高中化学选修4第一章第一节 化学反应与能量变化教案
课题：第一章 化学反应与能量 第一节 化学反应与能量变化 知识 与 技能 过程 与 方法 情感态度价值观 重 点 难 点 授课班级 课 时 2 教 学 目 的 1、了解化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式； 2、认识化学反应过程中同时存在着物质和能量的关系 3、了解反应热和焓变的含义 4、认识热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式 1、通过化学反应的实质的回顾，逐步探究引起反应热内在原因的方法，引起学生在学习过程中主动探索化学原理的学习方法， 2、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 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 化学反应中的能量变化，热化学方程式的书写 焓变，△H的“+”与“-”，热化学方程式的书写 第一章 化学反应与能量 第一节 化学反应与能量变化 一、反应热 焓变 1、定义：恒压条件下，反应的热效应等于焓变 2、符号：△H 3、单位：kJ/mol或kJmol-1 4、反应热表示方法：△H为“＋”或△H＞0时为吸热反应；△H为“一”或△H＜0时为放热反应。 5、△H计算的三种表达式： (1) △H == 化学键断裂所吸收的总能量—化学键生成所释放的总能量 (2) △H == 生成的总能量 –反应物的总能量 (3) △H == 反应物的键能之和– 生成物的键能之和 二、热化学方程式(thermochemical equation) 1．定义：表明反应所放出或吸收的热量的化学方程式，叫做热化学方程式。 例：H2(g)＋I2(g) 2HI(g)；△H=－14.9 kJ/mol ====2．书写热化学方程式的注意事项： (1)需注明反应的温度和压强。因反应的温度和压强不同时，其△H不同。 (2)要注明反应物和生成物的状态。物质的聚集状态，与它们所具有的能量有关。 (3)热化学方程式各物质前的化学计量数不表示分子个数，它可以是整数也可以是分数。对于相同物质的反应，当化学计量数不同时，其△H也不同。 4．热化学方程式的应用 教学过程 教学步骤、内容 教学方法 知 识 结 构 与 板 书 设 计 【引入】相信大家都听过这句名言：“给我一个支点和足够长的杠杆，我可以撬动地球。”知不知道是谁说的呢？ 【回答】阿基米德 【提问】推动人类社会进步的这个支点和杠杆是什么呢？ 【讲解】对，能量就是推动人类进步的“杠杆”！能量使人类脱离了“茹毛饮血”的野蛮，进入繁华多姿的文明。化学反应所释放的能量是现代能量的主要来源之一（一般以热和功的形式与外界环境进行能量交换）。所以，研究化学反应中的能量变化，就显得极为重要。下面让我们一同进入选修4 化学反应原理的学习 【板书】第一章 化学反应与能量 第一节 化学反应与能量变 【回忆】通过必修二的学习，我们知道化学反应过程中不仅有物质的变化，还有能量的变化。那么常见的能量变化形式有哪些？ 【学生】阅读本章引言回答：热能、电能、光能等 【过渡】当能量以热的形式表现时，我们把化学反应分为放热反应和吸热反应，你能列举常见的放热反应和吸热反应吗？ 【回答】放热反应如燃烧反应、酸碱中和反应、大多数化合反应等；吸热反应如大多数分解反应、金属氧化物的还原反应等 【质疑】为什么化学反应过程中有的放热、有的吸热？为什么说“化学反应过程中能量的变化是以物质的变化为基础的”？ 【回忆】我们知道化学反应的实质就是旧的化学键断裂和新的化学键形成的过程，那么化学键断裂的过程中能量是如何变化的？ 【提问】当水从液态变成气态的时候能量是如何变化的？能否从微观的角度解释能量变化的原因？ 【回答】水分子之间存在分子间作用力，当水从液态变成气态时，分子间距离增大，所以要吸收能量 【分析】虽然力的种类和大小不同，但是本质都一样，就是形成作用力时要放出能量；破坏作用力时要吸收能量，即物质的变化常常伴随能量的变化 【探究】给出具体实例，图例，请学生分析图中包含的信息 【引导】在化学反应H2 +Cl2 =2HCl的过程中能量变化如何？ 【投影】 【提问】为什么化学反应过程中会有能量的变化？从两个角度来考虑：1、从化学键的角度看化学反应是怎样发生的？与能量有什么关系？2、反应物和生成物的相对能量的大小 【图像分析】1molH2 和1molCl2 反应得到2molHCl要放出183kJ的能量；断开1molH-H键需要吸收436kJ的能量；断开1molCl-Cl键需要吸收243kJ的能量；形成1molH-Cl键能放出431kJ的能量； 【讲解】1、从化学键的角度看化学反应包含两个过程：旧的化学键断裂和新的化学键形成。断裂化学键需要吸收能量，形成化学键要释放出能量，断开化学键吸收的能量和形成化学键释放的能量通常不相等；2、反应物和生成物的总能量通常不相等，当反应物的总能量大于生成物的总能量时，化学能转化为其他形式的能量释放出来，当反应物的总能量小于生成物的总能量时，化学反应将其他形式的能量转化为化学能储存起来，所以化学反应过程中总会伴随着能量的变化。 【过渡】断开化学键和形成化学键所吸收和放出的能量的数值是可以定量测定出来的，可以在工具书上查到，这样我们就可以计算到反应中的能量的具体数值了。 【提问】 如何表示反应过程是放热还是吸热呢？ 【讲解】我们对反应研究的对象是反应的反应物和生成物，我们把它们称为反应体系， 而把除它们之外的物质称为环境，我们把反应体系在化学反应过程中所释放或吸收的 能量，用热量（或换算成相应的热量）来表述，叫做反应热，又称作为“焓变”，用符 号“△H”表示，单位常采用kJ/mol或kJmol－1 【板书】一、反应热 焓变 1、定义：恒压条件下，反应的热效应等于焓变 2、符号：△H 3、单位：kJ/mol或kJmol-1 【思考】我们看看△H的单位是kJ/mol，这个单位的分子和分母分别代表的是什么物理量？我们可以怎样计算△H的数值？ 【讲解】当生成物释放的总能量大于反应物吸收的总能量时，反应为放热反应，使反应本身能量降低，规定放热反应△H为“一”，所以△H为“一”或△H＜0时为放热反应。 上述反应 H2(g)＋Cl2(g) = 2HCl(g)，反应热测量的实验数据为184.6 kJ/mol，与计算数据 183kJ/mol很接近，一般用实验数据表示，所以△H =-184.6 kJ/mol。 当生成物释放的总能量小于反应物吸收的总能量时，反应是吸热反应，通过加热、光照等方法吸收能量，使反应本身能量升高，规定△H为“＋”，所以△H为“＋”或△H＞0时为吸热反应。 【投影】 【板书】4、反应热表示方法：△H为“＋”或△H＞0 时为吸热反应；△H为“一”或△H＜0 时为放热反应。 【讲解】如果反应物所具有的总能量高于生物成具有的总能量，反应时就会以热能的形式放出，反之，则吸热。 【板书】5、△H计算的三种表达式： (1) △H == 化学键断裂所吸收的总能量—化学键生成所释放的总能量 (2) △H == 生成的总能量 –反应物的总能量 【讲解】化学键断裂或生成所吸收或放出的能量叫做化学键的键能。反应键能越小，