高中化學(xué) 第一章 化學(xué)反應(yīng)與能量 第1節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量的變化教案 新人教版選修4

1、第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)與能量的變化一、教學(xué)設(shè)計(jì)通過(guò)化學(xué)2的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)知道物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生新物質(zhì)的同時(shí)，伴隨著能量變化；知道反應(yīng)物中化學(xué)鍵的斷裂和生成物中化學(xué)鍵的形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因，并通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)了化學(xué)能與熱能相互之間的轉(zhuǎn)化；同時(shí)還定性了解了吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)，了解了這些能量變化通常表現(xiàn)為熱量變化，而目前人類所需能量的絕大部分是由化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的；了解了能源與人類社會(huì)發(fā)展的密切關(guān)系，并對(duì)研究化學(xué)反應(yīng)及其能量變化的意義有了一定的認(rèn)識(shí)。在此基礎(chǔ)上，本章將繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生加深對(duì)化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)變化和能量變化的認(rèn)識(shí)，并通過(guò)定量地探討“質(zhì)”“能”關(guān)系，來(lái)進(jìn)一步理解化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)。教科書密切聯(lián)

2、系學(xué)生原有的知識(shí)，首先引出反應(yīng)熱的概念、符號(hào)和一般采用的單位等，并以1 mol H2和1 mol Cl2反應(yīng)生成2 mol HCl為例，結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)從微觀的角度定量地討論該反應(yīng)中能量的變化，然后介紹熱化學(xué)反應(yīng)方程式。這部分內(nèi)容的呈現(xiàn)方式注意運(yùn)用簡(jiǎn)明的圖示說(shuō)明抽象的內(nèi)容，注重學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程和知識(shí)形成過(guò)程，在教學(xué)中應(yīng)予充分利用。本節(jié)教學(xué)重點(diǎn)：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，熱化學(xué)方程式的書寫。本節(jié)教學(xué)難點(diǎn)：焓變，H的“+”與“-”，熱化學(xué)方程式的書寫。教學(xué)建議如下：根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，本節(jié)可按兩個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)進(jìn)行教學(xué)。（一）關(guān)于焓變和反應(yīng)熱在教學(xué)中應(yīng)注意并明確以下幾點(diǎn)：1. 教學(xué)方法上要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生利用已有的知識(shí)來(lái)學(xué)習(xí)

3、新的內(nèi)容，可采用講授與討論相結(jié)合的方法進(jìn)行，注意啟發(fā)和問(wèn)題驅(qū)動(dòng)。2. 教學(xué)過(guò)程中可圍繞下列內(nèi)容來(lái)落實(shí)：（1）反應(yīng)熱在特定條件下等于焓變，用H表示，單位為kJ/mol；（2）反應(yīng)熱產(chǎn)生的原因；（3）根據(jù)質(zhì)量守恒定律和能量守恒定律，一特定反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值應(yīng)為生成物分子化學(xué)鍵形成時(shí)所釋放的總能量與反應(yīng)物分子化學(xué)鍵斷裂時(shí)所吸收的總能量之差；（4）由于反應(yīng)后放出的熱量使反應(yīng)體系的能量降低（使環(huán)境的能量升高），故放熱反應(yīng)的H為“-”，H0。還需要說(shuō)明的是：我們研究的對(duì)象是在恒定壓強(qiáng)的條件下發(fā)生的反應(yīng)，有的反應(yīng)產(chǎn)生的能量變化可以直接測(cè)量，有的尚不能直接測(cè)量。3. 由于內(nèi)容抽象不好理解，在教學(xué)手段上，要充分利

4、用好教科書中的兩個(gè)圖示，另外也可以采用電化教學(xué)手段，利用多媒體軟件進(jìn)行形象化教學(xué)，以利于學(xué)生理解H的涵義及與放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)的關(guān)系。本節(jié)教學(xué)的關(guān)鍵是反應(yīng)熱的推求，教學(xué)設(shè)計(jì)可按下列流程進(jìn)行：對(duì)相關(guān)舊知識(shí)的簡(jiǎn)單回顧（相關(guān)基礎(chǔ)）提出問(wèn)題（創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景）數(shù)據(jù)分析討論交流形成認(rèn)識(shí)鞏固理解說(shuō)明：相關(guān)基礎(chǔ)：化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生新物質(zhì)的同時(shí)伴隨著能量的變化回憶吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)，并舉出實(shí)例。問(wèn)題情景：化學(xué)鍵的斷裂與形成和化學(xué)反應(yīng)中能量的關(guān)系從化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)來(lái)認(rèn)識(shí)?；瘜W(xué)反應(yīng)過(guò)程中為什么會(huì)有能量變化（以1 mol H2和1 mol Cl2反應(yīng)生成2 mol HCl的反應(yīng)為例）？從微觀的角度去分析，讓學(xué)生帶著問(wèn)題去學(xué)習(xí)。數(shù)

5、據(jù)分析：出示H-H、Cl-Cl、H-Cl的鍵能數(shù)據(jù)及實(shí)驗(yàn)測(cè)定的該反應(yīng)熱數(shù)據(jù)，通過(guò)在反應(yīng)的過(guò)程中，原子進(jìn)行重新組合，舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的形成，從理論上推算出該反應(yīng)熱的值，并與實(shí)驗(yàn)值（184.6 kJ/mol）進(jìn)行比較，說(shuō)明二者很接近。最后落實(shí)在其宏觀表現(xiàn)上。利用教科書中的圖1-2鞏固理解。需要指出的是：化學(xué)反應(yīng)中能量變化的多少首先取決于化學(xué)鍵的強(qiáng)弱，對(duì)一個(gè)特定反應(yīng)，其能量大小也與物質(zhì)質(zhì)量有密切的關(guān)系（其認(rèn)識(shí)對(duì)于后面正確書寫熱化學(xué)反應(yīng)方程式以及進(jìn)行相關(guān)計(jì)算十分重要）。（二）關(guān)于熱化學(xué)方程式教科書針對(duì)科學(xué)文獻(xiàn)上熱化學(xué)方程式的表示方法提出問(wèn)題：它與我們熟知的化學(xué)方程式有什么不同？進(jìn)而采用對(duì)比的方

6、法啟發(fā)學(xué)生的思維。通過(guò)實(shí)例教學(xué)，學(xué)生能夠比較容易地理解化學(xué)方程式的局限性、介紹熱化學(xué)方程式的必要性以及熱化學(xué)方程式的定義。正確書寫熱化學(xué)方程式是教學(xué)的難點(diǎn)，一方面要指導(dǎo)學(xué)生對(duì)化學(xué)方程式和熱化學(xué)方程式進(jìn)行對(duì)比總結(jié)，找出它們的區(qū)別與聯(lián)系，使學(xué)生理解為什么書寫熱化學(xué)方程式時(shí)必須注明物質(zhì)的聚集狀態(tài)等，使學(xué)生在理解的基礎(chǔ)上正確書寫熱化學(xué)方程式。另一方面，要加強(qiáng)練習(xí)，及時(shí)鞏固，形成良好的書寫習(xí)慣。建議本部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)采用自學(xué)的方法完成。具體辦法如下：教師提出課題學(xué)生自學(xué)教材用對(duì)比的方法找出與化學(xué)方程式的異同點(diǎn)歸納整理交流（可列表匯報(bào)）。提出課題：如何在化學(xué)方程式中正確反映其熱量變化？教師還可提出一些問(wèn)題以

7、強(qiáng)化正確規(guī)范的書寫。如：1. 書寫熱化學(xué)方程式是否要注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)？（溫度壓強(qiáng)不同時(shí)，其H也不同，如不注明，則一般是指101 kPa和25 ）2. 對(duì)于相同的物質(zhì)的反應(yīng)，當(dāng)物質(zhì)的聚集狀態(tài)不同時(shí)，其H是否相同？3. 熱化學(xué)方程式各物質(zhì)前的化學(xué)計(jì)量數(shù)是否表示分子個(gè)數(shù)？當(dāng)化學(xué)計(jì)量數(shù)不同時(shí)，其H是否相同？4. 放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)與H的“+”與“-”的表示是如何對(duì)應(yīng)的？二、活動(dòng)建議化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量是能量的主要來(lái)源之一。實(shí)際上反應(yīng)熱不僅與我們的生活密切相關(guān)，研究反應(yīng)熱對(duì)化工生產(chǎn)也有重要意義。為使學(xué)生加深對(duì)學(xué)習(xí)反應(yīng)熱重要性的了解，體會(huì)知識(shí)在實(shí)際中的應(yīng)用，建議學(xué)生查閱資料，進(jìn)行交流，如出一期墻報(bào)等。

8、【實(shí)踐活動(dòng)】1. 作為量熱器的儀器裝置，其保溫隔熱的效果一定要好?？梢杂帽乇瓉?lái)做，也可用塊狀聚苯乙烯泡沫塑料制成與小燒杯外徑相近的絕熱外套來(lái)做，以保證實(shí)驗(yàn)時(shí)的保溫隔熱效果。如果按教材中的方法做，一定要使小燒杯杯口與大燒杯杯口相平，這樣可以減少熱量損失。2. 鹽酸和NaOH溶液濃度的配制須準(zhǔn)確，且NaOH溶液的濃度須稍大于鹽酸的濃度。為使測(cè)得的中和熱更準(zhǔn)確，所用鹽酸和NaOH溶液的濃度宜小不宜大，如果濃度偏大，則溶液中陰、陽(yáng)離子間的相互牽制作用就大，表觀電離度就會(huì)減小，這樣酸堿中和時(shí)產(chǎn)生的熱量勢(shì)必要用去一部分來(lái)補(bǔ)償未電離分子的離解熱，造成較大誤差（偏低）。3. 宜用有0.1分刻度的溫度計(jì)，且測(cè)

9、量時(shí)應(yīng)盡可能讀準(zhǔn)，并估讀到小數(shù)點(diǎn)后第二位。溫度計(jì)的水銀球部分要完全浸沒(méi)在溶液中，而且要穩(wěn)定一段時(shí)間后再讀數(shù)，以提高所測(cè)溫度的精度。4. 實(shí)驗(yàn)操作時(shí)動(dòng)作要快，以盡量減少熱量的散失。三、問(wèn)題交流【思考與交流】建議組織學(xué)生認(rèn)真思考，做出答案，進(jìn)行小組交流，然后與本章“歸納與思考”進(jìn)行對(duì)比，加以補(bǔ)正。四、習(xí)題參考（一）參考答案1. 化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中所釋放或吸收的能量，叫做反應(yīng)熱，在恒壓條件下，它等于反應(yīng)前后物質(zhì)的焓變，符號(hào)是H，單位是kJ/mol。例如1 mol H2 (g)燃燒，生成1 mol H2O(g)，其反應(yīng)熱H=-241.8 kJ/mol。2. 化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)就是反應(yīng)物分子中化學(xué)鍵斷裂，形成新

10、的化學(xué)鍵，重新組合成生成物的分子。舊鍵斷裂需要吸收能量，新鍵形成需要放出能量。當(dāng)反應(yīng)完成時(shí)，若生成物釋放的能量比反應(yīng)物吸收的能量大，則此反應(yīng)為放熱反應(yīng)；若生成物釋放的能量比反應(yīng)物吸收的能量小，反應(yīng)物需要吸收能量才能轉(zhuǎn)化為生成物，則此反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。（二）補(bǔ)充習(xí)題1下列說(shuō)法不正確的是（）。A放熱反應(yīng)不需加熱即可發(fā)生B化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的能量變化除了熱能外，也可以是光能、電能等C需要加熱才能進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)不一定是吸熱反應(yīng)D化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)數(shù)值與參加反應(yīng)的物質(zhì)多少有關(guān)2將鐵粉和硫粉混合后加熱，待反應(yīng)一發(fā)生即停止加熱，反應(yīng)仍可持續(xù)進(jìn)行，直至反應(yīng)完全生成新物質(zhì)硫化亞鐵。該現(xiàn)象說(shuō)明了（）。A該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)B該反應(yīng)是放熱反應(yīng)C鐵粉和硫粉在常溫下難以發(fā)生