高中化學人教版高中必修2第二章化學反應與能量-化學能與熱能

1、化學能與熱能（第一課時）深度探究化學反應與能量變化的關(guān)系成都市實驗中學 陳娟一、課程標準分析03版新課標的教學要求：理解化學鍵的斷裂與形成是化學反應是能量變化的主要原因，能夠從微觀結(jié)構(gòu)的變化看化學反應與能量變化過程，建立科學的能量觀。 17版新課標的教學要求：認識物質(zhì)具有能量，認識吸熱反應和放熱反應，了解化學反應體系能量變化與化學鍵的斷裂和形成有關(guān)。知道化學反應可以實現(xiàn)化學能與其他能量形式的轉(zhuǎn)化。并且能利用化學鍵討論化學反應能量變化的本質(zhì)，了解化學反應熱效應在生產(chǎn)、生活中的應用。從課標的要求與本節(jié)的內(nèi)容來看，新一輪的課程標準對本部分內(nèi)容要求更加具體，而且要求更高。其中涉及的知識點有：認識化學反

2、應的熱效應；了解常見的化學反應的熱效應；認識化學能的存在與物質(zhì)性質(zhì)之間的關(guān)系以及同一物質(zhì)不同狀態(tài)下的化學能高低和化學反應中能量的轉(zhuǎn)換關(guān)系；理解化學鍵的變化過程中的能量變化以及在這種變化過程中分子、原子的能量大小關(guān)系及轉(zhuǎn)化；了解人類文明的發(fā)展與對化學能的利用的聯(lián)系等。二、教學內(nèi)容分析化學能與熱能是人教版高中化學必修2第二章第一節(jié)內(nèi)容，在高中化學螺旋式教學中起承上啟下的作用，為進一步深入學習化學反應與能量的知識、理解選修4中焓變的意義及對焓變進行定量計算打好基礎(chǔ)。通過本節(jié)課的學習，學生能夠感受到化學能與熱能之間的轉(zhuǎn)化在生活中的重要意義；學會從微觀和宏觀兩個角度判斷一個化學反應是吸收能量還是放出能量

3、；理解化學鍵的斷裂和形成是化學反應中能量變化的主要原因?；瘜W能與熱能是化學中物質(zhì)變化與能量變化兩條主線之一，是建構(gòu)完整的化學反應觀念的一部分，也是下一節(jié)化學能與電能學習的基礎(chǔ)。三、教學設(shè)計思路教材從化學鍵引起熱量的變化從而引起化學能與熱能之間的轉(zhuǎn)化，通過三個典型的實驗體驗化學反應中的熱效應并掌握常見的化學反應的熱效應。其優(yōu)點是與上一節(jié)所學化學鍵內(nèi)容相扣，先從理論找依據(jù)，再從實驗驗證與理解，環(huán)環(huán)相扣，緊密相連。但以此編排進行的教學中，一開始給出化學鍵的變化與能量的關(guān)系對初學化學鍵的學生來說難度過大，而且比較抽象，學生不明白為什么要比較，引入化學反應中能量的轉(zhuǎn)化過于生硬，學生容易把微觀的化學鍵 變

4、化的相關(guān)能量與化學能的變化弄混，在分析中只能機械地記住結(jié)論，經(jīng)常得出自相矛盾的結(jié)論，教材中化學能的概念不明確且與其他概念相互關(guān)系復雜。因而只有明晰概念，理清關(guān)系，才能解決教學中的難點。只有從尊重學生的認知的角度去設(shè)計教學，理順教學關(guān)系，才能讓學生成為學習的主人。因而設(shè)計先從分組實驗讓學生從感性上認識化學反應的熱效應，再以能量守恒進入化學能與熱能之間的轉(zhuǎn)化，最后再用化學鍵在化學反應中的變化解釋能量轉(zhuǎn)化的設(shè)計。這種先讓學生認知現(xiàn)象，再探究本質(zhì)，理論與實際相結(jié)合，或許會更加符合新課標對探究式教學的要求和學生的認知規(guī)律。四、學生情況分析學生知道化學反應能夠制造新物質(zhì)之外，還能夠提供能量。知道一些具體反

5、應是放熱反應還是吸熱反應，同時能夠從化學鍵的角度去認識化學反應的本質(zhì)。 五、教學重難點分析1、教學重點的分析與確定對于化學反應，依據(jù)反應是吸熱還是放熱，把反應分為吸熱和放熱反應。因此本節(jié)課的重點確定為化學反應吸熱和放熱的原因及判斷方法。2、教學難點的分析與確定學生通過物質(zhì)結(jié)構(gòu)的學習，已經(jīng)知道化學反應的實質(zhì)為舊鍵的斷裂和新鍵的形成。斷鍵需要吸收能量，成鍵放出能量。一個反應到底是吸熱還是放熱取決于二者的相對大小。學生的定量思想比較薄弱，計算能力較弱，且容易與使用能量判斷混淆。因此，本節(jié)課的難點確定為從微觀和宏觀角度理解化學反應中能量變化的原因，從而建立起科學的能量變化觀。六、教學設(shè)計特色根據(jù)學生的

6、實際情況以及課程的目標，調(diào)整了教材的順序，補充了關(guān)于化學能與鍵能的關(guān)系，徹底肅清了本部分的知識盲點，同時利用微型實驗解決反應耗時多，氣味大、效果不明顯的現(xiàn)象。七、教學過程活動一：初探化學反應與能量的聯(lián)系從化學反應的角度思考化學能與熱能的關(guān)系教師活動學生活動設(shè)計意圖【引入】天然氣的燃燒可以提供能量煮熟食物、宇宙飛船探測太空依舊離不開能量在化學反應中物質(zhì)的能量主要與熱能相互轉(zhuǎn)化。也是今天我們研究的主題第二章化學反應與能量第一節(jié)化學能與熱能【投影】PPT 展示暖寶寶圖片 【設(shè)問】冬日必備神器 暖寶寶的熱量來自哪里？【提問】 利用化學反應可以制造新物質(zhì)，還能有什么用途？體會能量在生活中的緊密聯(lián)系觀看暖

7、寶寶圖片。 閱讀暖寶寶成分說明書，思考暖寶寶發(fā)熱原理。化學反應利用能量變化激發(fā)學生的學習興趣，化學與生活息息相關(guān)。讓學生初步建立化學反應與能量之間有關(guān)系的思 想讓學生從化學反應的角度認識暖寶寶發(fā)熱的原理。初步認識化學反應不僅有物質(zhì)變化，還伴隨能量變化?；顒佣涸偬交瘜W反應與能量的聯(lián)系認識化學反應中的能量變化【過渡】化學反應都是放熱反應嗎？接下來我們通過分組實驗來探究這個問題【實驗分工】每 6-7人一組，2人觀察實驗現(xiàn)象、1人記錄并作好發(fā)言準備、剩余同學輔助實驗?！痉纸M實驗1】鎂條與稀鹽酸反應【回答問題】1.實驗現(xiàn)象如何？2.從能量的角度分析此反應的特點？【結(jié)論】發(fā)生了化學反應，放出了熱量 ?！?/p>

8、分組實驗2】Ba(OH)28H2O晶體和NH4Cl晶體的微型實驗（用小塑料袋（如食鹽袋）裝 g 氯化銨晶體和 5g 氫氧化鋇晶體，中間用細繩扎緊備用）【結(jié)論】發(fā)生了化學反應，吸收了熱量 ?！痉纸M實驗3】鹽酸和氫氧化鈉溶液反應實驗步驟：在50ml的燒杯中加入20ml鹽酸，測其溫度；用量筒去20ml氫氧化鈉溶液，測其溫度，并緩緩的傾倒入燒杯，用玻璃棒攪拌，測試其溫度?！咎釂枴咳绻ㄟ^實驗來測定鹽酸與氫氧化鈉溶液反應的中和熱，你認為在設(shè)計實驗裝置和操作時應該注意哪些問題？ 【結(jié)論】化學反應中除了物質(zhì)變化之外，還伴隨能量的變化。而能量的變化主要是以熱量的形式表現(xiàn)出來，據(jù)此你能得出什么結(jié)論?！究偨Y(jié)】

9、根據(jù)所學知識，常見的吸熱和放熱反應有哪些？學生思考，化學反應中熱量變化的類型。閱讀學案的實驗操作步驟，準備實驗。用手握住試管，感受鎂與稀鹽酸反應前后溶液的溫度變化。 分析 討論【現(xiàn)象】1. 有氣泡冒出；2.試管壁溫度上升，【結(jié)論】反應體系向環(huán)境釋放能量，是放熱反應 氯化銨化銨氫氧化鋇學生解開中間細繩，快速晃動塑料袋，用手觸摸塑料袋，感受氫氧化鋇與氯化銨反應前后的溫度變化?！粳F(xiàn)象】1. 有刺激性氣體產(chǎn)生；2. 塑料袋溫度降低【結(jié)論】反應體系向環(huán)境吸收能量，是吸熱反應要精確地測定反應中的能量變化，一是要注重“量的問題”，二是要最大限度地減小實驗誤差。化學反應中物質(zhì)要遵循質(zhì)量守恒定律，能量要遵循能量

10、守恒常見的放熱反應:活潑金屬與水或酸的反應；酸堿中和反應；燃燒反應；化合反應一般是放熱反應常見的吸熱反應:Ba(OH)28H2O晶體和NH4Cl晶體反應；分解反應一般是吸熱反應； C和CO2等反應激發(fā)認知沖突，引導學生深入思考通過動手實驗，培養(yǎng)學生的實驗操作技能和觀察實驗現(xiàn)象的能力，親身體驗化學反應中的熱量變化。建立能量守恒的觀點。學會知識的遷移，從質(zhì)量守恒遷移到能量守恒活動三：宏微結(jié)合剖析化學反應與能量變化的原因從現(xiàn)象到本質(zhì)，從宏觀到微觀，實現(xiàn)質(zhì)的變化以H2+ Cl2 = 2HCl為例點燃【提問】化學反應中為什么會有能量變化？從實驗現(xiàn)象的角度分析從宏觀的角度分析各種物質(zhì)都具有化學能，當物質(zhì)變

11、化時能量也發(fā)生變化，在化學反應中，化學能主要以熱能的形式表現(xiàn)出來。那么根據(jù)能量守恒定律可知：H2和Cl2的化學能 2HCl的化學能，化學能轉(zhuǎn)化為熱能。同理可知，對于吸熱反應而言，能量轉(zhuǎn)化從熱能轉(zhuǎn)化為化學能，反應物總的化學能生成物總的化學能。從微觀的角度分析（1）從分子拆分為原子需要斷裂化學鍵，把結(jié)合緊密的原子分開，需要提供能量，此時外部的能量轉(zhuǎn)化為原子的化學能。（2）原子重新組合為新分子，把高能量的原子結(jié)合形成作用， 此時多余化學能便會釋放出來轉(zhuǎn)化為了熱能。成鍵一共需放出能量為=2432kJ=864kJ 所以：此 1mol 反應對外放出能量=864kJ-679kJ=185kJ因而，結(jié)合兩個過程

12、的能量的不同變化，由于斷裂的化學鍵 與形成的新化學鍵不一樣，因而兩個過程中的化學能的轉(zhuǎn)化大小一定不相等，因而總體上便會有能量的變化：當斷鍵所需的總能量小于成鍵所放釋的總能量時，此反應對外放熱。當斷鍵所需的總能量大于成鍵所釋放出的總能量時，此反應對外吸熱。【思考】斷裂和形成化學鍵與吸收和釋放能量有什么關(guān)系呢？【追問】反應條件（加熱）與 反應吸熱和放熱有沒有必然聯(lián)系，請給出理由?【知識整理】引導學生回憶本節(jié)課所講知識，要求學生對本節(jié)課所學內(nèi)容進行歸納整理【知識遷移】結(jié)合本節(jié)課所學知識解釋酸堿中和的放熱原因（從實驗現(xiàn)象、宏觀、微觀三個角度）燃燒時環(huán)境溫度升高，是放熱反應（從微觀角度去解釋能量變化與此

13、的關(guān)系）聆聽、思考同一個化學鍵，斷裂時吸收的能量與形成時放出的能量相等。、能量變化的主要原因：舊鍵的斷裂（吸收能量）新鍵的生成（釋放能量） 、比較總（反應物）與總（生成物）的大小 、化學反應遵守能量守恒定律?；瘜W反應中的能量變化，通常主要表現(xiàn)為熱量的變化【回答】1、可以發(fā)熱說明發(fā)生的放熱反應、通過事實，說明反應物的能量高于生成物的能量 、通過事實，說明反應物斷鍵吸收的能量小于成鍵放出的能量引導學生對化學反應放熱和吸熱原因的探討從宏觀、微觀、實驗現(xiàn)象個角度判斷反應是吸熱還是放熱引導學生從不同的角度探討關(guān)于影響化學反應能量變化的因素概念辨析對本節(jié)課的知識進行提煉，幫助 學生形成知識網(wǎng)絡(luò)應用化學知識能夠解釋生活中的問題，化學服務于生活，前后呼應，同時引導學生一種學習方法八、板書設(shè)計第二章第一節(jié)化學能與熱能質(zhì)量守恒定律利用其物質(zhì)變化能量守恒定律1、化學反應的用途利用其能量變化環(huán)境溫度降低E（反應物）成鍵釋放的總能量斷鍵吸收的總能量 E（生成物）放熱反應九、教學反思從教學來看本節(jié)課始終遵循兩條線：其一是從現(xiàn)象到本質(zhì)的生活現(xiàn)象出發(fā) 實驗驗證 理論解釋；其二是從宏觀 微觀。讓學生體會一輪完整的科學探究，如何從生活延伸到科學本質(zhì)的探究學習；同時結(jié)合學生的認知，適當調(diào)整了教學順序，讓學生對化學反應伴隨能量變化有一個更加深入的認識。課后再配合練習抓住學生的薄弱點，就可以