43（必修2）化学反应中能量变化的本质及转化形式（1）（教案1）

skybamboo

第二章化学键化学反应规律
第2节化学反应与能量变化
2.2.1化学反应中能量变化的本质及转化形式


在初中化学学习中，主要关注的是化学反应中的物质变化，虽然学生接触过燃烧、氧化钙与水的反应等放热反应，对化学反应中能量变化，特别是“化学反应能放出热量”有一定的感性认识，但是没有形成稳定的认识角度。本节教材围绕着化学反应中的能量变化，引导学生丰富对化学反应的认识角度——能量变化角度，并通过具体实例认识化学反应中能量转化的具体形式——化学能与热能、电能的相互转化；在宏观、微观两个层面上，分析化学反应中能量变化的实质——旧化学键断裂与新化学键形成过程中的能量差，反应物总能量与生成物总能量差；通过对具体的电池的分析，建立原电池构成的认识模型，并用其解释生活中的实用电池。


变化观念与平衡思想：
通过生产、生活、实验中的实例，了解化学能与热能的相互转化，建立吸热反应、放热反应的概念，从能量变化的视角发展对化学反应的认识。
科学态度与社会责任：
关注与化学有关的社会热点问题，认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料的重要性，增强节约能源及环境保护等意识，逐步形成可持续发展的思想。
宏观辨识与微观探析：
通过认识化学反应中能量变化的实质，进一步深化对化学反应的微观认识。
证据推理与模型认知：
通过“初识氢氧燃料电池”“设计一个简单的原电池”等活动，认识到原电池能将化学能转化为电能，并建立关于原电池构成的认识模型，发展“证据推理与模型认”化学学科素养。


重点：化学反应能量变化的原因；
难点：学反应能量变化的本质


多媒体

• 知识回顾
  

1.化学变化中除有新物质生成外，常伴随着放热、发光、变色、放出气体、生成沉淀等现象发生。
2.化学反应的实质是旧化学键断裂和新化学键形成。化学键断裂和形成伴随着能量的变化。旧化学键的断裂需要吸收能量 新化学键的形成会释放能量。
二、导语
自然界的水是从高往低处流，如果从低处往高处流，需要什么呢？冬天你如何取暖？热量从哪儿来？物理变化获得还是化学变化获得呢？利用化学变化能干什么呢？
三、讲授新课
展示课件：人们利用化学反应可以干什么？
活动一：认真研读课件中图片，思考问题：什么是化学变化？化学变化能给人类提供新物质，是否能给人类提供能量？
活动二：看看下图，与同伴交流下，化学反应可以干什么？
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解释：一方面，用煤、石油、天然气的燃烧放热来说明化学能向热能的转化，人们利用这些化学反应获取能量；另一方面，用CaCO3经过高温煅烧分解生成CaO来阐述热能对化学反应的支持作用，人们利用热能来完成常温下很难发生的化学反应。
板书：
利用化学反应：
一是制取物质
二是利用反应中的能量
展示课件：“联想质疑”相关图片


活动三：在以下两个你熟悉的化学反应中，除了物质的变化外是否还有能量的变化？如果有，是什么样的能量变化？
思考
1.如何理解化学能？
2.木炭在空气中燃烧时，化学能会转化成哪些形式的能量？
3.电解水的过程中，电能转化成哪些形式的能量？
4.电解水的过程中，电能转化成化学能。那么，化学能可以转化成电能吗？
板书：
1.化学能是指储存在物质当中的能量。不同的物质不仅组成不同、结构不同，所包含的化学能也不同。
2.木炭在空气中燃烧时，化学能会转化成热能、光能。
3.电解水的过程中，电能转化成化学能。
4.电解水的过程中，电能转化成化学能。那么，化学能可以转化成电能（如后面即将学到的原电池）。
展示课件：活动·探究  感受化学反应中能量的变化
化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成。 旧化学键断裂吸收能量，新化学键形成释放能量。化学反应中，不仅有物质变化还伴随着能量变化。
实验用品
  锌粉，铁粉，碳酸氢钠，稀盐酸，柠檬酸，蒸馏水；
  试管，烧杯，温度计，胶头滴管，药匙。
根据教材“活动探究”所给用品小组合作设计实验方案并进行实验，感受化学反应中的能量变化。完成学案表格。
【投影】多媒体投影表格，展示个小组有关实验设计和结论

实验内容	实验现象	结论

活动四：思考
1.上述反应中，哪些是释放能量的反应？哪些是吸收能量的反应？
2.化学反应中为什么会有能量的变化？
3.回顾我们学过的化学反应，总结常见的放热反应有哪些？常见的吸热反应有哪些？
4.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应吗？反应吸热还是放热与反应条件有无关系？
板书：1.每一个化学反应都伴随着能量的变化，有的反应吸收能量，有的反应释放能量。
2.吸收热量的化学反应叫做吸热反应。
3.释放热量的化学反应叫做放热反应。
4.常见的放热反应                         常见的吸热反应
物质与氧气的反应                      碳酸钙受热分解的反应
燃料的燃烧                           碳酸氢钠与柠檬酸的反应                  
中和反应                            氢氧化钡晶体与氯化铵的反应
金属与酸                             碳单质与二氧化碳反应
活泼金属与水的反应
生石灰和水反应
大部分化合反应

• 需加热才能发生的反应不一定是吸热反应，如碳和氧气的反应；反应吸热还是放热与反应条件没有直接关系，吸热反应不一定需要加热。如碳酸氢钠与柠檬酸的反应。
  

展示课件：反应中能量变化的实质


活动五：请根据下列信息判断氢气燃烧生成水蒸气时是吸收能量还是释放能量。
思考
1.什么是键能？
2.2H→H2中能量如何变化？
3.吸收能量和释放能量的反应中，反应物本身所具有的能量和生成物本身所具有的能量之间的大小关系分别如何？
4.不同的物质不仅组成不同、结构不同，其内部所储存的能量（化学能）也不同，是否可以从物质自身储存的化学能的变化来分析化学反应能量变化的原因呢？
板书：
1.拆开1 mol某键所需的能量叫键能。单位：kJ/mol
2.1mol H2中含有1molH－H，在250C 101kPa条件下，由H原子形成1molH－H要放出436kJ的能量，而断开1molH－H重新变为H原子要吸收436kJ的能量。
3.


4.∑E（反应物）＞∑E（生成物）——放出能量  
∑E（反应物）＜∑E（生成物）——吸收能量
投影：






板书
1.化学反应的过程,可以看成是能量的“贮存”或“释放”的过程
2. 在化学反应过程中，如果形成新化学键释放的能量大于破坏旧化学键吸收的能量，就会有一定的能量以热能、电能或光能等形式释放出来——放热反应；如果形成新化学键释放的能量小于破坏旧化学键吸收的能量，则需要吸收能量——吸热反应。
3. 一个确定的化学反应发生时是吸收能量还是释放能量，取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。如果反应物的总能量大于生成物的总能量，就会向外界释放能量—放热反应；如果反应物的总能量小于生成物的总能量，就会从外界吸收能量——吸热反应。
4..从化学键的角度分析（微观角度分析）
放热反应：断裂化学键吸收的能量＜形成化学键释放的能量
吸热反应：断裂化学键吸收的能量＞形成化学键释放的能量
5.从物质内部能量的角度分析（宏观角度分析）
放热反应：反应物的总能量＞生成物的总能量
吸热反应：反应物的总能量＜生成物的总能量
说一说
自古代开始，人们就已经能利用化学反应的能量变化。现在人们常常利用化学反应将化学能转化为热能、电能等其他形式的能量，用于生产、生活和科研。化学反应中常见的能量转化形式有哪些呢？
展示课件：化学反应中能量转化的形式
人们常常利用化学反应将化学能转化为热能、电能等其他形式的能量，用于生产、生活和科研。
铝热反应----------焊接钢轨铝--空气海洋电池-供电

本节课主要是从人们对化学反应的利用为出发点，从而引出化学反应不仅存在物质变化还伴随着能量变化。通过活动探究感受不同化学反应的能量变化，从而提出吸热反应与放热反应的概念。
以学生现有知识为基础总结常见的吸热反应和放热反应，没有进行深入具体总结。对于化学反应能量变化的原因分析，从宏观和微观两个反面进行分析，使学生认识到物质时具有能量的。