高中化学《化学能与热能》优质课教学设计、教案

第一节化学能与热能

学习目标

知识与技能

1.知道化学反应中能量变化的主要原因.

2.根据反应前后物质总能量的相对大小判断化学反应是吸热反应还是放热反应.

3.了解化学能和热能的相互转化.

教学重点：化学能与热能之间的内在联系以及化学能与热能的相互转化。

教学难点：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。

教具准备：投影仪。

教学过程:

[复习回顾] 1、什么是化学键？

2、化学反应的本质是什么？

[导入新课] 煤、石油、天然气的主要化学成分是烃类等有机物，它们燃烧时释放出热能,这些热能从何而来？这种热能与化学物质及化学反应有什么关系？石灰石要经过高温煅烧才能变成生石灰，高温提供的热能在石灰石的分解反应中起什么作用？

[推进新课]在化学反应中，从反应物分子转变为生成物分子，各原子内部并没有多少变化，但原子间的结合方式发生了改变。在这个过程中，反应物分子中的化学键部分或全部遭到破坏，生成物分子中的新化学键形成。

为什么化学反应有的表现吸热有的表现出放热呢？化学能与热能之间有什么关系呢？

[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

[分析]2H→H2 中能量变化？

1mol H2 中含有1molH－H，在25℃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。

1、键能：拆开1 mol 某键所需的能量叫键能。单位：kJ/mol。

破坏化学键时要吸收能量，形成化学键时放出能量

[类比分析]CH4→4C+4H（吸收4mol×415kJ/mol=1660kJ）

［讲］不同物质形成的化学键能量不同，而化学键存在于不同的物质间，物质发生化学变化时反应物和生成物的能量不同，这样的过程就出现了能量变化。

物质的化学反应与体系的能量变化是同时发生的，只要有化学反应就一定有能量变化。

［问］氢气和氯气的混合气体遇到强光会发生爆炸，放出大量的热。反应中的热量由何而来？氢气和氯气反应的本质是什么？从微观上（从化学键角度）加以分析

［投影分析］在25℃和101kPa 的条件下，1mol H2 与1mol Cl2 反应：

［讲］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]3、引起化学反应中的能量变化：

(1) 微观：化学键的断裂是化学反应中能量变化的主要原因。

[思考与交流]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？

[投影小结]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。

［过］微观的角度：化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因；那么从宏观的角度又怎样对一个反应到底是放热还是吸热进行判断呢？各种物质中都含有化学键，因而我们可以理解为各种物质中都储存有化学能。不同物质由于组成、结构不同，因而所包含的化学能也不同。在化学反应中，随着物质的变化，化学能也随之改变。那么，一个化学反应吸收能量还是放出能量是由什么决定的呢？

[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

[板书](2) 宏观：在化学反应中，反应物的总能量与生成物的总能量间的能量差

[思考与交流]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）

[投影]图2-1 水能、化学能对比示意图

师：展示图片

［讲］水由高处向上流要释放能量，势能转换为动能，同理，反应物的总能量>生成物的总能量，化学反应放出能量。将水由低处送向高处需提供能量(电能转换为机械能，再转换为热能)，同理，反应物的总能量<生成物的总能量，化学反应吸收能量。

[板书]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

[过]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，它同样可转化成其它形式的能量，如热能、电能等。我们开始研究化学能与热能的关系

[板书] 二、化学能转化成热能

1 化学反应在发生过程中是吸热还是放热，决定于E(反应物的总能量)与E(生成物的总能量)的相对大小

[板书]

总结：物质的燃

烧一般是化学能

转化成热能；但也有些化学反应相反。

2.化学能与电能、光

能也可以相互转化。

[布置作业]

教材P36 1、5、6

[板书设计]

第一节化学能与热能

一.化学反应中能量变化原因

（1）微观：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）宏观：化学反应中，化学反应中能量变化主要取决于反应物的总能量和生成物的总能量的相对大小。

二.化学能与热能的相互转化