化學(xué)變化中的能量變化

1、化學(xué)變化中的能量變化 松江一中 沈利華一、教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能（1）知道化學(xué)反應(yīng)釋放能量的形式，了解研究化學(xué)變化中能量變化的重要意義；（2）掌握吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的概念，理解化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)；（3）理解化學(xué)變化中能量變化的原因及其與物質(zhì)穩(wěn)定性之間的關(guān)系。2、過程與方法（1）從能量和化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)兩個(gè)方面研究化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因，理解物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系； （2）通過感受、判斷、實(shí)驗(yàn)等方法，理解化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)，了解科學(xué)研究一些基本思想和方法。3、情感態(tài)度與價(jià)值觀（1）通過氫能源的認(rèn)識(shí)，感受能源開發(fā)與利用的重要性和必要性，感受化學(xué)與人類、自然之間的關(guān)系，感受學(xué)習(xí)化學(xué)的重要性；（2）創(chuàng)

2、設(shè)多元情景，激發(fā)學(xué)習(xí)、研究興趣。二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)（1）理解化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)及其原因；（2）了解并感悟科學(xué)研究的思想和方法。三、教學(xué)過程【引言】章節(jié)前言：人類社會(huì)的發(fā)展史是和人類利用物質(zhì)變化產(chǎn)生的能量變化的進(jìn)步密切相關(guān)的。說(shuō)明物質(zhì)變化與能量變化之間有著密切的關(guān)系?！緩?fù)習(xí)】判斷下列物質(zhì)變化過程的能量變化及其對(duì)應(yīng)物質(zhì)間的能量關(guān)系物質(zhì)變化能量變化（吸收熱量、放出熱量）物質(zhì)間能量（E）關(guān)系（1）H2O（g） H2O（l）（2） I2（s） I2（g）【思考】根據(jù)上述變化過程，可以得出哪些結(jié)論？【生答】（1）物質(zhì)的變化總是伴隨著能量的變化；（2）同一種物質(zhì)，狀態(tài)不同，能量不同；（3）能量高的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能

3、量低的物質(zhì)，釋放能量，能量低的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能量高的物質(zhì)，吸收能量?！疽搿可鲜鲎兓鶎儆谖镔|(zhì)變化中的物理變化，且在變化過程中伴隨著能量的變化。那么在化學(xué)變化中物質(zhì)變化與能量變化之間又將存在怎樣的關(guān)系呢？【板書】§4.2 化學(xué)變化中的能量變化【師問】利用化學(xué)反應(yīng)主要有哪些目的？【生答】制取所需要的物質(zhì)；利用反應(yīng)所釋放的能量?！編焼枴客瑢W(xué)們是否了解物質(zhì)在化學(xué)變化中可以釋放出哪些形式的能量呢？【生答】物質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中可以釋放出熱能、光能、電能等多種形式的能量?！景鍟恳?、化學(xué)反應(yīng)中釋放能量的形式【板書】熱能、光能、電能等?！居懻摗扛鶕?jù)你的了解，請(qǐng)你說(shuō)出下列化學(xué)反應(yīng)過程中釋放能量的形式。（1）

4、煤、石油、天然氣、酒精的燃燒（2）鎂帶燃燒（3）干電池、氫氧燃料電池的化學(xué)變化【師講】物質(zhì)通過化學(xué)反應(yīng)釋放出的能量，來(lái)自于哪里？來(lái)自于參加反應(yīng)物質(zhì)內(nèi)部?jī)?chǔ)存的能量。這種潛藏在物質(zhì)內(nèi)部、只有在化學(xué)反應(yīng)時(shí)才釋放的能量稱為化學(xué)能。因此，上述化學(xué)反應(yīng)就能量轉(zhuǎn)化形式而言依次為：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，其中，最常見的形式是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能?！編熤v】工業(yè)上把產(chǎn)生能量的自然資源叫能源。其中，最常見的能源物質(zhì)就是煤、石油、天然氣等化石燃料。下面介紹一種新的能源物質(zhì)，叫氫能源?！炬溄印拷榻B氫能源【歸納】能源是一個(gè)國(guó)家發(fā)展的基礎(chǔ)，國(guó)家發(fā)展越快，能源消耗越多，要構(gòu)建和諧社會(huì)，使社會(huì)可持續(xù)發(fā)

5、展，必須要不斷開發(fā)高效、環(huán)保的新能源，以滿足社會(huì)發(fā)展的需要，而研究化學(xué)變化中的能量變化是開發(fā)新能源的重要途徑之一，所以，研究化學(xué)變化中的能量變化具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義?！緦?shí)驗(yàn)】（1）鎂帶與鹽酸反應(yīng)；（2）氫氧化鋇晶體與氯化銨固體反應(yīng)?！窘Y(jié)論】有的化學(xué)反應(yīng)會(huì)放出熱量，有的化學(xué)反應(yīng)會(huì)吸收熱量?！景鍟慷?、化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)【ppt】定義：化學(xué)反應(yīng)中放出或吸收的熱量叫做反應(yīng)的熱效應(yīng)。放熱反應(yīng)：有熱量放出的化學(xué)反應(yīng)。吸熱反應(yīng)：需要吸收熱量的化學(xué)反應(yīng)。【師講】為了簡(jiǎn)明表示放熱反應(yīng)或吸熱反應(yīng)，我們通常在方程式的右邊用“Q”或“Q”表示?！緋pt】 Mg2HCl MgCl2H2 Q攪拌 Ba（OH）2

6、3;8 H2O 2 NH4Cl Ba Cl22 NH310 H2OQ “Q” 熱量的符號(hào) “Q” 表示放出熱量 “Q” 表示吸收熱量【判斷】下列反應(yīng)中，哪些是放熱反應(yīng)？哪些是吸熱反應(yīng)？并說(shuō)出判斷的依據(jù)。 高溫（1）Ca CO3 Ca OCO2 點(diǎn)燃（2）CO2 CO2（3） HClNaOH NaClH2O【師講】有些反應(yīng)的熱效應(yīng)比較明顯，判斷就比較容易，而有些反應(yīng)的熱效應(yīng)顯得不太明顯，判斷就比較困難，對(duì)于這樣的反應(yīng)，我們?nèi)绾沃婪磻?yīng)的熱效應(yīng)呢？(實(shí)驗(yàn)測(cè)定)【實(shí)驗(yàn)】50mL 2mol/L鹽酸與50mL 2mol/L氫氧化鈉溶液反應(yīng)，測(cè)定熱效應(yīng)。記錄混合前后溶液溫度的變化?！疽搿客ㄟ^上面的實(shí)驗(yàn)、

7、討論，我們知道，在化學(xué)反應(yīng)過程中，有的反應(yīng)放出熱量，發(fā)生放熱反應(yīng)，而有的反應(yīng)卻需要吸收熱量，發(fā)生吸熱反應(yīng)。同樣是化學(xué)反應(yīng)，為什么熱效應(yīng)不相同呢？【板書】三、化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因【探究】請(qǐng)你從反應(yīng)物和生成物所具有的能量的角度分析，為什么有的反應(yīng)放出熱量，而有的反應(yīng)卻需要吸收熱量呢？【生答】決定于反應(yīng)物和生成物能量的相對(duì)高低。如果反應(yīng)物所具有的總能量高于生成物所具有的總能量，那么在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，有一部分能量就轉(zhuǎn)化成熱能釋放出來(lái)。如果反應(yīng)物所具有的總能量低于生成物所具有的總能量，那么在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)物就需要吸收能量才能轉(zhuǎn)化為生成物?！窘庾x】能量變化示意圖（結(jié)合能量守恒定律）【歸納】反應(yīng)物

8、總能量生成物總能量 放熱反應(yīng)物總能量生成物總能量 吸熱【探究】根據(jù)資料庫(kù)，請(qǐng)你從化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)和化學(xué)鍵的角度分析，氫氣與氯氣化合生成氯化氫的反應(yīng)，是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)？（先計(jì)算，后回答）【歸納】分子離解成原子時(shí)吸收的能量原子重新結(jié)合成新的分子時(shí)釋放的能量 吸熱反應(yīng)（破壞化學(xué)鍵消耗的能量形成化學(xué)鍵釋放的能量 吸熱反應(yīng)）分子離解成原子時(shí)吸收的能量原子重新結(jié)合成新的分子時(shí)釋放的能量 放熱反應(yīng)（破壞化學(xué)鍵消耗的能量形成化學(xué)鍵釋放的能量 放熱反應(yīng)）【比較】氫氣與氧氣化合生成1mol水蒸氣時(shí)，放出241.8千焦熱量，而氫氣與硫蒸汽化合生成1mol硫化氫氣體時(shí)，只放出20.1千焦熱量。請(qǐng)你比較水和硫化氫的

9、熱穩(wěn)定性?！旧稹克攘蚧瘹涞臒岱€(wěn)定性大。物質(zhì)化合時(shí)，放出能量越多，生成物的熱穩(wěn)定性越大?！練w納】大量事實(shí)表明，在化合反應(yīng)中生成等物質(zhì)的量的生成物時(shí)，放出或吸收熱量的大小是生成物熱穩(wěn)定性的有效標(biāo)志。【小結(jié)】化學(xué)變化，不僅使參加反應(yīng)的物質(zhì)發(fā)生了變化，而且還伴隨著能量的變化；化學(xué)變化中的能量變化，決定于參加反應(yīng)物質(zhì)的性質(zhì)，而物質(zhì)的性質(zhì)決定于物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)。所以研究化學(xué)變化中的能量變化，還需從物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)入手?！咀鳂I(yè)】【走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室】設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置，測(cè)定酸堿中和反應(yīng)的熱效應(yīng)，分析產(chǎn)生誤差的原因?！举Y料庫(kù)】化學(xué)反應(yīng)的過程是反應(yīng)物分子先離解成原子，原子再重新結(jié)合成新的分子。分子離解成原子的過程是一個(gè)破壞化學(xué)鍵的過程，需要消耗能量；原子再結(jié)合成分子的過程是形