化学必修2第二章第一节化学能与热能 教案

化学必修2第二章第一节化学能与热能教案(一)

第二章化学反应与热能

第一节化学能与热能

第1课时化学键与化学反应中能量变化的关系

知识与技能：

了解化学键与化学反应中能量变化之间的关系。

过程与方法：

具有较强的问题意识，能够发现和提出有探究价值的化学问题，敢于质疑，勤于思索，逐渐形成独立思考能力，善于与人合作，培养团队精神。

情感态度与价值观：

1．培养学习化学的兴趣，乐于探究物质的奥秘，体验科学的艰辛和喜悦，感受化学世界的奇妙与和谐。

2．学习用图表表示化学反应放出能量和吸收能量的方法，培养学生阅读图表的能力。

重点：化学键与能量变化的关系。

难点：从本质上(微观结构角度)理解化学反应中能量的变化，从而建立起科学的能量变化观。

过渡：能源与材料、信息一起被称为现代社会发展的三大支柱。人类文明始于用火-----热能的使用，现代社会的一切活动都离不开能源，在影响全球经济和生活的各种因素中，能源居于首位。我们的日常生活中离不开能源，如液化气。它在燃烧时放出热能。那这些热能从何而来呢？本节课，我们将围绕这些问题，先从微观和宏观的角度来揭示这些秘密。

板书：第一节化学能与热能

一、化学键与化学反应中能量变化的关系

问题：氢气和氯气的混合气体遇到强光会发生什么现象?为什么?

小结：氢气和氯气的混合气体遇到强光会发生爆炸。这是因为反应在有限的空间里进行，放出大量的热，使周围气体急剧膨胀。

提问：反应中的热量由何而来?氢气和氯气反应的本质是什么?

讲：从化学键角度分析氢气和氯气反应的本质。

讲述：化学反应的本质是反应物中化学键的断裂和生成物中化学键的形成。化学键是物质内部微粒之间强烈的相互作用，断开反应物中的化学键需要吸收能量，形成生成物中的化学键要放出能量。氢气和氯气反应的本质是在一定的条件下，氢气分子和氯气分子中的H—H键和Cl—Cl键断开，氢

原子和氯原子通过形成H—Cl键而结合成HCl分子。1 mol H

2中含有l mol H—H键，1 mol Cl

2

中含有1 mol Cl—Cl键，在25℃和101 kPa的条件下，断开1 mol H—H键要吸收436 kJ的能量，断开1 mol Cl—Cl键要吸收242 kJ的能量，而形成1 mol HCl分子中的H—Cl键会放出431 kJ 的能量。这样，由于破坏旧键吸收的能量少于形成新键放出的能量，根据“能量守恒定律”，多余的能量就会以热量的形式释放出来。

板书1．化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。

2．能量是守恒的。

讨论1．一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量与什么因素有关?

2．P33图2-1水能、化学能变化对比示意图。

板书：3、E(反应物的总能量)>E(生成物的总能量) 化学反应放出能量

E(反应物的总能量)

问题：请回顾一下，化学反应的特征是什么?通过我们上述的学习，你对化学反应的特征有什么新的认识呢?

小结(学生回答后教师总结)化学反应在物质发生变化的同时，还伴随有能量的变化。所以说，物质的化学反应与体系的能量变化是同时发生的。

课堂小结通过本节课的学习，我们了解到，化学键的断裂和形成是化学反应中发生能量变化的主要原因。反应是放出能量还是吸收能量，取决于反应物的总能量与生成物总能量的比较。

板书：

第二章化学反应与能量

第一节化学能与热能

一、化学键与化学反应中能量变化的关系

1．化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。

2．能量是守恒的。

3．E(反应物的总能量)>E(生成物的总能量)化学反应放出能量

E(反应物的总能量)

案例（二）

课件(课件出示中国面对能源危机的新闻图片，并附如下文字)

央视国际消息，中国能源消费总量已经位居世界第二，约占世界能源消费总量的11％。2003年，中国能源消费总量为16．8亿吨标准煤。其中煤炭占67．1％，原油占22．7％，天然气占2．8％，可再生能源占7．3％。目前中国面临着常规能源资源约束、过分依赖煤炭污染严重、能源利用效率低等问题。中国每吨标准煤的产出效率仅相当于日本的lO．3％、欧盟的16．8％。中国石油、天然气资源短缺，需要充分利用国内外两种资源、两个市场，在做好石油节约与替代的同时，走出国门，积极参与世界油气市场的开发与资源分享，扩大能源对外贸易和投资。

讲述能源危机已成为制约一个国家发展的瓶颈，今天我们以化学的眼光来研究能源。

板书第二章化学反应与能量

阅读教材前言内容

问题[反问]煤、石油和天然气等化石燃料或它们的制品的燃烧所产生的热能从何而来?与化学物质及化学反应有什么关系?石灰石经高温煅烧生成生石灰，高温提供的热能在分解反应中起什么作用?

板书第一节化学能与热能

一、化学键与化学反应中能量变化的关系

复习化学键：使离子相结合或原子相结合的作用。

键能：拆开l mol某键所需的能量叫键能。单位：kJ／mol。

讲解化学键的形成蕴涵着能量变化，在进行反应时化学键要断裂，吸收能量，反应后形成新化学键要放出能量，反应前反应物能量与反应后生成物能量不相等。

中能量变化?

分析2H—→H

2

中含有1 mol H－H，在25℃ l0l kPa条件下，由H原子形成l mol H—H要放出436 kJ 1 mol H

2

的能量，而断开1 mol H—H键重新变为H原子要吸收436 kJ的能量。

类比分析 CH

—→4C+4H(吸收4mol×415 kJ／mol==1660 kJ)

4

板书1．化学键的断裂是化学反应中能量变化的主要原因。

讨论为什么有的化学反应会放出热量，而有的化学反应却需要吸收热量呢?

小结(学生回答后教师总结)

1．化学反应的特点是有新物质生成，新物质和反应物总能量不同。

2．反应中要遵循能量守恒。

3．反应物与生成物的能量差若以热能形式表现即为放热和吸热。如果二者能量比较接近，则放热和吸热不明显。

强调一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量，决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。

讨论(学生分小组进行讨论)吸热反应和放热反应中，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?(提示：可从能量守恒角度分析)

板书2．∑E(反应物)>∑E(生成物)——放出能量

∑E(反应物)<∑E(生成物)——吸收能量

过渡我们在初中学习过“质量守恒定律”，知道自然界中物质可以相互转化，但是总质量保持不变；同样一种能量可以转化成另一种能量，能量也是守恒的，这就是“能量守恒定律”这是两条基本的自然定律，化学能是能量的一种，它同样可转化成其他形式的能量，如热能、电能等。