高二化学选修四教案

第一章 化学反应与能量

第一节 化学反应与能量变化

第一课时

一、教材分析：

二、学情分析

三、教学目标：

知识与技能：

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

过程与方法：

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

情感态度价值观：

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

四、教学重点: 化学反应中的能量变化，热化学方程式的书写

教学难点: 焓变，△H 的“+”与“-”，热化学方程式的书写

五、教学课时：2课时

六、教学过程：

【引入】能量是推动人类进步的“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 化学反应与能量变化

【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

【板书】一、常见的吸热反应和放热反应

(1)常见的放热反应有：

①活泼金属与H 2O 或酸的反应，如2Al ＋6HCl===2AlCl 3＋3H 2↑；

②酸碱中和反应，如2KOH ＋H 2SO 4===K 2SO 4＋2H 2O ；

③燃烧反应，如2CO ＋O 2=====点燃2CO 2；

④多数化合反应，如

Na 2O ＋H 2O===2NaOH ，CaO ＋H 2O===Ca(OH)2；

⑤铝热反应，如2Al ＋Fe 2O 3=====高温Al 2O 3＋2Fe 。

(2)常见的吸热反应有：

①多数分解反应，如CaCO 3=====高温CaO ＋CO 2↑；

②2NH 4Cl(s)＋Ba(OH)2·8H 2O(s)===BaCl 2＋2NH 3↑＋10H 2O ；

③C ＋H 2O(g)=====高温CO ＋H 2；

④CO 2＋C=====高温2CO 。

【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H 2 +Cl 2 =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】1molH 2 和1molCl 2 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】二、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 H 2(g)＋Cl 2(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 计算的两种表达式：

(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，稳定性越弱，能量就越高破坏它需要的能量就越小；生成物的键能越大，稳定性越强，能量就越低，释放的能量就越大，故需要放出能量，△H 为负，反应之为正

【讲解】△H 有正负之分，因此比较△H 大小时，要连同“+”、“-”包含在内，类似于数学上的正负数比较，如果只比较反应放出热量变化，则只比较数值大小。

【过渡】通过上一节的学习我们知道化学反应过程中的反应热与断裂反应物中化学键吸收的能量和形成生成物中化学键放出的能量有关，即能量的变化时以发生变化的物质为基础的，那么如何更准确的表示一个化学反应的热效应？如如何准确地描述物质间的化学反应及其能量变化？下面我们来学习热化学方程式。

【板书】三、热化学方程式

1．概念 表示参加反应的物质的量与反应热的关系的化学方程式。

2．意义 热化学方程式既表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。

3．热化学方程式与普通化学方程式的区别

【投影】例：H 2(g)＋

2O 2(g) = H 2O(g)；△H=-241.8 kJ/mol ，表示 lmol 气态 H 2和2

mol 气态 O 2 反应生成 lmol 水蒸气，放出 241.8kJ 的热量。(在 101kPa 和 25℃时) H 2(g)十2

1O 2 (g)＝H 2O(l)；△H=-285.8kJ/mol ，表示lmol 气态H 2与21mo 气态O 2反应在101 kPa 和 25℃时，生成lmol 液态水，放出285.8kJ 的热量。

【小结】描述在一定条件下，一定量某状态下的物质，充分反应后所吸收或放出热量的多少。

【讲解】热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化，也表明了化学反应中的能量变化。那么热化学方程式的书写有什么要求或者需要注意哪些事项呢？

【板书】4．书写热化学方程式的注意事项：

【讲解】与普通化学方程式相比，书写热化学方程式除了要遵循书写化学方程式的要求外还应注意以下几点：

【学生活动】阅读教材归纳、总结

【板书】(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。