《化學反應中的熱量》教學設計

賴傳森

摘要：化學鍵的斷裂與形成與化學反應中反應物的總能量與生成物的總能量的關系，懂得判斷一個化學反應過程是吸收能量還是放出能量的方法；掌握熱化學方程式的書寫，并能利用它來判斷是放熱反應還是吸熱反應。化學鍵與化學反應中的能量關系，熱化學方程式的書寫及熱化學方程式中ΔH與放熱反應、吸熱反應的關系。

關鍵詞：反應；熱量；現象；能量；過程

一、 教學目標

知識與技能：

（1） 通過學習化學能可以轉化為熱能、電能、光能等知識，判斷生產和生活中的能量轉化。

（2） 通過化學反應過程中化學鍵的斷裂和形成等多角度判斷從化學反應中反應物的總能量與生成物的總能量的變化并形成吸熱反應和放熱反應的概念。

（3） 掌握熱化學方程式的書寫規則，了解提高燃料燃燒效率的途徑。

過程與方法：

（1） 通過課程的講解引導學生去發現新問題。在問題的提出、研究、解決的過程中培養學生解決問題意識，并學會獨立解決思考。

（2） 通過演示實驗觀察、分析實驗現象，并總結實驗現象形成結論寫成書面報告。

情感、態度與價值觀：

（1） 通過實驗激發學生學習化學的興趣，樹立將化學知識應用在生活生產中的意識。

（2） 通過本課程的學習，懂得燃料燃燒對環境的污染，提高環境保護意識，在生活中應養成良好的習慣。

（3） 幫助學生用化學的視角認識能源和自然、環境、社會的關系，了解能源問題與化學科學的密切關系。

二、 教學重點和難點

重點：化學鍵的斷裂與形成與化學反應中反應物的總能量與生成物的總能量的關系，懂得判斷一個化學反應過程是吸收能量還是放出能量的方法；掌握熱化學方程式的書寫，并能利用它來判斷是放熱反應還是吸熱反應。

難點：化學鍵與化學反應中的能量關系，熱化學方程式的書寫及熱化學方程式中ΔH與放熱反應、吸熱反應的關系。

三、 教學過程設計

[引課]你見過化學反應中伴隨著的能量轉化嗎？能舉出具體例子嗎？

[演示實驗]鎂條燃燒。

[提問]通過觀察到的現象，你能說出該化學反應中伴隨著的能量轉化方式嗎？

（通過觀察、思考、交流、討論，引導學生分析該反應中有哪些能量的變化及能量之間的轉化？）

[媒體播放]幾種常見化學反應的能量變化。

（通過生活中的一些實例，如電池、車的蓄電池等等引導學生說出這些化學反應過程中的能量變化，進一步讓學生認識到化學反應中常伴隨著能量的轉化；不同形式的能量之間在一定條件下可以相互轉化。）

[板書]一、化學反應中的能量轉化

[提問]化學反應中為什么會伴隨著能量轉化？

[媒體展示]

[學生活動]

1. 觀察圖像，學會識圖。

2. 交流、討論。

[講授]化學反應中會伴隨著能量轉化是因為反應物與生成物的能量的變化，放出和吸收的能量不同。根據反應物的總能量與生成物的總能量的大小能夠判斷化學反應是放出能量還是吸收能量。不同的化學反應以及不同條件下的化學反應伴隨發生的能量變化不一定相同。這節課的重點就是研究化學反應中的能量變化。

[演示實驗]生石灰與水混合煮鵪鶉蛋。

（通過播放媒體課件要求學生分析生石灰與水混合煮鵪鶉蛋過程中有哪些能量的變化，體驗化學反應中能量變化過程。）

[學生實驗]1. 鐵片與鹽酸反應。

2. 氫氧化鈉加水溶解觸摸燒杯底部觀察現象。

3. 氯化銨晶體與氫氧化鋇晶體在燒杯中混合溶解觀察現象。

[板書]二、吸熱反應和放熱反應

吸熱反應：放出熱量的反應，其反應物的總能量高于生成物的總能量。其實質是，反應物的舊鍵斷裂吸收的能量<生成物形成鍵釋放出的能量。由于放出熱量，整個體系能量降低。

放熱反應：吸收熱量的反應，其反應物的總能量低于生成物的總能量。其實質是，反應物舊鍵斷裂吸收的能量>生成物成鍵釋放出能量。由于吸收熱量，整個體系能量升高。

[問題]如何用化學用語表示放熱反應和吸熱反應？

示例：2H2（g）+O2（g）2H2O（g）；ΔH=-483.6 kJ·mol-1

[講授]該熱反應方程式表示2mol氫氣跟1mol氧氣完全反應生成水蒸氣時，放出483.6 kJ熱量。ΔH的單位為kJ·mol-1，ΔH為負值表示該反應是放熱反應。

[分組討論]

1. 熱化學方程式與化學方程式的區別。

2. 2H2（g）+O2（g）2H2O（g）；ΔH=-483.6 kJ·mol-1

2H2（g）+O2（g）2H2O（l）；ΔH=？

以上兩個熱化學方程式的ΔH是否相同？說明原因。

3. 化學方程式2H2+O2點燃2H2O和H2+1/2O2點燃H2O有何不同？

4. H2（g）+1/2O2（g）H2O（l）；ΔH=a kJ·mol-1。a=？

5. H2O（l）H2（g）+1/2O2（g）；ΔH=b kJ·mol-1。b與a的關系如何？

[分析、歸納]從引導學生認識物質的狀態（固態、液態、氣態）會影響反應熱的大小，說明在熱化學方程式中要標明物質的狀態；讓學生知道熱化學方程式計量數可以用分數表示；讓學生知道計量數與熱值的關系。

[講授]化學反應的本質是原子的重新組合。在反應中，舊分子→原子→新分子，舊化學鍵的破壞和新化學鍵的形成所發生的能量變化。我們就可以通過化學反應過程中斷開舊的化學鍵所吸收的能量與形成新的化學鍵所放出的能量變化來判斷這個化學反應是吸熱反應還是放熱反應。endprint

[問題]對于化學反應：4H2（g）+2O2（g）4H2O（g），已知拆開2 mol H-H鍵需要消耗872 kJ能量，拆開2 mol O-O鍵需要消耗992 kJ能量，形成水分子中的2 mol H-O鍵能夠釋放926 kJ能量。你能根據以上的數據判斷4H2（g）+2O2（g）4H2O（g）是放熱反應還是放熱的反應嗎？請通過計算回答。

[學生活動]計算，討論。

[講授]可以根據反應物的總能量與生成物的總能量差來判斷某化學反應是放熱反應還是吸熱反應。當反應物的總能量小于生成物的總能量時，反應表現為吸收能量，以吸熱的形式發生反應，稱為吸熱反應。當反應物的總能量大于生成物的總能量時，反應表現為放收能量，以放熱的形式發生反應，稱為放熱反應。

[媒體展示]化學反應中能量變化與反應物和生成物總能量的關系

[討論、分析、歸納]課本“交流與討論”欄目的內容。

[過渡]氫氣可作燃料，還有很多用途。還有哪些物質常用作燃料？

[板書]三、可燃物質燃燒放出的熱量是否一樣呢？

[思考]1. 物質量相同的不同的可燃物質燃燒所放出的熱量一樣嗎？

2. 甲烷、煤氣代替煤炭作為民用燃料，有什么好處？

[板書]1. 不同的燃料燃燒的熱值比較

2. 如何科學合理應用燃料

[學生活動]通過引導學生讀書、同伴互助，師生交流，自主解決問題。了解可燃物質燃燒如何提高燃燒效率的途徑，懂得利用生活垃圾制取沼氣燃料，減少燃料對環境的污染。

[本節小結]化學反應中能量變化可以看成是舊化學鍵的破壞和新化學鍵的形成所發生的能量變化。通過這節課的學習，我們應該懂得以下知識：

1. 化學反應的判斷依據是有新物質生成，反應前后的總能量是不同。

2. 任何化學變化不但要遵循質量守恒還要遵循能量守恒的規律。

3. 如何用化學變化前后的能量變化以熱量形式表示出來。

4. 吸熱反應、放熱反應的定義和判斷的方法。

5. 熟練書寫熱化學方程式并懂得熱化學方程式表示的意義。

6. 不同的可燃物質燃燒釋放的熱量不一樣，學會如何提高可燃物質燃燒的利用率，保護好我們的環境。

四、 板書設計

化學反應中的熱量

1. 化學反應中的能量轉化

2. 吸熱反應和放熱反應的定義

3. 熱化學方程式的書寫

4. 可燃物質的燃燒能量變化

五、 教學反思

能量包含熱量，熱量是能量的一種，在教學過程中不能混為一談。教學設計中，先介紹能量再介紹熱量（概念從大到小），還是先介紹熱量再介紹能量（概念從小到大），教學效果各有千秋。

設計直觀、有趣、源于生活的實驗，如用生石灰煮雞蛋、自熱食品等實驗化學，能讓學生樂于探索、發現化學問題，感受化學是有用的。endprint