44（必修2）化学反应中能量变化的本质及转化形式（2）（教案1）

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第二章　化学键化学反应规律
第2节　化学反应与能量变化


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。


    化学反应能量变化的原因；原电池工作原理


   实验用品、氢氧燃料电池视频


                         第一课时  化学反应中能量变化的本质及转化形式
【知识回顾】
1.化学键是；
称为离子键，称为共价键键。
2.化学反应的实质；需要吸收能量，
会释放能量。
【新课引入】冬季生活中人们获得获得热量的方式有多种，你知道右图的四种取暖方式中能量是如何变化的吗？其中哪些方式是利用了化学反应获得热量的？
【投影】多媒体展示冬天取暖不同方式图片。
学生：思考回答，教师引导学生进一步回顾思考。
【回顾思考】1.如何区分化学变化和物理变化？化学反应的实质是什么？
2.前面我们学过了哪些类型的化学反应？这些反应都有什么特征？
3.现实生活中我们是如何利用化学反应的？
学生：思考回答，
教师：点评总结。
     化学反应的典型特征是有新物质生成，我们利用这一特征制备新物质，例如从铜矿石中冶炼铜。同时我们还可以利用某些化学反应释放的能量做能量的来源。
【投影】化学反应的利用图片，进一步突出问题
【问题】化学反应中通常伴随着怎样的能量变化
【联想质疑】学生阅读教材“联想质疑”栏目，思考相关问题。
学生：根据情况回答有关问题，不要求全部解决。
【投影】“联想质疑”相关图片
【总结】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。木炭燃烧是化学能转化为热能的过程，电解水是电能转化为化学能的过程。在一定条件下化学能也可以转化为电能，下节课我们具体学习。
【问题】是否所有的化学反应都伴随着能量变化呢？
【投影】一、化学反应中能量变化的本质及转化形式
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。
【活动探究】感受化学反应中的能量变化
学生：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
	镁粉逐渐溶解,生成气泡,反应后溶液温度升高。	Mg+2HCl=MgCl2+H2↑ 反应放出热量
	生成气泡,反应 后溶液温度升高。	反应吸收热量

【总结】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。 化学上把最终表现为吸收热量的化学反应叫作吸热反应；把最终表现为释放热量的化学反应叫作放热反应。
【投影】
吸热反应：吸收热量的化学反应
放热反应：释放热量的化学反应
【回顾思考】
1.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？
2.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？
学生：思考，回答，补充
教师：点评总结
【总结】
1.常见的放热反应：燃烧反应、中和反应、金属与水或酸的反应、大多数化合反应、铝热反应。
2.常见的吸热反应：大多数分解反应（碳酸钙受热分解的反应）、氢氧化钡晶体与氯化铵的反应、碳酸氢钠与柠檬酸的反应、二氧化碳与碳单质生成一氧化碳的反应。
3. 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。
【问题】化学反应中为什么会有能量的变化？ 反应吸热还是放热是由什么决定的呢？
【交流研讨】请同学们完成教材P48页“交流·研讨”，通过计算判断反应过程吸热和放热情况，并从化学键的角度分析化学反应中能量变化的实质。
【投影】“交流·研讨”内容
【展示交流】学生展示计算分析过程和结论
【投影】展示计算过程。
【总结】1.从化学键的角度分析化学反应中能量变化
断裂化学键吸收的能量为E1＜形成化学键释放的能量E2反应释放能量
断裂化学键吸收的能量为E1＞形成化学键释放的能量E2反应吸收能量
【投影】


【结论】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。
【问题】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？
【自主学习】阅读教材P48页最后一段，了解化学反应能量变化与物质能量的关系
【投影】2.从物质内部能量的角度分析化学反应中能量变化


【结论】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。
【归纳总结】化学反应中能量变化的原因
1.从化学键的角度分析（微观角度）
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
2.从物质内部能量的角度分析（宏观角度）
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
【迁移应用】古诗《石灰吟》:千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲。粉骨碎身浑不怕,要留清白在人间。是一首托物言志诗。作者以石灰作比喻,表达自己为国尽忠,不怕牺牲的意愿和坚守高洁的决心。通过古诗的描述,制取石灰的反应是放热反应还是吸热反应?石灰遇水的反应呢?
碳酸钙变为氧化钙的反应为吸热反应,氧化钙变为氢氧化钙的反应为放热反应。
【过度】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？
【投影】化学反应中能量转化的形式


【课堂小结】




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。