1.1.1 《焓变反应热》人教版高中化学选修4教学设计(含解析)

由天下分享时间：2025/3/6 14:24:54 加入收藏我要投稿点赞

（人教版选修4）第一章《化学与能量》教学设计

第一节《化学反应与能量变化》

（第一课时：焓变反应热）

课题： 1.1.1 焓变反应热课时 1 授课班级本章包含“化学反应与能量的变化”、“燃烧热能源”以及“化学反应热的计算”三节内容，属于热化学基础知识。热化学是研究化学反应热现象的一种科学，曾为建立热力学第一定律（能量守恒和转换定律）提供了实验依据，反之，它又是热力学第一定律在化学反应中的一种具体应用。它主要解决各种热效应的测量和计算问题。在必修2中，学生初步的学习了化学能以及热能的知识，对于化学键以及化学反应中能量变化的关系、化学能与热能的相互转化有了一定的认识，本章是在此基础上教的扩展与提高。 1molH2与1molCl2反应的反应热的推导是本节教学的一个关键。可以采用电化教学的手段，利用多材媒体软件进行形象化的教学，也可以利用教材中的图示分析化学反应前后反应物和生成物中化学键的分析断裂和生成情况，并与反应物的总能量、生成物的总能量及能量差联系起来，从而使学生理解△H的涵义及与放热反应、吸热反应的关系。探讨化学反应放热、吸热本质之时，要强调三点：①化学反应的特点是有新物质生成，新物质和反应物总能量不同；②反应中能量守恒；③反应物与生成物的能量差若以热能形式表现即为放热和吸热，如果两者能量比较接近，则放热和吸热不明显。可采用对比的方法，说明化学方程式与热化学方程式的联系与区别，使学生理解书写热化学方程式时，为什么要注明物质的聚集状态、ΔH的“＋”与“－”以及为什么各物质前的化学计量数可以用分数等，使学生在理解的基础上正确书写热化学方程式。重视对学生分析推理能力的培养以及热化学方程式书写技能的训练，注意热化学方程式书写的规范化。教知识与学技能 4．了解热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式。目 1．知道化学反应中能量转化的原因和常见的能量转化形式。 2．了解化学反应过程中同时存在着物质和能量的关系。 3．正确掌握反应热和焓变的含义。过程与方法 1．通过化学反应的实质的回顾，逐步探究引起反应热内在原因的方法，引起学生在学习过程中主动探索化学原理的学习方法。 1 标情感态度价值观教学重点教学难点 2．通过讨论、分析、对比的方法，培养学生的分析能力和主动探究能力。激发学生的学习兴趣，培养学生从微观的角度理解化学反应，培养学生尊重科学、严谨求学、勤于思考的态度，树立透过现象看本质的唯物主义观点。化学反应中的能量变化；热化学方程式的书写。焓变，ΔH的“＋”与“－”；热化学方程式的书写。教学过程教学步骤、内容教学方法【引入】在以前的学习中我们知道化学反应遵循两个守恒：质量守恒和能量守恒。也就是说化学反应不仅有物质的变化同时还伴随着能量的变化，当能量变化以热的形式表现时，我们把反应分为放热反应和吸热反应。那么在化学反应体系中的物质变化与能量变化是如何体现的呢？这就是今天我们要探究和学习问题。【提问】相信大家都听过阿基米德有句名言：“给我一个支点和足够长的杠杆，我可以撬动地球。” 推动人类社会进步的这个支点和杠杆是什么呢？【讲解】能量就是推动人类进步的“杠杆”！能量使人类脱离了“茹毛饮血”的野蛮，进入繁华多姿的文明。化学反应所释放的能量是现代能量的主要来源之一（一般以热和功的形式与外界环境进行能量交换）。所以，研究化学反应中的能量变化，就显得极为重要。下面让我们一同进入选修4 化学反应原理的学习。【板书】第一章第一节化学反应与能量的变化【板书】活动一、焓变反应热产生的原因【回忆】通过必修二的学习，我们知道化学反应过程中不仅有物质的变化，还有能量的变化。那么常见的能量变化形式有哪些？【学生】阅读本章引言回答：热能、电能、光能等。【过渡】当能量以热的形式表现时，我们把化学反应分为放热反应和吸热反应，你能列举常见的放热反应和吸热反应吗？【回答】放热反应如燃烧反应、酸碱中和反应、大多数化合反应等；吸热反应如大多数分解反应、

金属氧化物的还原反应等。【质疑】为什么化学反应过程中有的放热、有的吸热？为什么说“化学反应过程中能量的变化是以物质的变化为基础的”？【回忆】我们知道化学反应的实质就是旧的化学键断裂和新的化学键形成的过程，那么化学键断裂的过程中能量是如何变化的？【提问】当水从液态变成气态的时候能量是如何变化的？能否从微观的角度解释能量变化的原因？【回答】水分子之间存在分子间作用力，当水从液态变成气态时，分子间距离增大，所以要吸收能量。【分析】虽然力的种类和大小不同，但是本质都一样，就是形成作用力时要放出能量；破坏作用力时要吸收能量，即物质的变化常常伴随能量的变化。【探究】给出具体实例，图例，请学生分析图中包含的信息【引导】在化学反应H2 +Cl2 ===2HCl的过程中能量变化如何？【投影】 3

【提问】为什么化学反应过程中会有能量的变化？从两个角度来考虑： 1．从化学键的角度看化学反应是怎样发生的？与能量有什么关系？ 2．反应物和生成物的相对能量的大小【图像分析】 1 mol H2 和1 mol Cl2 反应得到2 mol HCl要放出183 kJ的能量；断开1 mol H—H键需要吸收436 kJ的能量；断开1 mol Cl—Cl键需要吸收243 kJ的能量；形成1 mol H—Cl键能放出431 kJ的能量。

【讲解】1．从化学键的角度看化学反应包含两个过程：旧的化学键断裂和新的化学键形成。断裂化学键需要吸收能量，形成化学键要释放出能量，断开化学键吸收的能量和形成化学键释放的能量通常不相等；2．反应物和生成物的总能量通常不相等，当反应物的总能量大于生成物的总能量时，化学能转化为其他形式的能量释放出来，当反应物的总能量小于生成物的总能量时，化学反应将其他形式的能量转化为化学能储存起来，所以化学反应过程中总会伴随着能量的变化。【小结】 1．反应热定义：恒压条件下，反应的热效应等于焓变 2．符号：ΔH 3．单位：kJ/mol或kJ·mol－1 【碘例】下列说法中正确的是( ) A．焓变是指1 mol物质参加反应时的能量变化 B．反应放热时，ΔH>0；反应吸热时，ΔH<0 C．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总焓与生成物的总焓一定不同 D．在一个确定的化学反应关系中，反应物的总焓总是高于生成物的总焓【答案】 C 【解析】放热反应的ΔH<0，吸热反应的ΔH>0；在一个确定的化学反应关系中，反应物的总焓不一定高于生成物的总焓；焓变是指在一定条件下化学反应的反应热，不仅是指 1 mol 物质参加反应时的能量变化。【过渡】断开化学键和形成化学键所吸收和放出的能量的数值是可以定量测定出来的，可以在工具书上查到，这样我们就可以计算到反应中的能量的具体数值了。【板书】活动二、吸热反应和放热反应【提问】如何表示反应过程是放热还是吸热呢？【讲解】我们对反应研究的对象是反应的反应物和生成物，我们把它们称为反应体系，而把除它们之外的物质称为环境，我们把反应体系在化学反应过程中所释放或吸收的能量，用热量（或换算成相应的热量）来表述，叫做反应热，又称作为“焓变”，用符号“ΔH”表示，单位常采用kJ/mol或kJ·mol－1。【思考】我们看看ΔH的单位是kJ·mol－1，这个单位的分子和分母分别代表的是什么物理量？

我们可以怎样计算ΔH的数值？【讲解】当生成物释放的总能量大于反应物吸收的总能量时，反应为放热反应，使反应本身能量降低，规定放热反应 ΔH 为“－”，所以ΔH为“－”或 ΔH＜0 时为放热反应。上述反应 H2(g)＋Cl2(g) === 2HCl(g)，反应热测量的实验数据为184.6 kJ·mol－1，与计算数据 183 kJ·mol－1很接近，一般用实验数据表示，所以ΔH＝－184.6 kJ·mol－1。当生成物释放的总能量小于反应物吸收的总能量时，反应是吸热反应，通过加热、光照等方法吸收能量，使反应本身能量升高，规定 ΔH 为“＋”，所以 ΔH 为“＋”或 ΔH＞0时为吸热反应。【投影】【板书】反应热表示方法：ΔH 为“＋”或 ΔH＞0 时为吸热反应；ΔH 为“－”或 ΔH＜0 时为放热反应。【典例】下列关于吸热反应和放热反应的说法正确的是( ) A.需加热才能发生的反应一定是吸热反应 B.任何放热反应在常温条件下一定能发生 C.反应物和生成物分别具有的总能量决定了反应是放热反应还是吸热反应 D.当ΔH＜0时表明反应为吸热反应【答案】 C 【解析】放热反应和吸热反应在一定的条件下都能发生。反应开始时需加热的反应可能是吸热反应，也可能是放热反应，如碳的燃烧反应属于放热反应，但需要加热或点燃才能发生，故A、B项错误；吸热反应的ΔH＞0，D项错误。【讲解】如果反应物所具有的总能量高于生物成具有的总能量，反应时就会以热能的形式放出，反之，则吸热。