高中化学必修二第二章《化学反应与能量》教学案

高中化学必修二第二章《化学反应与能量》教学案一、教学目标1.知识与技能目标了解化学反应中能量变化的原因，能说出常见的能量转化形式。理解化学反应中能量变化与反应物、生成物能量的关系。掌握热化学方程式的书写方法和意义，能正确书写热化学方程式。了解燃烧热和中和热的概念，能进行相关的简单计算。理解盖斯定律，能运用盖斯定律进行反应热的计算。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。通过热化学方程式的书写和计算，培养学生的逻辑思维和计算能力。通过盖斯定律的学习，培养学生的归纳总结和知识迁移能力。3.情感态度与价值观目标通过化学反应中能量变化的学习，体会化学与生活的紧密联系，激发学生学习化学的兴趣。通过实验探究和小组合作，培养学生的团队合作精神和创新意识。通过能源问题的讨论，培养学生的节能意识和社会责任感。二、教学重难点1.教学重点化学反应中能量变化的原因和表示方法。热化学方程式的书写和应用。燃烧热和中和热的概念及计算。盖斯定律及其应用。2.教学难点理解化学反应中能量变化与反应物、生成物能量的关系。热化学方程式中各物质状态和化学计量数的确定。盖斯定律的应用及反应热的计算。三、教学方法讲授法、实验探究法、讨论法、练习法四、教学过程（一）课程导入（5分钟）通过播放一段有关化学反应中能量变化的视频，如氢气燃烧、镁条与盐酸反应等，展示化学反应过程中伴随着发光、发热等现象，引出本节课的主题化学反应与能量。教师提问：同学们，从刚才的视频中我们看到了化学反应中能量的变化，那么大家思考一下，化学反应中为什么会有能量变化呢？能量变化又有哪些形式呢？（二）知识讲解1.化学反应中能量变化的原因（10分钟）从化学键的角度分析：化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成。断裂化学键需要吸收能量，形成化学键则会释放能量。当反应物的总能量高于生成物的总能量时，反应释放能量；反之，反应吸收能量。举例说明：以氢气和氯气反应生成氯化氢为例，氢气分子中的HH键和氯气分子中的ClCl键断裂，需要吸收能量；而形成氯化氢分子中的HCl键会释放能量。由于形成HCl键释放的能量大于断裂HH键和ClCl键吸收的能量，所以该反应是放热反应。2.常见的能量转化形式（5分钟）讲解常见的能量转化形式，如化学能与热能、化学能与电能、化学能与光能等。通过实例说明：如燃烧反应是化学能转化为热能；电池放电是化学能转化为电能；光合作用是光能转化为化学能等。3.热化学方程式（15分钟）定义：表示化学反应中放出或吸收的热量的化学方程式。书写方法：注明反应物和生成物的状态，固态（s）、液态（l）、气态（g）、水溶液（aq）。在方程式右边注明反应热，放热反应的ΔH为""，吸热反应的ΔH为"+"，单位是kJ/mol。化学计量数只表示物质的量，可以是整数，也可以是分数。意义：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。举例：如H₂(g)+1/2O₂(g)=H₂O(l)ΔH=285.8kJ/mol，表示1mol氢气与1/2mol氧气反应生成1mol液态水时放出285.8kJ的热量。4.燃烧热（10分钟）定义：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。强调"完全燃烧"和"稳定的氧化物"的含义：如碳完全燃烧生成二氧化碳，而不是一氧化碳；氢完全燃烧生成液态水，而不是气态水。计算：根据燃烧热的定义进行计算，如已知氢气的燃烧热为285.8kJ/mol，则2mol氢气完全燃烧放出的热量为2×285.8kJ=571.6kJ。5.中和热（10分钟）定义：在稀溶液中，强酸和强碱发生中和反应生成1mol液态水时所放出的热量。实验探究：中和热的测定实验装置：介绍实验装置，包括量热计、温度计、搅拌器等。实验步骤：用量筒量取50mL0.5mol/L的盐酸，倒入小烧杯中，测量并记录盐酸的温度。用另一量筒量取50mL0.55mol/L的氢氧化钠溶液，测量并记录氢氧化钠溶液的温度。将氢氧化钠溶液迅速倒入小烧杯中，盖好盖板，用环形玻璃搅拌棒轻轻搅拌，观察温度计的温度变化，记录反应后的最高温度。数据处理：根据公式计算中和热，ΔH=cmΔT/n(H₂O)，其中c为比热容，m为溶液质量，ΔT为温度变化，n(H₂O)为生成水的物质的量。误差分析：分析实验中可能产生误差的原因，如量取溶液体积不准确、搅拌不充分、热量散失等，并提出改进措施。6.盖斯定律（15分钟）内容：化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。举例说明：如C(s)+O₂(g)=CO₂(g)ΔH₁；C(s)+1/2O₂(g)=CO(g)ΔH₂；CO(g)+1/2O₂(g)=CO₂(g)ΔH₃。根据盖斯定律，有ΔH₁=ΔH₂+ΔH₃。应用：利用盖斯定律计算一些难以直接测量的反应热。已知：①2C(s)+2O₂(g)=2CO₂(g)ΔH₁=787kJ/mol②2C(s)+O₂(g)=2CO(g)ΔH₂=221kJ/mol求③CO(g)+1/2O₂(g)=CO₂(g)的ΔH解：由①②得：2CO(g)+O₂(g)=2CO₂(g)ΔH=ΔH₁ΔH₂=787kJ/mol(221kJ/mol)=566kJ/mol所以③CO(g)+1/2O₂(g)=CO₂(g)的ΔH=283kJ/mol（三）课堂小结（5分钟）1.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、常见的能量转化形式、热化学方程式、燃烧热、中和热和盖斯定律等。2.强调重点和难点，如热化学方程式的书写、燃烧热和中和热的概念及计算、盖斯定律的应用等。（四）课堂练习（10分钟）1.下列关于化学反应中能量变化的说法正确的是（）A.化学反应中一定有能量变化B.能量变化都表现为热量变化C.放热反应的反应物总能量低于生成物总能量D.吸热反应中，反应物的化学键断裂吸收的总能量高于生成物的化学键形成放出的总能量2.已知在25℃、101kPa下，1g甲醇燃烧生成CO₂和液态水时放出22.68kJ热量，则甲醇燃烧的热化学方程式为（）A.CH₃OH(l)+3/2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(l)ΔH=725.8kJ/molB.2CH₃OH(l)+3O₂(g)=2CO₂(g)+4H₂O(l)ΔH=1451.6kJ/molC.2CH₃OH(l)+3O₂(g)=2CO₂(g)+4H₂O(l)ΔH=+1451.6kJ/molD.CH₃OH(l)+3/2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(g)ΔH=725.8kJ/mol3.已知：①H₂(g)+1/2O₂(g)=H₂O(g)ΔH₁=akJ/mol②2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g)ΔH₂=bkJ/mol③H₂(g)+1/2O₂(g)=H₂O(l)ΔH₃=ckJ/mol④2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(l)ΔH₄=dkJ/mol下列关系正确的是（）A.a<c<0B.b>d>0C.2a=b<0D.2c=d>04.在测定中和热的实验中，下列说法正确的是（）A.使用环形玻璃搅拌棒是为了加快反应速率，减小实验误差B.为了准确测定反应混合溶液的温度，实验中温度计水银球应与小烧杯底部接触C.用0.5mol/LNaOH溶液分别与0.5mol/L的盐酸、醋酸溶液反应，如所取的溶液体积相等，则测得的中和热数值相同D.在测定中和热实验中需要使用的仪器有：天平、量筒、烧杯、滴定管、温度计、环形玻璃搅拌棒（五）课后作业1.书面作业：教材P38习题1、2、3、4、52.拓展作业：查阅资料，了解生活中常见的能源及其利用方式，以及新能源的开发和利用前景，写一篇500字左右的短文。五、教学反思通过本节课的教学，学生对化学反应与能量的相关知识有了较为系统的了解。在教学过程中，采用了多种教学方法，如讲授法、实验探究法、讨论法和练习法等，激发了学生的学习兴趣，培养了学生的观察、分析、解决问题的能力和团队合作精神。同时，通过课堂练习和课后作业，及时巩固了所学知识，提高了学生运用知识解决实际问题的能力。然而，在教学过程中也发现了一些不足之处，如在热化学方