化学反应与能量变化教案

化学反应与能量变化教案一、教学目标1.知识与技能目标了解化学反应中能量变化的主要原因，理解化学反应中能量变化与化学键变化的关系。掌握化学反应中吸热反应和放热反应的概念，能通过实验和理论分析判断常见的吸热反应和放热反应。理解热化学方程式的含义，能正确书写热化学方程式，并能根据热化学方程式进行简单的计算。了解燃烧热和中和热的概念，能进行相关的计算。2.过程与方法目标通过实验探究，培养学生观察、分析和解决问题的能力，提高学生的实验操作技能。通过对化学反应中能量变化的理论分析，培养学生的逻辑思维能力和抽象概括能力。通过热化学方程式的书写和计算练习，培养学生的化学用语表达能力和计算能力。3.情感态度与价值观目标通过实验探究和理论分析，激发学生学习化学的兴趣，培养学生严谨的科学态度。通过了解化学反应中能量变化在生产、生活中的应用，体会化学与生活的紧密联系，增强学生的社会责任感。

二、教学重难点1.教学重点化学反应中能量变化的原因及吸热反应、放热反应的概念。热化学方程式的书写及计算。燃烧热和中和热的概念及计算。2.教学难点化学反应中能量变化与化学键变化的关系。热化学方程式的书写及注意事项。中和热的测定实验及数据处理。

三、教学方法讲授法、实验法、讨论法、练习法相结合

四、教学过程

（一）课程导入（5分钟）教师活动：通过播放一段关于化学反应中能量变化的视频，如燃烧煤炭取暖、汽车发动机燃烧汽油驱动汽车等，展示化学反应中能量变化在生活中的常见实例。然后提问学生："从这些例子中，大家能感受到化学反应伴随着怎样的变化？"引导学生思考化学反应与能量之间的关系。学生活动：观看视频，思考教师提出的问题，并积极回答自己的观察和感受，如化学反应会释放出热量等。设计意图：以生活中常见的化学反应能量变化实例引入课程，激发学生的学习兴趣，引发学生对化学反应中能量变化的关注和思考，自然地导入新课。

（二）化学反应中能量变化的原因（10分钟）教师活动：1.回顾化学键的相关知识，提问学生："什么是化学键？化学键的形成和断裂与能量有什么关系？"引导学生回答化学键是相邻原子间强烈的相互作用，形成化学键会释放能量，断裂化学键需要吸收能量。2.结合教材中的图示，讲解化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成。例如，氢气和氯气反应生成氯化氢的过程：氢气分子中氢氢键断裂吸收能量，氯气分子中氯氯键断裂吸收能量，同时氢原子和氯原子形成氢氯键释放能量。3.通过动画演示氢气与氯气反应过程中能量的变化情况，让学生直观地看到反应前后能量的变化，并分析反应是吸热还是放热取决于断裂旧键吸收的总能量与形成新键释放的总能量的相对大小。学生活动：1.回忆化学键的知识，积极回答教师的提问。2.认真听讲，理解化学反应中化学键变化与能量变化的关系，观察动画演示，思考反应能量变化的原因。设计意图：通过回顾旧知识引入新知识，帮助学生建立知识之间的联系，利用动画演示使抽象的概念形象化，便于学生理解化学反应中能量变化的本质原因，为后续学习吸热反应和放热反应奠定基础。

（三）吸热反应和放热反应（15分钟）教师活动：1.实验演示：进行氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应的实验。在小烧杯中加入约20g氢氧化钡晶体[Ba(OH)₂·8H₂O]，再加入约10g氯化铵晶体，用玻璃棒搅拌，使之充分混合。观察现象，并感受烧杯壁的温度变化。2.提问学生观察到的现象，如闻到刺激性气味（生成氨气）、混合物呈糊状（有水生成）、烧杯壁发凉（反应吸热）等。引导学生根据实验现象得出该反应是吸热反应的结论。3.讲解吸热反应和放热反应的概念：放热反应是指放出热量的化学反应，吸热反应是指吸收热量的化学反应。4.结合教材中的常见化学反应实例，如燃烧反应（放热反应）、碳酸钙分解反应（吸热反应）等，让学生判断反应是吸热还是放热，并分析原因。5.组织学生分组讨论：生活中还有哪些常见的吸热反应和放热反应的例子？每个小组派代表发言分享讨论结果。学生活动：1.认真观察实验现象，记录实验数据（如烧杯壁温度变化），思考反应中的能量变化情况。2.积极回答教师的提问，参与讨论，总结吸热反应和放热反应的特点，并举例说明生活中的相关反应。设计意图：通过实验直观地让学生感受吸热反应，培养学生的观察能力和实验操作能力。结合实例分析和讨论，加深学生对吸热反应和放热反应概念的理解，引导学生关注化学反应能量变化在生活中的体现，提高学生的学习积极性和合作交流能力。

（四）热化学方程式（20分钟）教师活动：1.讲解热化学方程式的概念：热化学方程式是表示化学反应中放出或吸收热量的化学方程式。它不仅表明了化学反应中的物质变化，还表明了化学反应中的能量变化。2.以氢气燃烧生成液态水的反应为例，讲解热化学方程式的书写步骤和注意事项：写出正确的化学方程式：$2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(l)$标明物质的聚集状态：$2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(l)$，其中$g$表示气态，$l$表示液态，$s$表示固态，$aq$表示水溶液。在方程式右边注明反应热$\DeltaH$的值，并根据吸热反应和放热反应确定$\DeltaH$的正负：$2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(l)\\DeltaH=571.6kJ/mol$，放热反应$\DeltaH$为负，吸热反应$\DeltaH$为正。强调热化学方程式中化学计量数只表示物质的量，可以是整数也可以是分数。3.课堂练习：让学生根据给出的化学反应和相关信息，书写热化学方程式。如已知1molC完全燃烧生成CO₂气体放出393.5kJ热量，写出C燃烧的热化学方程式。4.引导学生分析热化学方程式与普通化学方程式的区别，并总结热化学方程式书写的要点。学生活动：1.认真听讲，理解热化学方程式的概念和书写步骤，做好笔记。2.进行课堂练习，书写热化学方程式，并与教师和同学交流讨论，及时纠正错误。3.思考热化学方程式与普通化学方程式的区别，总结书写要点，加深对热化学方程式的理解和掌握。设计意图：通过详细讲解和实例分析，让学生掌握热化学方程式的书写方法和注意事项，通过课堂练习及时巩固所学知识，培养学生的化学用语表达能力和逻辑思维能力。

（五）燃烧热（10分钟）教师活动：1.讲解燃烧热的概念：在101kPa时，1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热。例如，$C$完全燃烧生成$CO₂(g)$，$H₂$完全燃烧生成$H₂O(l)$等。2.强调燃烧热的几个要点：规定是在101kPa压强下测出的热量。可燃物的物质的量必须是1mol。生成的氧化物必须是稳定的氧化物，如$H₂O$是液态而不是气态。3.给出一些物质的燃烧热数据，如$H₂$的燃烧热为$\DeltaH=285.8kJ/mol$，让学生写出$H₂$燃烧的热化学方程式，并思考如何根据燃烧热进行相关计算。4.讲解燃烧热计算的基本方法：根据燃烧热的定义，已知物质的燃烧热可以计算一定量物质完全燃烧放出的热量，公式为$Q=n\times\DeltaH$，其中$Q$表示放出的热量，$n$表示物质的物质的量，$\DeltaH$表示燃烧热。学生活动：1.理解燃烧热的概念，明确燃烧热的要点，思考教师提出的问题。2.写出$H₂$燃烧的热化学方程式，并尝试根据燃烧热数据进行简单的计算，如计算2mol$H₂$完全燃烧放出的热量。设计意图：准确阐述燃烧热的概念和要点，通过实例计算让学生掌握燃烧热的计算方法，培养学生运用概念解决实际问题的能力，加深对燃烧热概念的理解。

（六）中和热（15分钟）教师活动：1.讲解中和热的概念：在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应生成1mol$H₂O$时所放出的热量，叫做中和热。2.强调中和热的几个要点：必须是稀溶液，因为浓溶液稀释会放热。酸和碱必须是强酸和强碱。生成的水必须是1mol。3.演示中和热的测定实验：介绍实验仪器：量热计（内筒、外筒、温度计、搅拌器等）、量筒（50mL）、环形玻璃搅拌棒等。实验步骤：用量筒量取50mL0.50mol/L盐酸，倒入简易量热计中，测量并记录盐酸的温度$t₁$。用另一量筒量取50mL0.55mol/LNaOH溶液，测量并记录NaOH溶液的温度$t₂$。将量筒中的NaOH溶液迅速倒入量热计中，立即盖上盖板，用环形玻璃搅拌棒轻轻搅拌，观察温度计的温度变化，准确读出并记录反应体系的最高温度$t₃$。数据处理：计算反应前后溶液的温度差$\Deltat=t₃\frac{t₁+t₂}{2}$。根据公式$Q=mc\Deltat$计算反应放出的热量，其中$m$为反应混合溶液的质量，$c$为比热容，一般取$4.18J/(g·℃)$。计算中和热$\DeltaH=\frac{Q}{n(H₂O)}$，$n(H₂O)$为生成水的物质的量。4.组织学生分组进行实验操作，教师巡视指导，提醒学生注意实验安全和操作规范。实验结束后，各小组汇报实验数据，教师引导学生分析实验误差产生的原因及如何改进。学生活动：1.理解中和热的概念和要点，认真观察教师的演示实验，学习实验操作步骤和数据处理方法。2.分组进行实验操作，记录实验数据，积极参与讨论，分析实验误差，总结实验经验。设计意图：通过详细讲解和演示实验，让学生掌握中和热的概念和测定方法，培养学生的实验操作能力和数据分析能力，让学生在实践中体会科学探究的过程，提高学生的科学素养。

（七）课堂小结（5分钟）教师活动：引导学生回顾本节课所学的主要内容，包括化学反应中能量变化的原因、吸热反应和放热反应的概念、热化学方程式的书写及计算、燃烧热和中和热的概念及测定等，让学生自己总结本节课的收获和疑问。学生活动：积极思考，回顾本节课的知识点，与同学交流讨论自己的学习体会，提出自己的疑问。设计意图：通过课堂小结，帮助学生梳理本节课的知识体系，强化重点内容，培养学生的总结归纳能力和反思质疑精神，使学生对所学知识有更系统、更深入的理解。

（八）课堂练习（10分钟）教师活动：布置一些针对性的练习题，涵盖化学反应中能量变化的判断、热化学方程式的书写、燃烧热和中和热的计算等方面，让学生在课堂上完成。巡视学生的做题情况，及时发现学生存在的问题并进行个别指导。学生活动：认真完成课堂练习，巩固本节课所学知识，提高解题能力。对于不懂的问题，及时向教师或同学请教。设计意图：通过课堂练习，及时反馈学生对知识的掌握情况，便于教师调整教学策略，强化学生对重点知识的理解和应用，提高学生运用所学知识解决实际问题的能力。

（九）布置作业（5分钟）1.书面作业：教材课后习题中与本节课相关的题目。已知在一定条件下，$1mol$石墨转化为金刚石要吸收$1.895kJ$的热量。据此请回答：石墨和金刚石哪种能量高？石墨和金刚石哪种更稳定？写出石墨转化为金刚石的热化学方程式。2.拓展作业：查阅资料，了解化学反应中能量变化在能源开发和利用方面的应用，并撰写一篇小短文，介绍其中一种应用及其原理。设计意图：书面作业旨在巩固课堂所学知识，加深学生对重点概念和计算的理解和掌握。拓展作业则鼓励学生自主学习，培养学生的信息收集和整理能力，拓宽学生的知识面，让学生体会化学与生活、社会的紧密联系，提高学生的学习兴趣和综合素质。

五、教学反思通过本节课的教学，学生对化学反应中的能量变化有了较为系统的认识，从能量变化的原因到吸热反应、放热反应的概念，再到热化学方程式的书写和燃烧热、中和热的计算等，学生在知识和技能方面都有了一定的