《反應(yīng)熱-第1課時》公開課教學(xué)設(shè)計【化學(xué)人教版高中(新課標(biāo))】

第一節(jié)反應(yīng)熱第1課時反應(yīng)熱焓變教材分析本節(jié)內(nèi)容介紹的是熱化學(xué)的一些初步知識，以啟發(fā)學(xué)生從能量角度考慮化學(xué)反應(yīng)問題，有利于學(xué)生較全面地認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)。再聯(lián)系化學(xué)反應(yīng)的過程，即反應(yīng)物分子的舊化學(xué)鍵的斷裂所需要的能量和生成物分子新化學(xué)鍵的形成所放出的能量，定量討論化學(xué)反應(yīng)的能量變化，說明宏觀的反應(yīng)熱和微觀的化學(xué)鍵斷裂和形成所吸收和放出的總能量之間的關(guān)系。學(xué)情分析通過化學(xué)必修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，伴隨著能量變化，但系統(tǒng)地研究反應(yīng)熱的問題，這還是第一次。像焓變、熱化學(xué)方程式等熱化學(xué)概念和理論，學(xué)生學(xué)起來覺得抽象。為了適應(yīng)學(xué)生的認(rèn)知水平，在教學(xué)中要注意把握分寸，力求簡明、通俗，回避對熱化學(xué)理論深入的討論和嚴(yán)格的數(shù)學(xué)推導(dǎo)。教學(xué)目標(biāo)【知識與技能】(1)能從能量轉(zhuǎn)化的角度分析反應(yīng)吸熱和放熱的原因。(2)理解反應(yīng)熱和焓變的含義、符號及單位。(3)了解?H大小的兩種判斷方法?！具^程與方法】(1)通過化學(xué)反應(yīng)實質(zhì)的回顧，逐步探究引起反應(yīng)熱內(nèi)在原因的方法，引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中主動探索化學(xué)原理的學(xué)習(xí)方法。(2)通過討論、分析、對比的方法，培養(yǎng)學(xué)生的分析能力和主動探究能力?！厩楦袘B(tài)度與價值觀】引導(dǎo)學(xué)生從微觀的角度理解化學(xué)反應(yīng)，培養(yǎng)學(xué)生尊重科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)求學(xué)勤于思考的態(tài)度，使學(xué)生樹立通過觀象看本質(zhì)的唯物主義觀點。教學(xué)重難點【教學(xué)重點】(1)從能量轉(zhuǎn)化的角度分析反應(yīng)吸熱和反應(yīng)放熱的原因。(2)反應(yīng)熱和焓變的含義、符號及單位。(3)?H大小的兩種判斷方法。【教學(xué)難點】(1)從能量轉(zhuǎn)化的角度分析吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)。(2)?H大小的兩種判斷方法。教學(xué)方法采用對比法、探究法，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)、研究的環(huán)境：(1)把接受知識的時間和空間留給學(xué)生；(2)把探究過程留給學(xué)生；(3)把交流與評價的權(quán)力留給學(xué)生。(在講授的過程中要注重遵循啟發(fā)式原則，精心設(shè)計知識臺階，減緩知識坡度，循序漸進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生不斷設(shè)疑、析疑、解疑，更要恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)，遵守直觀性教學(xué)的原則。)教學(xué)過程一、導(dǎo)入新課【講述】熱量的釋放或吸收是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的常見形式。例如，燃料的燃燒、酸與堿的中和反應(yīng)等會放出熱量，屬于放熱反應(yīng)。而有些反應(yīng)，如工業(yè)上煅燒石灰石的反應(yīng)等會吸收熱量，屬于吸熱反應(yīng)。化學(xué)反應(yīng)過程中釋放或吸收的熱量在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究中具有廣泛的應(yīng)用。那么，在實際應(yīng)用中，人們?nèi)绾味康孛枋龌瘜W(xué)反應(yīng)過程中釋放或吸收的熱量呢？二、講授新課【回顧】化學(xué)鍵在斷裂和形成的過程中能量的變化情況是怎樣的？【講述】化學(xué)鍵斷裂的時候吸收能量形成的時候放出能量?！舅伎肌繛槭裁椿瘜W(xué)反應(yīng)過程中會有能量的變化？從兩個角度來考慮：1.宏觀角度。從反應(yīng)物和生成物的能量的相對大小考慮。2.微觀角度。從化學(xué)角度看化學(xué)反應(yīng)是怎樣發(fā)生的，與能量有什么關(guān)系?！久鞔_】任何一個化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物所具有的總能量與生成物所具有的總能量是不相等的，在產(chǎn)生新物質(zhì)的同時總是伴隨著能量的變化。即在一個化學(xué)反應(yīng)中。同時遵守質(zhì)量守恒和能量守恒兩個基本定律。1.宏觀上，反應(yīng)物和生成物的總能量通常不相等，當(dāng)反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量時，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量釋放出來。當(dāng)反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量時，化學(xué)反應(yīng)將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存起來。所以化學(xué)反應(yīng)過程中總會伴隨著能量的變化。2.微觀上，化學(xué)鍵的角度看化學(xué)反應(yīng)包含兩個過程：舊的化學(xué)鍵斷裂和新的化學(xué)鍵形成。斷開的化學(xué)鍵需要吸收能量，形成的化學(xué)鍵需要釋放能量，斷開化學(xué)鍵吸收的能量和形成化學(xué)鍵釋放的能量通常不相等?！就队啊繌逆I能角度分析(以1molH2與1molCl2反應(yīng)生成2molHCl為例)：【數(shù)據(jù)分析】吸收總能量=1mol×436kJ·mol-1+1mol×243kJ·mol-1=679kJ釋放總能量=2mol×431kJ·mol-1=862kJ【過渡】斷開化學(xué)鍵和形成化學(xué)鍵所吸收和釋放的能量的數(shù)值是可以定量測定出來的，在使用時可以在工具書上查到，這樣我們就可以直接應(yīng)用相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行有關(guān)能量變化的計算。教學(xué)環(huán)節(jié)一：反應(yīng)熱的定義、符號及單位【講述】化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量是現(xiàn)代能量的主要來源之一，一般以熱和功的形式與外界環(huán)境進(jìn)行能量交換，通常表現(xiàn)為熱量的變化。我們把在化學(xué)反應(yīng)過程中當(dāng)反應(yīng)物和生成物具有相同溫度時，所吸收或放出的熱量稱為化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱。在恒溫、恒壓條件下的反應(yīng)熱，又稱作為“焓變”，用符號“?H”表示，單位常采用kJ/mol(或kJ·mol-1)。【知識拓展】焓是與物質(zhì)的內(nèi)能有關(guān)的一個物理量，但它又不同于物質(zhì)的內(nèi)能，單位為kJ·mol-1，不可以測量?；瘜W(xué)研究表明，對于在等壓條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，如果反應(yīng)中物質(zhì)的能量變化全部轉(zhuǎn)化為熱能(同時可能伴隨著反應(yīng)體系體積的改變)，而沒有轉(zhuǎn)化為電能、光能等其他形式的能，則該反應(yīng)的反應(yīng)熱就等于反應(yīng)前后物質(zhì)的焓的變化，即焓變。此時可用焓變代替反應(yīng)熱，但焓變與反應(yīng)熱是不同含義的兩個概念?！景鍟恳?、反應(yīng)熱1.定義：恒溫、恒壓條件下，化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)就是反應(yīng)熱(等于焓變)。2.符號：?H3.單位：kJ/mol(或kJ·mol-1)(設(shè)計意圖：明確高中階段反應(yīng)熱就是焓變，同時強(qiáng)化對其符號及單位的記憶。)教學(xué)環(huán)節(jié)二：反應(yīng)熱的表示方法【回顧】化學(xué)反應(yīng)都伴隨能量的變化，當(dāng)能量變化以熱的形式表現(xiàn)時，我們將化學(xué)反應(yīng)分為哪兩類？【明確】化學(xué)反應(yīng)分為吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)。【過渡】分析吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)之前，先弄清楚兩個概念：環(huán)境和體系。我們把被研究的物質(zhì)系統(tǒng)稱為體系，體系以外的其他部分稱為環(huán)境?！局v述】在研究反應(yīng)熱時，需要明確體系和環(huán)境。下面以研究鹽酸與NaOH溶液之間的反應(yīng)為例，對此作一些說明。【講解】我們將試管中的鹽酸、NaOH溶液及發(fā)生的反應(yīng)等看作一個反應(yīng)體系，簡稱體系(又稱系統(tǒng))；與體系相互影響的其他部分，如盛溶液的試管和溶液之外的空氣等看作環(huán)境。熱量是指因溫度不同而在體系與環(huán)境之間交換或傳遞的能量?！就队啊糠艧岱磻?yīng)：體系環(huán)境△H<0Q>0吸熱反應(yīng)：體系環(huán)境△H>0Q<0【小結(jié)】判斷△H的正負(fù)和Q的正負(fù)時考慮的角度不同，△H的正負(fù)從體系的角度考慮，Q的正負(fù)從環(huán)境的角度考慮。當(dāng)形成化學(xué)鍵釋放的總能量大于斷開化學(xué)鍵吸收的總能量時，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)體系本身的能量降低，規(guī)定放熱反應(yīng)的△H為“-”，即△H為“-”或△H<0時為放熱反應(yīng)。上述反應(yīng)H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)，反應(yīng)熱測量的實驗數(shù)據(jù)為184.6kJ·mol-1，與計算數(shù)據(jù)183kJ·mol-1很接近，一般用實驗數(shù)據(jù)表示，所以△H=-184.6kJ·mol-1。當(dāng)形成化學(xué)鍵釋放的總能量小于斷開化學(xué)鍵吸收的總能量時，反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，通過加熱、光照等方法吸收能量，反應(yīng)體系本身的能量升高，規(guī)定△H為“+”，即△H為“+”或△H>0時為吸熱反應(yīng)。【投影】放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng)與能量變化的關(guān)系圖。【板書】4.反應(yīng)熱的表示方法：△H為“+”或△H>0時，為吸熱反應(yīng)△H為“-”或△H<0時，為放熱反應(yīng)(設(shè)計意圖：理解吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)與反應(yīng)熱△H之間的表述方法。)【強(qiáng)調(diào)】在應(yīng)用焓變時，應(yīng)注意△H的符號。當(dāng)△H>0時，其“+”號不能省略?！舅伎冀涣鳌磕闼赖幕瘜W(xué)反應(yīng)中有哪些是放熱反應(yīng)？哪些是吸熱反應(yīng)？【小結(jié)】放熱反應(yīng)：(1)金屬與水或酸的反應(yīng)。(2)酸堿中和反應(yīng)。(3)燃燒反應(yīng)。(4)多數(shù)化合反應(yīng)。(5)緩慢氧化反應(yīng)。(反應(yīng)物具有的總能量大于生成物具有的總能量)吸熱反應(yīng)：(1)大多數(shù)的分解反應(yīng)。(2)氯化銨固體與氫氧化鋇晶體的反應(yīng)。(3)生成水煤氣的反應(yīng)。(4)碳與二氧化碳生成一氧化碳的反應(yīng)。(反應(yīng)物具有的總能量小于生成物具有的總能量)【強(qiáng)調(diào)】吸熱反應(yīng)的特征是大多數(shù)反應(yīng)過程需要持續(xù)加熱，但有的不需要加熱，如Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl固體反應(yīng)；放熱反應(yīng)有的開始時需要加熱以使反應(yīng)啟動。即反應(yīng)的吸、放熱與反應(yīng)條件無關(guān)。(設(shè)計意圖：歸納常見的吸熱反應(yīng)、放熱反應(yīng)，為推出△H的判斷做準(zhǔn)備。)教學(xué)環(huán)節(jié)三：吸、放熱反應(yīng)的判斷方法【過渡】以上只是經(jīng)驗結(jié)論，并不包括所有的化學(xué)反應(yīng)。一個化學(xué)反應(yīng)是放熱還是吸熱到底取決于什么呢？【講述】一個化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)取決于：宏觀上，反應(yīng)物和生成物的總能量的相對大小。微觀上，斷鍵吸收的總能量與成鍵釋放的總能量的相對大小?！景鍟?.吸、放熱反應(yīng)的兩種判斷方法(1)定性判斷(宏觀)：若反應(yīng)物的總能量>生成物的總能量，則為放熱反應(yīng)；反之，則為吸熱反應(yīng)。(2)定量計算(微觀)：△H=反應(yīng)物的鍵能之和生成物的鍵能之和當(dāng)△H<0時為放熱反應(yīng)，△H>0時為吸熱反應(yīng)?！具M(jìn)述】化學(xué)鍵斷裂或生成所吸收或釋放的能量叫化學(xué)鍵的鍵能。反應(yīng)物化學(xué)鍵的鍵能越小，穩(wěn)定性越弱，該物質(zhì)所具有的能量就越高，破壞它需要的能量就越少；生成物化學(xué)鍵的鍵能越大，穩(wěn)定性越強(qiáng)，能量就越低，形成該化學(xué)鍵時釋放的能量就越多。故反應(yīng)放出能量，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)△H<0；反之，△H>0?！舅伎冀涣鳌恳阎篐2+F2=2HFH2+Cl2=2HCl預(yù)測當(dāng)生成2molHF和2molHCl時，哪個反應(yīng)放出的熱量多？并說出你的理由?！局v述】從物質(zhì)活潑性和穩(wěn)定性的角度來分析，因為F2比Cl2活潑，能量高，生成HF放出的熱量多，并且HF比HCl穩(wěn)定，具有的能量低?！舅伎肌咳绾悟炞C你們的預(yù)測呢？已知：化學(xué)鍵H-HF-FCl-ClH-FH-Cl鍵能/(kJ/mol)436155243565431【合作交流】根據(jù)提供鍵能的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，并驗證你們的結(jié)論是否正確。【練習(xí)】1.下列反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)的是()A.C6H12O6+6O26CO2+6H2OB.CH3COOH+KOH=CH3COOK+H2OC.A+B=C+D?H<0D.破壞生成物全部化學(xué)鍵所需要的能量小于破壞反應(yīng)物全部化學(xué)鍵所需要的能量答案：D2.化學(xué)反應(yīng)可視為舊鍵斷裂和新鍵形成的過程?；瘜W(xué)鍵的鍵能是形成(或拆開)1mol化學(xué)鍵時釋放(或吸收)的能量。已知白磷和P4O6的分子結(jié)構(gòu)如下圖所示，現(xiàn)提供以下化學(xué)鍵的鍵能(單位：kJ·mol-1)：P-P:198；P-O:360；O=O:498。則反應(yīng)P4(s，白磷)+3O2(g)=P4O6(s)的焓變?H為()A.-1638kJ·mol-1B.+1638kJ·mol-1C.-126kJ·mol-1D.+126kJ·mol-1答案：A(設(shè)計意圖：鞏固同學(xué)們對?H的定量計算。)三、課堂小結(jié)通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，能夠從能量轉(zhuǎn)化的角度分析吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)；了解反應(yīng)熱和焓變的含義、符號、單位及其表示方法；并會應(yīng)用鍵能計算?H并判斷化學(xué)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)。板書設(shè)計第一章化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量的變化第1課時反應(yīng)熱焓變一、反應(yīng)熱1.定義：恒溫、恒壓條件下，化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)就是反應(yīng)熱(等于焓變)。2.符號：?H3.單位：kJ/mol(或kJ·mol-1)4.反應(yīng)熱的表示方法：△H為“+”或△H>0時，為吸熱反應(yīng)△H為“-”或△H