2024-2025学年高中化学 第二章 化学反应与能量 第一节 化学能与热能教学实录4 新人教版必修2

2024-2025学年高中化学第二章化学反应与能量第一节化学能与热能教学实录4新人教版必修2学校授课教师课时授课班级授课地点教具设计思路本节课以“化学反应与能量”为主题，围绕新人教版必修2第二章内容，通过实际案例引入，引导学生认识化学能与热能的关系，并掌握能量转化的基本原理。通过实验探究、讨论分析等方法，使学生深入了解化学反应过程中的能量变化，培养学生的科学探究能力和化学思维。核心素养目标培养学生科学探究精神，提升化学实验操作技能；增强学生分析问题、解决问题的能力；引导学生树立绿色化学观念，认识到化学反应能量变化对环境的影响；培养化学学科的核心思维，理解能量守恒定律在化学反应中的应用。教学难点与重点1.教学重点

-理解化学反应中能量变化的具体表现形式，如放热反应和吸热反应。

-掌握焓变和反应热的概念，能够通过实验数据计算反应热。

-识别化学键的断裂和形成与能量变化的关系。

2.教学难点

-理解化学反应中能量变化与反应速率的关系，例如如何通过温度、浓度等因素影响反应的能量变化。

-掌握盖斯定律，并能应用于计算非直接测量的反应热。

-分析复杂反应过程中的能量变化，包括中间体和过渡态的能量状态。例如，在讨论燃烧反应时，理解为什么碳氢化合物燃烧产生大量热能。教学资源准备1.教材：确保每位学生拥有新人教版必修2教材，以便跟随课本内容学习。

2.辅助材料：准备与化学反应能量变化相关的图片、图表和视频，以增强直观理解。

3.实验器材：准备试管、酒精灯、温度计、量筒等实验器材，用于演示放热和吸热反应。

4.教室布置：设置分组讨论区，安排实验操作台，确保学生能够安全、有序地进行实验活动。教学过程一、导入新课

（1）师：同学们，我们之前学习了化学键和化学反应，那么在化学反应过程中，有没有能量变化呢？今天我们就来探究一下化学反应与能量之间的关系。

（2）师：请大家打开课本，翻到第二章第一节，我们一起来看看课本上是怎样描述化学反应与能量关系的。

二、新课讲授

1.化学反应中的能量变化

（1）师：首先，我们来了解一下化学反应中的能量变化。请大家看课本上的图2-1，这是化学反应的能量变化示意图。

（2）师：通过观察示意图，大家能看出什么？请同学们分享一下你们的发现。

（3）生：化学反应中，化学键的断裂需要吸收能量，而化学键的形成会释放能量。

（4）师：很好，这就是化学反应中的能量变化。接下来，我们用实验来验证一下这个现象。

2.放热反应与吸热反应

（1）师：现在，我们来区分一下放热反应和吸热反应。请大家看课本上的图2-2，这是放热反应和吸热反应的示意图。

（2）师：请同学们观察这两个示意图，找出放热反应和吸热反应的区别。

（3）生：放热反应中，反应物的能量高于生成物的能量，而吸热反应中，反应物的能量低于生成物的能量。

（4）师：很好，这就是放热反应和吸热反应的区别。接下来，我们用实验来验证一下这个现象。

3.焓变与反应热

（1）师：现在，我们来了解一下焓变和反应热的概念。请大家看课本上的图2-3，这是焓变和反应热的示意图。

（2）师：请同学们观察这个示意图，找出焓变和反应热的区别。

（3）生：焓变是指化学反应过程中系统焓的变化，而反应热是指化学反应过程中释放或吸收的热量。

（4）师：很好，这就是焓变和反应热的概念。接下来，我们用实验来计算一下反应热。

4.能量守恒定律

（1）师：最后，我们来了解一下能量守恒定律。请大家看课本上的图2-4，这是能量守恒定律的示意图。

（2）师：请同学们观察这个示意图，找出能量守恒定律的关键点。

（3）生：能量守恒定律指出，能量既不能被创造，也不能被消灭，只能从一种形式转化为另一种形式。

（4）师：很好，这就是能量守恒定律。接下来，我们用实验来验证一下这个定律。

三、实验演示

1.放热反应实验

（1）师：首先，我们进行放热反应实验。请大家观察实验现象，并记录实验数据。

（2）生：实验过程中，我们观察到试管壁发热，说明这是一个放热反应。

2.吸热反应实验

（1）师：接下来，我们进行吸热反应实验。请大家观察实验现象，并记录实验数据。

（2）生：实验过程中，我们观察到试管壁冷却，说明这是一个吸热反应。

3.反应热计算实验

（1）师：现在，我们来计算一下这个反应的反应热。请大家根据实验数据，进行计算。

（2）生：根据实验数据，我们计算出这个反应的反应热为XkJ/mol。

四、课堂小结

1.回顾本节课所学内容，引导学生总结化学反应与能量之间的关系。

2.强调能量守恒定律在化学反应中的重要性。

3.鼓励学生在课后进行拓展学习，了解更多关于化学反应与能量的知识。

五、布置作业

1.完成课本上的相关练习题，巩固所学知识。

2.查阅资料，了解化学反应与能量在生活中的应用。

六、板书设计

1.化学反应与能量

-能量变化

-放热反应与吸热反应

-焓变与反应热

-能量守恒定律

2.实验部分

-放热反应实验

-吸热反应实验

-反应热计算实验知识点梳理1.化学反应与能量变化

-化学反应过程中存在能量变化，能量可以以热能、光能、电能等形式释放或吸收。

-能量变化可以通过实验测量，如温度变化、气体体积变化等。

2.放热反应与吸热反应

-放热反应：在化学反应中，反应物的能量高于生成物的能量，能量以热能形式释放。

-吸热反应：在化学反应中，反应物的能量低于生成物的能量，能量以热能形式吸收。

3.焓变与反应热

-焓变（ΔH）：化学反应过程中系统焓的变化，ΔH>0表示吸热反应，ΔH<0表示放热反应。

-反应热（q）：化学反应过程中释放或吸收的热量，q>0表示吸热反应，q<0表示放热反应。

4.热化学方程式

-热化学方程式：表示化学反应过程中能量变化的方程式，包括反应物、生成物和焓变。

-热化学方程式中的焓变值通常以kJ/mol为单位。

5.能量守恒定律

-能量守恒定律：能量既不能被创造，也不能被消灭，只能从一种形式转化为另一种形式。

-在化学反应中，反应物和生成物的能量总和保持不变。

6.反应速率与能量变化

-反应速率受温度、浓度、催化剂等因素影响，这些因素会影响化学反应的能量变化。

-温度升高，反应速率加快，能量变化速率也加快。

7.热力学第一定律

-热力学第一定律：能量守恒定律在热力学中的具体体现，即系统内能的变化等于系统吸收的热量与系统对外做功之和。

8.热力学第二定律

-热力学第二定律：热量不能自发地从低温物体传递到高温物体，即热量传递具有方向性。

9.焓变计算

-焓变计算方法：根据热化学方程式，通过计算反应物和生成物的焓值，计算焓变。

10.热化学实验

-热化学实验方法：通过测量化学反应过程中的温度变化、气体体积变化等，计算反应热。

11.热力学在生活中的应用

-热力学原理在能源、环境、化工等领域有广泛应用，如燃烧反应、热力学循环、能源转换等。典型例题讲解1.例题一：计算反应热

-题目：已知反应2H₂(g)+O₂(g)→2H₂O(l)的焓变为ΔH=-571.6kJ/mol，计算1摩尔水生成时放出的热量。

-解答：由热化学方程式可知，2摩尔水生成时放出的热量为-571.6kJ。因此，1摩尔水生成时放出的热量为-571.6kJ/2=-285.8kJ。

2.例题二：判断反应类型

-题目：反应A+B→C+D，已知反应物A和B的总能量为1200kJ，生成物C和D的总能量为900kJ，判断该反应是放热反应还是吸热反应。

-解答：由于生成物C和D的总能量低于反应物A和B的总能量，说明能量在反应过程中被释放，因此该反应是放热反应。

3.例题三：计算反应的平衡常数

-题目：在25°C时，反应2SO₂(g)+O₂(g)⇌2SO₃(g)的平衡常数K为1.2×10⁻²。若反应初始时SO₂、O₂和SO₃的浓度分别为0.5mol/L、0.2mol/L和0.1mol/L，计算平衡时SO₂的浓度。

-解答：设平衡时SO₂的浓度减少了xmol/L，则SO₃的浓度增加了xmol/L，O₂的浓度减少了x/2mol/L。根据平衡常数表达式K=[SO₃]²/([SO₂]²[O₂])，代入数值解得x=0.1mol/L。因此，平衡时SO₂的浓度为0.5-0.1=0.4mol/L。

4.例题四：计算能量变化

-题目：在标准状况下，将1摩尔H₂和1摩尔Cl₂混合，反应生成2摩尔HCl(g)。已知H₂(g)+Cl₂(g)→2HCl(g)的焓变为ΔH=-184.6kJ/mol，计算反应放出的热量。

-解答：由热化学方程式可知，反应生成2摩尔HCl时放出的热量为-184.6kJ。因此，1摩尔H₂和1摩尔Cl₂反应放出的热量为-184.6kJ。

5.例题五：热力学第二定律的应用

-题目：某热机在一个循环过程中，从高温热源吸收了Q₁=500kJ的热量，向低温热源放出了Q₂=300kJ的热量。计算该热机的热效率。

-解答：热机的热效率η=(Q₁-Q₂)/Q₁。代入数值计算得η=(500-300)/500=0.4，即热机的热效率为40%。反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.实验教学与理论教学相结合：在讲解化学反应与能量这一章节时，我尝试将实验教学与理论教学相结合，通过实验演示让学生直观地感受到化学反应中的能量变化，提高了学生的学习兴趣和参与度。

2.互动式教学法的运用：在课堂上，我采用了互动式教学法，鼓励学生提问、讨论和表达自己的观点，这样可以激发学生的思维，培养他们的自主学习能力。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.学生对抽象概念理解困难：在讲解能量守恒定律和焓变等抽象概念时，部分学生反映难以理解。这可能是因为学生缺乏相应的物理背景知识，或者对化学概念的理解还不够深入。

2.实验操作指导不足：在实验教学中，我发现有些学生在操作过程中不够规范，导致实验结果不准确。这可能是由于实验指导不够详细，或者学生在实验前的准备工作不足。

3.评价方式单一：目前的教学评价主要依赖于学生的考试成绩，这种方式可能无法全面评估学生的学习效果和实际操作能力。

反思改进措施（三）

1.加强概念教学，结合物理知识：为了帮助学生更好地理解抽象概念，我计划在讲解化学概念时，适当引入相关的物理知识，如能量守恒定律在物理领域的应用，帮助学生建立跨学科的知识联系。

2.优化实验操作指导，提高实验教学质量：我将进一步完善实验操作指导，确保学生在实验前充分了解实验目的、原理和操作步骤。同时，通过示范和指导，提高学生的实验操作技能，确保实验结果的准确性。

3.丰富评价方式，注重过程性评价：为了更全面地评估学生的学习效果，我将尝试引入多种评价方式，如课堂表现、实验报告、小组讨论等，注重过程性评价，以更全面地了解学生的学习情况。此外，我还将鼓励学生进行自我评价和同伴评价，提高他们的自我反思能力。板书设计1.化学反应与能量变化

①化学反应中的能量变化

②放热反应与吸热反应

③焓变与反应热

2.热