高中化学人教版 (新课标)必修2第一节 化学能与热能精品教案

课题

化学能与热能

授课人

谭宗芹

课时安排

2课时

课型

新授

授课时间

第  5 周

课标依据

1．知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。
2．通过生产、生活中的实例了解化学能与热能的相互转化。

教材分析

本节课是人教版化学必修Ⅱ第二章第一节第一课时的教学内容,是化学学科重要的原理性知识之一。该节内容既是对初中化学相关内容的提升和拓展,又为选修“化学反应原理”奠定必要的基础。另外本节内容是在学习了“物质结构 元素周期律”之后,应用物质结构理论来指导化学反应原理的学习,是对第一章内容知识的深化。因此,本节在全书中占有重要地位,是整个高中化学的重要内容之一。

学情分析

高一体育：学生在知识基础上，学生通过初中化学,必修Ⅰ以及前一章的学习,已经了解了电解质、化学键等知识，在学习状态上不够积极主动。

三维目标

知识与能力

①初步理解物质的化学变化、化学键变化和能量变化之间的关系,掌握物质的化学变化和能量变化的本质。

②了解吸热反应、放热反应的涵义,了解化学反应在提供热能方面的重要作用。

过程与方法

通过对化学键与化学反应中的能量变化问题的交流讨论,学习获取数字化信息的方法,提高处理信息的能力和分析推理能力。

情感态度与价值观

通过生产,生活的实例了解化学能与热能的相互转化,认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料的重要性,培养节约能源及保护环境的意识,关注与化学有关的社会热点问题,逐步形成可持续发展的思想。

教学重难点

教学重点

化学键与化学反应中能量变化的关系；吸热反应和放热反应两个概念。

教学难点

从微观角度理解化学反应中的能量变化,掌握化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。

教法

与

学法

本节课主要采用了实验探究法,再结合问题探讨法、分析推理和比较归纳法等教学方法,为了更好的突出本课重点,突破难点,完成教学任务,同时我还在教学中合理的运用多媒体等辅助手段,便于达到更好的教学效果。

学生采用实验探究、问题探讨、分析推理和比较归纳等方法, 并结合多媒体进行辅助教学。

信息技术应用分析

知识点

学习目标

媒体内容与形式

使用方式

媒体来源

实验2-1

 2-2 2-3

了解化学反应中的能量变化

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教

学

活

动

设

计

师生活动

设计意图

批注

[介绍] 能源与材料、信息一起被称为现代社会发展的三大支柱。能源是人类赖以生存和发展的物质基础，我们每时每刻、分分秒秒都离不开它。迄今为止，人类所能利用的能源主要是化学能、电能、以及核能等等。但是，由于人类大量开发和浪费资源，造成了资源的不合理利用从而引发了不可回避的能源危机。在现代广泛使用的各种能源中，哪些与化学密切相关？面对能源枯竭的危机，提高能源的利用率和开辟新能源是解决这一问题的两个主要方向，在这方面化学能作出什么贡献？本章初步讨论这些问题。

[创设情景] 在一支试管中放入一小块生石灰，加入少量水，让学生观察实验现象，再让学生用手触摸试管外壁，然后要求学生回答观察到了什么现象？触摸试管外壁时有何感觉？说明什么问题？并要求学生写出反应方程式。

[问题] 煤、石油、天然气的主要化学成分是烃类等有机物（煤中含有大量的碳），它们燃烧时放出热能。你一定想知道，这种能量从何而来?它与化学物质和化学反应有什么关系？石灰石（主要成分是碳酸钙）要经过高温煅烧才能变成生石灰，高温提供的热能在石灰石的分解反应中起到什么作用？

[板书] 一、化学键与化学反应中能量变化的关系

[思考] 不同的燃料其组成不同，燃烧后放出的热量也不相等。为什么不同的燃料燃烧时放出的热量会不同？燃料在燃烧反应中产生的热能来自哪里？

1、化学键与化学反应中能量变化的关系

⑴ 化学反应的本质是什么？

以氢气在氯气中燃烧为例，用化学键的观点分析反应的本质过程。

点燃

H2      +      Cl2        ====        2HCl

H—H         Cl —Cl                   H—Cl

断开           断开                    形成

2H            2Cl                     2 HCl

一个化学反应的的过程，本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。

⑵ 化学反应中能量变化的主要原因

点燃

H2      +      Cl2        ====        2HCl

H—H         Cl —Cl                   H—Cl

断开 吸收能量   断开 吸收能量             形成 放出能量

2H            2Cl                     2 HCl

化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。

⑶ 从化学键的观点来分析能量的变化

一个化学反应的的过程，本质上就是

旧化学键断裂和新化学键形成的过程。

吸收能量             放出能量

[问题] 一个化学反应是否为放热还是吸热取决于什么呢？

取决于所有断键吸收的总能量与所有形成新键放出的总能量的相对大小。

[想一想] 在化学反应中，随着物质的变化，既有反应物中化学键的断裂，又有生成物中化学键的形成，化学能也随之而改变。那么，一个化学反应吸收能量还是放出能量是由什么决定的呢？

[解释] 实验测得，在25℃,101KPa条件下，将1molH2(H-H)变为2molH原子需吸收436kJ能量，而2molH原子变成1molH2(H-H)放出436kJ能量，这个能量就是H-H的键能。

[想一想] 对于某个确定的化学反应，如何判断它是放出能量还是吸收能量呢？

[例题选讲] 在反应H2 + Cl2  ＝2HCl中，已知：H－H  键能为436kJ，Cl－Cl键能为247kJ，

H－Cl键能为431kJ，判断该反应是          反应

[解析] 则(1)化学键断裂时需要吸收能量。吸收总能量为：436kJ＋247kJ＝683 kJ，

(2)化学键形成时需要释放能量。释放总能量为：431kJ＋431kJ＝862 kJ，

(3)反应中放出的热量的计算：862kJ—683kJ=179kJ

不难看出：生成物的键能大于反应物的键能，所以，为放热反应。

1．    [结论] 一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量，决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。

水由高处向低处流要释放能量                       将水由低处抽向高处需提供能量

    （势能转化为动能）                                   （电能转化机械能，再转化为势能）

       反应物的总能量＞生成物的总能量 

  反应物的总能量＜生成物的总能量     

 化学反应放出能量                   化学反应吸收热量

[小结] 反应物的总能量 = 生成物的总能量 + 放出的热量

生成物的总能量 = 反应物的总能量 + 吸收的热量

化学反应的过程,可以看成是能量的“贮存”或“释放”的过程

规律：

（1）如果反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量，那么在发生化学反应时，就有部分能量以热的形式释放出来；

（2）如果反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量，那么在发生化学反应时，反应物就需要吸收能量，才能转化为生成物。

能量公式化：E（反应物）＝E（生成物）＋Q

(能量守恒定律）

E（反应物）－E（生成物）＝Q

Q>0为放热反应

Q<0为吸热反应

注与化学有关的社会热点问题,逐步形成可持续发展的思想。

初步理解物质的化学变化、化学键变化和能量变化之间的关系,掌握物质的化学变化和能量变化的本质。

了解吸热反应、放热反应的涵义,了解化学反应在提供热能方面的重要作用

通过对化学键与化学反应中的能量变化问题的交流讨论,学习获取数字化信息的方法,提高处理信息的能力和分析推理能力。

当堂检测

有效练习

 [课堂练习]   

1、当物质发生化学变化时，断开反应物中的化学键要        能量，而形成生成物中的化学键要        能量。1molH2中含有      H—H键，在25℃和101kPa的条件下，使1molH2变为2molH断开了       H—H键，需要      436kJ的热量，而由2mol H原子生成 1mol H2，有      H—H键生成，需要        436kJ的热量。

1、已知拆开1molH2中的化学键要吸收436kJ的能量，拆开1molO2中的化学键要吸收496 kJ的能量，形成水分子中的1mol H-O键要放出463 kJ的能量，试说明2H2+O2=2H2O中的能量变化。

2、画出反应物、生成物总能量的大小与反应中能量变化的关系示意图。

3、已知金刚石在一定条件下转化为石墨是放热的。据此，以下判断或说法正确的是（    ）

  A 需要加热方能发生的反应一定是吸热反应  

B 放热反应在常温下一定很容易发生

  C 反应是放热还是吸热，必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小

  D吸热反应在一定条件下也能发生

4、已知破坏1mol N≡N键、H-H键和N-H键分别需要吸收的能量为946kJ、436kJ、391kJ。试计算1molN2（g）和3 molH2（g）完全转化为 NH3(g)的反应热的理论值。

作业布置

完成【课时作业】

板书设计

第二章 第一节 化学能与热能

一、化学能与热能的相互转化

1、“能量守恒定律”

2、吸热反应、放热反应含义

3、常见的吸热反应和放热反应

二、化学键与化学反应能量变化的关系

1.一个化学反应的的过程，本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。

↓    ↓

吸收能量     放出能量

2.

教学反思

教育学理论认为,选择和采用教学方法时,不仅要根据学科的特点,而且要根据教学任务和学生的认识特点选用。化学是一门以实验为基础的自然科学,化学离开了实验,也就成了无源之水,无本之木。本节课的整个教学设计中，对知识本身的掌握我没有过分强调，而侧重让学生获得亲身参与探究的体验，学会分享与合作，但由于学生认知水平的差异性，可能不同类型的学生会有一定程度的差距。

备注