高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第一节 化学反应与能量变化教学设计

“焓变 反应热”教学设计

摘要：通过复习引入、问题驱动、诱导、阅读讨论、创设问题情境等方式调动学生的积极性，采用知识的类比迁移、图示法、数据分析、习题情境等教学方式引导学生积极参与、体验，突破教学难点，巩固理解、迁移深化教学内容。

关键词：焓变 反应热

一、设计思想

根据本节课的教学内容和特点，在教学中充分利用已有的知识学习新的内容，利用图示的方式将抽象的内容形象化，利用阅读、讨论交流等手段，调动学生的参与意识，启发学生从微观化学键的角度分析其实质，采用定量的分析方法并通过练习对知识进行迁移拓展深化。

基于以上设计思想，本节采用如下教学流程：

复习回顾切入→创设问题情境→阅读、讨论交流→启发、类比、迁移（突破难点）→创设问题情境→数据分析→形成认识→巩固理解→迁移深化。

二、教材分析

本节课是人教版普通高中课程标准教科书化学4（选修）的第一章第一节“化学反应与能量的变化”第一课时的内容。 反应热和焓变用于定量描述化学反应的能量变化，是本章学习的起点，掌握反应热和焓变概念及相关内容，建立“定量”研究化学反应能量变化的思想，为后续相关内容的学习打下良好的基础。

三、学情分析

从知识结构上来看，高一时，学生已初步了解化学键与化学反应中的能量变化的关系，了解化学能与热能的相互转化，了解了这些能量变化通常表现为热量变化及常见的放热反应和吸热反应，但这些只是做了定性的了解，并没有从定量的角度深入分析和探讨，学生很想知道怎样从定量角度深入研究化学反应能量变化，更深层次了解化学键与化学反应中的能量变化的定量关系？这些都为本节的教学的开展提供了很好沟通交流基础。

四、教学目标

1.知识与技能

了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式；认识化学反应过程中同时存在着物质和能量的关系；了解反应热和焓变的含义。

2.过程与方法

通过化学反应实质问题，逐步探究引起反应热的内在原因的方法，引起学生在学习过程中主动探索化学原理的学习方法；通过讨论、分析、对比的方法，培养学生的分析能力和主动探究能力。

3.情感态度与价值观

激发学生的学习兴趣，培养学生从微观的角度理解化学反应；培养学生尊重科学、严谨求学、勤于思考的态度，树立透过现象看本质的唯物主义观点。

五、教学重难点

教学重点：化学反应中的能量变化

教学难点：焓变，△H的“+”与“-”

六、教学过程

[复习引入]：在化学反应过程中，不仅有物质的变化，同时还伴随有能量变化，在高一时，我们已经初步了解化学反应中的能量变化，那么化学反应的能量以什么形式表现出来？

[学生回答]：热能、电能、光能等。

[讲述]能量变化通常以热的形式表现，从这个角度可将化学反应分为放热反应和吸热反应。具体看“幻灯片1”

[幻灯片1] 

[图片分析] 吸热反应：反应物的总能量低于生成物的总能量；放热反应：反应物的总能量高于生成物的总能量

[设疑过渡]如果从能量守恒的角度研究，吸热反应：反应物的总能量﹢吸收的热量＝生成物的总能量，放热反应：反应物的总能量﹣放出的热量＝生成物的总能量，那么如何定量描述放出热量或吸收热量得多少呢？这就是今天我们主要来讨论——焓变 反应热。

设计意图：以复习已有知识，引发学生思考，创设问题情境，激发学生的学习兴趣。通过图示，将抽象的问题形象化，便于学生理解。并使学生明确本节所学主要内容，为本节难点突破埋下伏笔。

[板书]：第一节  化学反应与能量的变化

        一、焓变 反应热

[指导阅读]：阅读课本2-3页，了解焓变、反应热等相关知识，思考下列问题。

[幻灯片2]

1、焓是什么？焓的符号？

2、在一定条件下，某一化学反应是放热反应还是吸热反应，由什么决定？

3、焓变的符号和单位是什么？

4、用焓变表示反应热的条件是什么？

5、反应热的表示方法是什么？

6、如何从微观角度理解化学反应能量变化。

设计意图：通过阅读，学生在问题驱动下，结合所学知识，初步认识反应热和焓变。培养学生的自学、总结归纳的能力。

[学生活动] 阅读教材，思考问题，分组讨论，总结归纳知识并回答以上问题：

[板书]

1、焓：与内能有关的物理量。焓的符号：H

2、在一定条件下，某一化学反应是放热反应还是吸热反应，由生成物与反应物的焓值差决定。

3、焓变的符号：ΔH；单位：kJ/mol或kJ·mol-1

4、用焓变表示反应热的条件：恒压条件下进行的反应。

[双边活动]学生阅读、分组讨论结束后，采用小组汇报和集体回答的方式进行，边板书边讲解，逐个分析理解。

[讲解]在化学实验和生产中，通常遇到的反应是在敞口容器中进行的，反应系统的压力与外界压力相等。反应在恒压下进行。此时的反应热等于焓变。

[设问]如何用焓变表示放热反应和吸热反应？

[学生回答] 对于吸热反应，规定其△H为“＋”或△H>0。对于放热反应，规定其△H为“－”或△H<0；

[板书] 5、反应热表示方法：吸热反应：△H为“＋”或△H＞0，放热反应：△H为“－” 或△H＜0

[追问]：为什么要这样规定？

[学生活动]

思考后回答：对于吸热反应，使反应体系的能量升高，因此规定其△H为“＋”。对于放热反应，使反应体系的能量降低，因此规定其△H为“－”；

[教师活动]展示幻灯片1，让学生通过图示更直观理解。

[设问诱导]请大家再思考，“△”符号表示的意义是什么？能否举些例子？

[学生回答] “△”表示末状态的量减去初状态的量。高中物理中的△v、△s、△E等，

[类比、迁移]那么将以上知识类比迁移过来，△H= 生成物的总焓﹣反应物的总焓。

[讲解]在恒压条件下，化学反应的热效应就是焓变。因此在恒压条件下，生成物的总焓可以代替生成物的总能量，反应物的总焓可以代替反应物的总能量。同学们再看幻灯片1，可以转换一种方式理解，吸热反应：反应物的总焓<生成物的总焓；放热反应：反应物的总焓>生成物的总焓。根据“△H= 生成物的总焓﹣反应物的总焓”可推出，吸热反应：△H>0   放热反应：△H<0。

[学生活动] 倾听理解

设计意图：通过图示，将抽象的问题形象化，并运用知识的迁移，类比的方法，使学生容易理解△H的“+”与“-”，明确其与放热和吸热的对应关系，突破本节教学的难点。

 [过渡]反应热是能量变化的宏观表现，那么如何从微观角度理解化学反应能量变化？下面我们来分析探讨反应热的微观实质。

[讲述] 从化学键的角度来讲，化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成。断裂旧化学键要吸收能量，形成新化学键要释放能量。如果从这个角度分析化学反应中的能量变化，能不能把一个具体反应的热效应计算出来？请大家看“幻灯片3”。

[幻灯片3]：根据图片数据计算：H2(g) + Cl2(g)= 2HCl(g)的反应热。

[图片分析]：1mol H2分子中的化学键断裂时需要吸收436 kJ的能量；1mol Cl2分子中的化学键断裂时需要吸243 kJ的能量；1molH和1molCl结合生成1molHCl分子中化学键形成时要释放431 kJ能量。

[学生回答并板书]：

旧键断裂吸收的总能量：436 kJ +243 kJ =679 kJ；

形成新键释放的总能量:431 kJ /mol×2mol=862 kJ；

由于释放的总能量862 kJ＞吸收的总能量679 kJ，所以反应最终反应放热；

放出能量：862 kJ -679 kJ =183 kJ。

[讲解]由以上计算可知，1molH2(g)与1mol Cl2(g)反应生成2molHCl(g)放出183 kJ的能量，即该反应的△H =－183 kJ /mol。这与实验测得的该反应的反应热（△H =－184.6 kJ /mol）很接近，一般用实验数据来表示反应热。

[设疑]为什么通过假想反应过程理论计算出的△H与实验测得的△H很接近？

[学生活动]学生思考。

[讲述]为解决这个问题，将上述反应过程用“能量-反应过程示意图”来描述。

[幻灯片4]

[讲解]从示意图来看，△H = 生成物的总能量–反应物的总能量。△H的大小由反应物的总能量和生成物的总能量相对大小决定，与反应过程无关。所以两个值很接近。

设计意图：通过图示，将抽象的问题形象化，便于学生理解化学反应能量变化的本质。并通过图示适当拓展，进一步使学生更深层次的理解焓变。

[学生讨论练习]

Ⅰ. 1molC(s)与1mol水蒸气反应，生成1molCO(g)和1molH2(g)，需要吸收131.5 kJ的热量，△H＝        kJ/mol

Ⅱ.已知： 1molH2(g)与1mol Cl2(g)反应生成2molHCl(g),△H =－184.6kJ/mol 求：2molH2(g)与2mol Cl2(g)反应生成4molHCl(g),△H=        kJ/mol

[学生回答]

Ⅰ.△H＝+131.5kJ/mol。

Ⅱ.由于反应物和生成物物质的量同时翻倍，所以放出热量也翻倍，△H =－369.2kJ/mol

设计意图：通过练习加深对反应热的理解。培养学生分析问题，灵活运用所学知识的能力，为第二课时热化学方程式的书写奠定基础。

[小结]：本节课我们为了定量研究化学反应能量变化，引入焓和焓变的概念，明确吸热反应：△H为“＋”或△H＞0，放热反应：△H为“－” 或△H＜0。并从微观的角度分析了化学变化中的能量变化。

[设计意图]

将本节知识系统化。

[作业]P6,1.2题

七、教学反思

 “焓变 反应热”的内容比较枯燥，没有实验情境。但本节通过问题驱动、诱导、阅读讨论、创设问题情境等方式充分调动学生的积极性，采用图示法将抽象问题形象化，再通过知识的类比迁移，激发学生求知的欲望，使学生思维活跃起来，主动参与课堂，积极思考，最终突破本节难点。总的来说，本节课成功的地方较多，但也有个别细节上处理得不到位，还需要在各方面不断丰富自己，积极探索，用更多的理论知识来充实自己，以提高课堂灵活应变能力，顺应新时代学生的发展要求。

参考文献

[1] 普通高中课程标准实验教科书.化学4（选修）教师教学用书[M].北京：人民教育出版社，2007:9~13.

[2]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（实验稿）[S].北京：人民教育出版社，2003.

[3]普通高中课程标准实验教科书.化学4（选修）[M].北京：人民教育出版社，2007:1~6.