氫氣與氯氣的化合等都是放熱反應(yīng)。把吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)稱為吸熱反應(yīng),如氫氧化鋇和氯化銨的反應(yīng),鹽酸和碳酸氫鈉的反應(yīng),灼熱的炭與二氧化碳的反應(yīng)等都是吸熱反應(yīng)。                所有的燃燒                           中和反應(yīng)常見放熱反應(yīng)    溶液里的置換反應(yīng)                    一般的化合反應(yīng)                    鋁熱反應(yīng)電離強(qiáng)堿與銨鹽常見的吸熱反應(yīng)   一般的分解反應(yīng)特殊的化合反應(yīng)(CCO2反應(yīng))特殊的置換C和水蒸氣、鐵和水蒸氣)二、反應(yīng)熱(焓變)1.化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中所釋放或吸收的能量,都可以用熱量(或換算成相應(yīng)的熱量)來(lái)表述,叫做反應(yīng)熱,在恒壓條件下又稱為焓變。PS:符號(hào):H;單位: kJ/mol kJ·mol-1;反應(yīng)熱描述的是化學(xué)反應(yīng)前后的熱量變化;反應(yīng)熱描述的是一定溫度下的熱量變化;任何化學(xué)反應(yīng)都有反應(yīng)熱,表現(xiàn)為吸熱反應(yīng)或者放熱反應(yīng);反應(yīng)體系的能量降低(即放熱反應(yīng)),則?H為;   反應(yīng)體系的能量升高(即 吸熱反應(yīng)),則?H為; 熱化學(xué)方程式我們已經(jīng)認(rèn)識(shí)了反應(yīng)熱,那么如何在化學(xué)方程式中正確反映其熱量的變化?---------------熱化學(xué)方程式表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式,叫做熱化學(xué)方程式。與化學(xué)方程式相比,熱化學(xué)方程式有哪些不同?正確書寫熱化學(xué)方程式應(yīng)注意哪幾點(diǎn)?熱化學(xué)方程式能表示參加反應(yīng)物質(zhì)的量和反應(yīng)熱的關(guān)系的化學(xué)方程式 H2(g)+I2(g)======2HI(g)  △H=14.9kJ/mol 熱化學(xué)方程式包含物質(zhì)變化和能量變化兩個(gè)部分,二者缺一不可。     普通化學(xué)方程式只包含物質(zhì)變化一個(gè)部分。熱化學(xué)方程式需注明反應(yīng)時(shí)的溫度和壓強(qiáng)。對(duì)于 25 101kPa時(shí)進(jìn)行的反應(yīng)可不注明。    普通化學(xué)方程式不需注明溫度和壓強(qiáng)。熱化學(xué)方程式需注明各物質(zhì)的狀態(tài)。    普通化學(xué)方程式不需注明物質(zhì)的狀態(tài)。   熱化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)表示參加反應(yīng)的各物質(zhì)的物質(zhì)的量,可為整數(shù)或分?jǐn)?shù),其H與系數(shù)對(duì)應(yīng)成比例。普通化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)宏觀上表示各物質(zhì)的物質(zhì)的量,微觀上表示原子分子數(shù)目,只能為整數(shù),不能為分?jǐn)?shù)。3.書寫熱化學(xué)方程式的注意事項(xiàng)①化學(xué)方程的右邊必須寫上△H,并用“空格”隔開, △H:吸熱用“+”,放熱用:“-”,單位是kJ/mol或J/mol;②需注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng),如不注明條件,即指: 25℃ 1.01×105Pa;③物質(zhì)后需注明物質(zhì)狀態(tài)(s固體、l液體、g氣體、aq溶液中);    熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)化學(xué)式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)僅表示物質(zhì)的量并不能表示物質(zhì)的分子數(shù)或原子數(shù),因此化學(xué)計(jì)量數(shù)可以是整數(shù)也可以是分?jǐn)?shù);根據(jù)焓的性質(zhì),若化學(xué)方程式中各物質(zhì)的系數(shù)加倍,則H的數(shù)值也加倍;若反應(yīng)逆向進(jìn)行,則H改變符號(hào),但絕對(duì)值不變;⑥ 熱化學(xué)方程式一般不要寫反應(yīng)條件。三、反應(yīng)熱的有關(guān)計(jì)算1.由鍵能計(jì)算反應(yīng)熱鍵能(通常指共價(jià)鍵)斷開1mol共價(jià)鍵所吸收的能量或形成1mol共價(jià)鍵所放出的能量舊鍵斷裂需要吸收能量,新鍵形成會(huì)放出能量。下面以H2Cl2反應(yīng)生成HCl為例:舊鍵斷裂 ----- 吸收能量      436+243= 679kJ/mol    新鍵形成 ---- 放出能量     431+431=862 kJ/mol    反應(yīng)放出熱量:862kJ/mol-679kJ/mol=183kJ/mol所以:一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是放熱還是吸熱取決于,所有斷鍵吸收的總能量與所有形成新鍵放出的總能量的相對(duì)大小、與反應(yīng)條件無(wú)關(guān)。?HE(反應(yīng)物鍵能總和)-E(生成物鍵能總和)2.反應(yīng)物和生成物的能量當(dāng)反應(yīng)物的能量高于生成物的能量,反應(yīng)放出熱量,為放熱反應(yīng);當(dāng)反應(yīng)物的能量低于生成物的能量,反應(yīng)吸收熱量,為吸熱反應(yīng)。3、反應(yīng)熱( ΔH)的計(jì)算方法(1)由焓變計(jì)算:ΔHE(吸收的能量)-E(放出的能量)(2)由鍵能計(jì)算: ΔHE(反應(yīng)物鍵能之和)-E(生成物的鍵能之和)(3)由物質(zhì)能量計(jì)算:ΔHE(生成物的總能量)-E(反應(yīng)物的總能量)思考:物質(zhì)具有的能量與其穩(wěn)定性之間存在什么關(guān)系?物質(zhì)具有的能量越低越穩(wěn)定。一般原子間的化學(xué)鍵越牢固,鍵能越大,物質(zhì)越穩(wěn)定。吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的對(duì)比 放熱反應(yīng)吸熱反應(yīng)△H表現(xiàn)行式△H﹤0或△H為“—”△H﹥0或△H為“+”物質(zhì)總能量變化生成物的總能量小于反應(yīng)物的總能量生成物的總能量大于反應(yīng)物的總能量鍵能變化生成物總鍵能大于反應(yīng)物總鍵能生成物總鍵能小于反應(yīng)物總鍵能聯(lián)系鍵能越大,物質(zhì)能量越低,越穩(wěn)定,反之鍵能越小,物質(zhì)能量越高,越不穩(wěn)定。   四、世界能源1.從古到今,人類的能源主要來(lái)自于物質(zhì)的燃燒。進(jìn)入近現(xiàn)代社會(huì),煤、石油、天然氣等化石 燃料成為主要的能源,但是化石燃料存在的主要問(wèn)題:一是不可再生并且儲(chǔ)量有限;二是在燃燒和使用過(guò)程中產(chǎn)生了粉塵、SO2、NOx、CO等大氣污染物。所以人類必須節(jié)約能源并尋找合適的新能源。2.節(jié)能一方面是減少能源使用,另一方面則要提高能源的利用率。目前,人類比較理想的新能源,主要包括太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能和氫能等?/span>    思考與討論:煤、汽油和柴油等作為燃料大量使用會(huì)造成空氣污染,但不適用它們又會(huì)嚴(yán)重影響現(xiàn)代社會(huì)的生產(chǎn)和生活。對(duì)此,請(qǐng)從社會(huì)不同人群的角度,提出你的想法和建議,并與同學(xué)討論。 答案提示:讓學(xué)生從工廠、工人、司機(jī)、生活等角度自由發(fā)揮。信息搜索    (1)利用互聯(lián)網(wǎng)(如國(guó)家統(tǒng)計(jì)局網(wǎng)站)搜索近10年我國(guó)每年的能源消費(fèi)總量和能源礦產(chǎn)儲(chǔ)量的數(shù)據(jù)及變化趨勢(shì),體會(huì)節(jié)能的重要性和必要性。(2) 通過(guò)查閱書刊或互聯(lián)網(wǎng)搜索,了解煤和石油產(chǎn)品的燃燒排放物對(duì)環(huán)境和氣候的影響,以及人類正在采取的應(yīng)對(duì)措施。隨堂練習(xí):1.(課本41頁(yè)第一題)化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是有新物質(zhì)生成,物質(zhì)的變化是化學(xué)反應(yīng)的基本特征之一,化學(xué)反應(yīng)的另一基本特征是__________,通常表現(xiàn)為_____的釋放或吸收。答案:化學(xué)鍵的斷裂和形成;能量。2、(課本41頁(yè)第3題)下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(    A、化學(xué)反應(yīng)必然伴隨發(fā)生能量變化B、化學(xué)反應(yīng)中能量變化的大小與反應(yīng)物的質(zhì)量多少無(wú)關(guān)C、能量變化必然伴隨發(fā)生化學(xué)變化D、化學(xué)反應(yīng)中的能量變化主要是由化學(xué)鍵變化引起的答案為:C【解析】A、化學(xué)反應(yīng)必然伴隨能量變化,故A正確;B、焓變的數(shù)值與化學(xué)計(jì)量數(shù)對(duì)應(yīng),故B正確;C、能量變化不一定伴隨化學(xué)反應(yīng),比如濃硫酸溶于水放熱,故C錯(cuò)誤;D、化學(xué)反應(yīng)中的能量變化主要是由化學(xué)鍵的斷裂和形成引起的,故D正確;3、(課本41頁(yè)第4題)在一定條件下,石墨轉(zhuǎn)化為金剛石要吸收能量,在該條件下,下列結(jié)論正確的是(         A、金剛石比石墨穩(wěn)定B、等質(zhì)量的金剛石和石墨完全燃燒釋放的熱量相同C、金剛石轉(zhuǎn)化為石墨是吸熱反應(yīng)D、1molC(金剛石)比1mol(石墨)的總能量高答案為:D【解析】A、石墨能量低,能量越低越穩(wěn)定,A錯(cuò)誤;B、金剛石和石墨能量不同,等質(zhì)量時(shí),放出的熱量不同,B錯(cuò)誤;C、金剛石轉(zhuǎn)化為石墨要放出熱量,C錯(cuò)誤;D、石墨轉(zhuǎn)化為金剛石吸收熱量,所以金剛石能量高,D正確。4、已知鍵能: N≡N: 946KJ/mol,H-H :436KJ/mol, H-N :391KJ/molN2g) + 3H2(g)==2NH3(g),從理論上計(jì)算△H為(          A+1800KJ/mol   B. + 92KJ/mol                C. – 92KJ/mol     D. – 46KJ/mol 答案為:C【解析】△H=946kJ/mol+3×436kJ/mol-6×391kJ/mol=-92kJ/mol5.已知反應(yīng)ABCD為放熱反應(yīng),對(duì)該反應(yīng)的下列說(shuō)法中正確的是(               A.  A的能量一定高于CB.  B的能量一定高于DC.  A和B的總能量一定高于C和D的總能量D.  該反應(yīng)為放熱反應(yīng),故不必加熱就一定能發(fā)生答案為:C【解析】該反應(yīng)放熱,說(shuō)明反應(yīng)物的能量和高于生成物的能量和    6.下列各圖中,表示正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)的圖是(   )         答案為:A【解析】放熱反應(yīng),生成物的能量高于反應(yīng)物的能量;吸熱反應(yīng),生成物的能量低于反應(yīng)物的能量。     課堂小結(jié)反應(yīng)熱、焓變從焓變角度看:ΔH=生成物的焓-反應(yīng)物的焓從反應(yīng)熱角度看:ΔH=生成物能量-反應(yīng)物能量從鍵能角度看:ΔH=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能放熱反應(yīng):ΔH<0或 ΔH為“-”吸熱反應(yīng):ΔH>0 或ΔH為“+”  板書一、吸熱和放熱反應(yīng)二、反應(yīng)熱(焓變)三、反應(yīng)熱的有關(guān)計(jì)算四、世界能源   

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