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其次章 化学反应与能量
第一节 化学能与热能
【教学过程】
第一阶段：问题引导—学问呈现阶段
备注：本阶段学问以课前预习、自学为基础，以课堂争辩、沟通、共享、提升为目标。
【学问链接】一、化学反应和物质能量的关系
【自学解答】自学教材P33页图2-1，解决以下问题。
1.各种物质都储存有_______能，不同的物质储存的_________不同。
2．当反应物总能量 ＞ 生成物总能量时，反应为 反应；
当反应物总能量 < 生成物总能量时，反应为 反应。
依据能量守恒定律，反应物的总能量（E反）、生成物总能量（E生）、放出的能量（E）之间的关系：放热反应中：
吸热反应中：
【学问链接】二、化学键和化学反应中能量变化的关系
【自学解答】阅读教材P32-33页内容，争辩、沟通解决如下问题。
请你以H2和Cl2化合生成HCl的反应为例从化学键角度分析其中的能量变化。
1．断开化学键吸取能量
1molH2中含有 H—H键，常温常压下使1molH2变为2molH原子断开了 H—H键，需要 436KJ的热量。
2．形成化学键放出能量
由2molH原子生成1molH2，有 H—H键生成，生成过程中向外界 436KJ的热量。
小结：形成1molH—H键释放的能量与断开1molH—H键吸取的能量 。
3．化学变化中能量变化的主要缘由——微观方面
⑴化学键的 和 是化学反应中能量变化的主要缘由。
⑵化学反应的实质是分子的 和原子的 ，用化学键理论可表述为旧化学键的 和新化学键的 。
4．反应能量变化的判定——宏观方面 （教材P33页图）
⑴各种物质都储存有 能。
⑵反应物的总能量>生成物的总能量，反应 能量。
⑶反应物的总能量<生成物的总能量，反应 能量。
5．两条基本的自然定律
⑴质量守恒定律： 。
⑵能量守恒定律： 。
⑶质量与能量是相互联系的（ ），故统称为 。
6．放热反应和吸热反应
⑴化学反应中的能量变化，通常主要表现为 的变化—— 或者 。
⑵放热反应： 的化学反应。
⑶吸热反应： 的化学反应。
已知该反应为放热反应，则拆开化学键需要的总能量（E拆）、形成化学键的总能量（E成）与放出的能量（E）之间的关系： 。
【资料收集】：常见的放热反应和吸热反应
放热反应：①燃烧反应 ②中和反应 ③物质的缓慢氧化 ④金属与水或酸反应
⑤部分化合反应
吸热反应：①氢氧化钡晶体与氯化铵晶体 ②弱电解质的电离 ③大多数盐的分解反应
④大多数氢化物分解反应
【自学解答】阅读课本34～36页，了解人类如何利用化学反应产生的热量。
1．化学反应供应的热能对人类社会意义
（1）________________________________________。
（2）____________________________________________。
2．化学能与热能相互转化的应用
⑴化学能转化为热能的应用： 、 、 。
⑵热能转化为化学能的应用： 、 。
【科学视野1】生物体中的能量转化
生物
反应物
变化过程
生成物
能量转化过程
植物
H2O+CO2
糖类(淀粉等)
能→ 能
动物
食用糖类
H2O+CO2
能→ 能
【科学视野2】社会进展与能源利用
不同社会进展水平常期的人均耗能量不同。
【科学视野3】人类利用能源的三个阶段
能源时期→ 能源时期→_____________时期
其次阶段：试验探究—收集资料阶段
一、试验目的：探究化学反应过程中的能量变化
二、试验内容
试验1—铝和盐酸的反应 ：
向一支试管中加入 2~3mL 6mol/L 的盐酸，插入用砂纸打磨光的铝条，观看现象，并用温度计测量溶液温度的变化。
试验步骤
试验现象
手触摸
温度计测
加入盐酸
————
管壁较凉
插入铝片
铝片表面
消灭气泡
管壁稍许发热
温度计的液柱 ，由 ℃到 ℃
结论
铝与盐酸反应放出热量，使环境温度上升
结论：1. 大多数置换反应是 放热 反应；
2. 化学 能转化为 热能 释放出来。
试验2——Ba(OH)2•8H2O 晶体与NH4Cl反应：
将约 20g Ba(OH)2•8H2O 晶体研细后与10g NH4Cl 晶体在烧杯中混合，并将烧杯放在滴有几滴水的塑料片上，马上用玻璃棒快速搅拌混合物，闻气味，用手触摸杯壁下部，试着用手拿起烧杯，观看现象。
试验步骤
试验现象
得出结论
将晶体混合后马上用玻璃棒快速搅拌混合物
有刺激性气味的气体产生，该气体能使潮湿的紫色石蕊试纸变蓝
有NH3气生成
用手触摸烧杯下部
感觉烧杯变凉
反应吸热
用手拿起烧杯
烧杯下面的带有几滴水的玻璃片（或小木板）粘到了烧杯底部
反应吸取热量使体系温度降低，使水结成冰
将粘有玻璃片的烧杯放在盛有热水的烧杯上一会儿再拿起
玻璃片脱离上面烧杯底部
冰溶化
反应完后，观看反应物
混合物成糊状
有水生成
结 论
化学 能转化为 热 能储存起来
用化学方程式表示上述反应： Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl==BaCl2+2NH3↑+10H2O
试验3：盐酸与NaOH溶液反应
在 50mL烧杯中加入 20mL 2mol/L 的盐酸，测其温度，另用量筒量取 20mL 2mol/L 的NaOH溶液，测其温度。并缓缓倾入烧杯中，边加边用玻璃棒搅拌，观看反应中溶液温度的变化过程，并做好记录。
盐酸温度
NaOH溶液温度
反应后溶液温度
结论：①溶液温度 上升
②反应实质：H+ +OH－＝H2O。中和反应是 放热 反应；
③ 化学能转化为 热 能释放出来。
第三阶段：组织争辩—联系整合阶段
【争辩沟通1】物质发生化学反应的同时还伴随着能量的变化，而这些能量变化通常又表现为热能变化。为什么有的化学反应吸热，而有的化学反应放热？ 与反应物能量和生成物能量有关
【争辩沟通2】化学反应中的能量从哪里来？ 外界供应的能量以及化学键的生成放出
【争辩沟通3】H2和Cl2反应生成HCl是放热反应，比较反应物H2和Cl2的总能量（E反）与生成物HCl的总能量（E生）大小关系： E反 > E生
【争辩沟通4】为什么很多放热反应一开头要加热才能进行呢？ 破坏化学键需要供应能量
第四阶段：组织练习—迁移应用阶段
1.物质之间发生化学反应时，肯定发生变化的是（ C ）
A.颜色 （若不正确，请举反例： ）
B.状态 （若不正确，请举反例： ）
C.化学键 （若不正确，请举反例： ）
D.原子核 （若不正确，请举反例： ）
2.下列说法不正确的（A ）
A.需要加热才能进行的反应肯定是吸热反应 B.化学反应开头时都需要吸取能量
C.E（拆键）< E（成键），则反应放热 D.可逆反应若正向放热，则逆向肯定吸热
3.资料：拆开1molH2吸热436kJ，拆开1molCl2吸热243kJ，形成1molHCl放热431kJ。请你算一算“氢气和氯气反应生成氯化氢”的反应是吸热过程还是放热过程。简洁说说你的依据。
第五阶段---归纳小结
1．物质发生化学反应的同时还伴随着能量的变化,而这种能量变化又通常表现为热能变化。
2．化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要缘由。
3．一个确定的化学反应在发生过程中是吸取能量还是放出能量，取决于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。
4．化学反应中能量转化遵循能量守衡原则。
5．化学反应中能量的计算及其利用前景。
【板书设计】
第一节 化学能与热能
一、化学反应和能量的关系
反应物总能量＞生成物总能量 化学反应放出能量 放热反应
反应物总能量＜生成物总能量 化学反应吸取能量 吸热反应
二、化学键与化学反应中能量变化的关系
化学键断裂 吸取能量 吸取能量大于放出能量 吸热反应
化学键形成 放出能量 吸取能量小于放出能量 放热反应
第六阶段--课后反思与评价
一、个人反思和总结
1.通过这节课你学到了哪些化学学问？学会了哪些试验方法？
2.在整个过程中，你最满足的做法是什么？你最不满足的做法是什么？
二、组内沟通和评价
在思考、争辩过程中，同组成员给了你哪些启示？你又给了同组成员哪些启示？
三、组间沟通和评价
1.当听完其他小组的汇报后，发觉他们的哪些做法比你们小组的好？哪些不如你们的好？
2.当听完其他小组的汇报后，你是否又有了新的想法？
依据你在这次活动中的收获和表现，以10分制计算，你的得分是 。
请阐述理由： 。
假如要通过试验来测定盐酸与氢氧化钠反应的中和热，你认为在设计试验装置和操作时应留意哪些问题？你预备如何进行试验？请与同学们争辩.沟通。
酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量称为中和热。稀溶液中，强酸与强碱的中和反热为定值：57.3KJ/mol
留意点:
①所用装置要尽可能做到保温、隔热。
②所用药品溶液浓度的配制必需精确 ，且浓度尽可能的要小。
③为保证盐酸完全被氢氧化钠中和，须使盐酸的浓度稍大于氢氧化钠溶液的浓度。
④温度计刻度要小点，读数要尽可能精确 ，且估读至小数点后两位。
⑤水银球部位肯定要完全浸没在溶液中，且要稳定一段时间后再读数，以提高测量的精度。
⑥两次读数的时间间隔要短，这样才能读到最高温度，即最终温度。
⑦试验操作时动作要快，以尽量削减热量的损失。
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