选修4·第一章 化学反应与能量的变化

教学目标 知识与技能：1. 使学生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. 认识化学反应过程的物质变化和能量变化； 3. 了解反应热和焓变的涵义； 4. 能正确认识、书写热化学方程式。 过程与方法：1. 通过对学习资料的查找与交流，培养学生获取信息、理解信息并得出结论的能力以及语言表达能力；             2. 通过从化学键的角度分析化学反应，引导学生分析引起反应热的本质。 情感态度与价值观：培养学生从微观的角度理解化学问题。 教学重点、难点：1. 化学反应中的能量变化及其微观原因                 2. 正确认识、书写热化学方程式 教学方式：课外资料及生活中的化学现象引入，由宏观到微观，揭示实质，引导、结合练习。 教学过程 教师活动 学生活动 设计意图 【引入】这节课我们学习化学反应与能量中的第一节化学反应与能量的变化。 【板书】第一节 化学反应与能量的变化 【提问】课前同学们都查阅了关于“化学暖炉”、“热敷袋”的资料，下面请同学们将查阅和交流的结果总结出来说明“化学暖炉”、“热敷袋”是怎样被人类利用的，它的构造和发热原理是什么？                   倾听，明确本节课的学习内容。         回答：在人们研究防止钢铁生锈的过程中，有人就注意到钢铁在生锈的过程中，伴随着一个极其普遍的化学反应现象—放热。利用这个化学反应放出的热量作为热源而发明了一种发热剂。这种发热剂的主要成分是铁粉、活性炭、食盐水、木屑等。发热剂和空气接触时，铁屑就要发生一系列复杂的化学反应而生锈，同时放出大量的热。为了加快铁生锈的速率，必须提高铁和空气的接触面，把铁粉的粒度做的很小其直径一般在0.15 mm以下。发热剂中的食盐和活性炭也能加快铁生锈的速度。           培养学生获取信息、理解信息的能力以及语言表达能力。                                   【过渡】人们利用铁生锈放出热能制成了热敷袋，你还能举出人们利用化学反应的其他形式的能量转变例子吗？ 【小结】化学反应过程中，不仅有物质的变化，还有能量的变化，这种能量的变化常以热能、电能、光能等形式表现出来。在这两种变化的过程中分别要遵守什么定律？ 【提问】为什么化学反应过程中会有能量的变化？提示：两个思考的角度：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                     【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，例如参看课本P2第三自然段，理解如何利用具体的数据计算反应中的能量变化。 【提问】在以上的例子中我们对反应的讨论和研究中，我们的研究对象是什么？ 把发热剂装入塑料袋中，然后再进一步包装，就可以制成各种各样的热散敷袋或化学暖炉。用于取暖或用于医疗保健。温度可维持在50℃～60℃，并能持续很长时间。 讨论、交流并回答：利用化学能转变为电能制成了原电池；利用化学能转化为光能制成了蜡烛等等 倾听、回答：质量守恒定律和能量守恒定律。         思考、回答：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。 阅读、理解                 思考、回答：反应物和生成物               使学生从日常生活中了解常见的能量转化形式 回忆旧的知识，为化学反应热的计算作铺垫。     回忆旧的知识了解化学反应中能量转化的原因，培养学生从微观的角度认识化学问题的能力。                     将抽象的理论具体化，使学生对知识有更深的理解。             【讲述】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】 一、反应热 焓变 涵义： 符号：△H 单位：kJ/mol或kJmol-1 【提问】当反应物的总能量高于生成物的总能量和反应物的总能量低于生成物的总能量时，反应过程中的反应体系的能量变化是怎样的？       【讲述】对于放热热反应，体系的能量降低，我们规定△H的符号为“－”；对于吸热反应，体系的能量升高，我们规定△H的符号为“＋”   【板书】 【提问】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？ 【讲述】化学反应的过程同时存在着物质和能量的变化，而且能量的释放和吸收是以发生变化的物质为基础的，能量的多少与发生反应的反应物质量及物质的量成正比。 【提问】我们怎样可以知道一个反应的的反应热呢？我们做过实验吗？ 倾听、理解                             思考、回答：当反应物的总能量高于生成物的总能量时，反应过程中的反应体系要向环境释放能量，体系的能量降低；当反应物的总能量低于生成物的总能量时，反应过程中的反应体系要向环境吸收能量，体系的能量升高。 倾听、思考、理解               热量 物质的量 思考、回答：分子、分母分别代表的物理量是热量和物质的量。   倾听、理解       回答：通过实验测定，做过中和热测定的实验。 了解反应热和焓变的涵义，明确反应体系和环境的物质关系                     明确反应体系和环境的能量关系，为理解△H的符号作铺垫。       理解△H的符号             理解△H的计算方法、意义                       【讲述】对于我们的实验结果我们怎么样表示出来呢？下面我们学习一种能够表达反应热的方程式叫做“热化学方程式” 【板书】二、热化学方程式 【提问】参看课本P3例1的热化学方程式，思考、讨论热化学方程式与我们学过的化学方程式有何相同和不同？       【讲述】你们说的是否完整请参看课本P15归纳与整理3 【提问】为什么课本P4例2的热化学方程式没有标明反应的温度和压强？ 【引导阅读】认真阅读课本P4例2，理解为何热化学方程式要标明各物质的状态、反应的温度和压强。 【讲述】反应物、生成物的状态不同，反应热也不相同，在完全的相同条件下完全燃烧2mol氢气是完全燃烧1mol氢气放出的热量的两倍，在热化学方程式里怎么表达出来呢？请参看P4的第一个热化学方程式以及最后一个热化学方程式。 【提问】化学计量数在热化学方程式中表达的意义是什么？ 【讲述】化学计量数在热化学方程式中代表该物质的物质的量所以可以是整数、小数或分数。 【提问】热化学方程式中的反应热△H前的符号“＋”“－”各表示什么涵义？可以省略吗？ 【提问】课本P4例2的第三个热化学方程式完整吗？     倾听、了解热化学方程式的意义       观察、思考、讨论、回答：相同点：都表达了物质的变化，都遵守质量守恒；不同点：热化学方程式还注明了各物质的状态、反应的温度和压强以及反应的反应热。   阅读、比较   回答：因为反应在25℃、101kPa下进行时，可不注明温度和压强条件。 阅读、思考、理解、回答：反应物、生成物的状态不同，反应热也不相同   阅读、观察、思考、比较                 思考、回答：代表该物质的物质的量         思考、回答:“＋”表示反应吸热，“－” 表示反应放热，不可以省略   观察、回答：不完整，缺了表示吸热反应的“＋” 通过对已做过 的实验的回忆了解热化学方程式数据的来源及热化学方程式的意义     使学生在比较中更深刻认识热化学方程式并培养学生的观察能力、分析能力、总结能力                                                 培养学生的分析能力、质疑能力，更深刻理解知识 【小结、板书】热化学方程式的书写： 1. 标明各物质的状态； 2. 注明反应的温度和压强，反应在25 ℃、101 kPa下进行时，可不注明温度和压强条件； 3. △H的数值与化学计量数成正比； 4. △H的“＋”、“－”不能省略。     练习： 1、请解读下面的热化学方程式： （1）H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H=-285.8 kJ/mol （2）C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H =-2220.0 kJ/mol 2、依据事实，写出下列热化学方程式 （1）1mol乙烷燃烧生成CO2(g)和4H2O（l），放出1559.8 kJ热量。 （2）1克氢气燃烧生成液态水放出142.9 kJ热量 3、已知 下列关系式中正确的是（  ） （A）a＜c＜0    （B）b＞d＞0    （C）2a＝b＜0    （D）2c＝d＞0 【作业布置】 课本P5   2、3、4