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必修2第2章第2节化学反应与能量变化第1课时
教学设计
【教学思路】本节课利用生活中铜制品的制作和汽车运动等熟悉场景，巧妙地设置疑问，注重实验探究与理论讲解相结合，让学生直观地观察到化学反应中的能量变化。引导学生从化学键的角度分析化学反应中能量变化的实质，通过问题驱动和讨论归纳，引导学生深入思考并自主寻找答案。鼓励学生积极交流、分享观点，从而加深对化学反应中能量变化的理解。
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 情境呈现： 在生活中我们见到的铜制品是铜矿石经化学反应冶炼制得的。我们每天生活中离不开的汽车，之所以能动起来，是汽油在发动机里燃烧释放大量能量，进而产生动力。人们可以利用化学反应制取物质，还可以利用化学反应释放的能量。 联想质疑： 图中这两个熟悉的化学反应中，除了物质的变化外，是否还有能量的变化呢？如果有，是什么样的能量变化呢？ 抛出问题，引入新课： 通过以上这些实例，我们可以发现，在化学反应中，不仅有物质的变化，还伴随着能量的变化。那么化学反应中能量变化的本质是什么呢？我们将在今天的课中一起学习。 交流讨论，分享讨论成果： 第一幅图木炭在空气中燃烧时，会伴随着发光发热，在这个化学反应中存在着化学能转化成热能与光能。 第二幅图是初中学过的，电解水生成氢气与氧气的反应，在这个化学反应中存在着，电能转化成了化学能。 让学生感受到化学反应过程中能量变化，使学生真实地感受到化学学习的潜在价值，激发学生学习的热情。
【合作探究一】 化学反应中能量变化的本质及转化形式。 【探究活动】： 下面我们一起通过活动探究，来感受化学反应中的能量变化。 实验用品 ：药品有锌粉，铁粉，碳酸氢钠，稀盐酸，柠檬酸，蒸馏水（需要同学们注意的是柠檬酸是生活中常见的一种酸，由于柠檬酸的水溶液容易发酵，所以实验提供的是柠檬酸固体。同学们在使用时，需要取少量药品加适量蒸馏水将其溶解，再使用）； 实验仪器有： 试管，烧杯，温度计，胶头滴管，药匙。 请你设计实验方案并实施。 同学们，如果你设计好了，我们就一起来分享大家的设计。 下面我们以铁粉与稀盐酸，碳酸氢钠溶液与柠檬酸的反应为例，采用烧杯作反应容器，用温度计来测量温度变化，感受化学反应的能量变化 。 提示：在实施实验方案时，应先放好温度计，加适量的液体药品于反应容器中，使液面没过温度计的水银球，再加固体药品。 播放视频： 请大家认真观看实验视频，注意温度计水银柱的变化，感受化学反应中的能量变化。 通过实验现象的观察我们可以发现铁粉与稀盐酸的反应有气泡冒出，温度计的读数升高，碳酸氢钠溶液与柠檬酸的反应也有气泡冒出，温度计的读数降低。 根据实验现象，请同学们讨论上述反应中，哪些是释放能量的反应，哪些是吸收能量的反应？你还知道哪些吸收能量的反应？请举例说明。 按照分组设计实验方案，归纳同学们的实验方案，主要是以下6种情况，锌粉与稀盐酸反应，锌粉与柠檬酸反应，铁粉与稀盐酸反应，铁粉与柠檬酸反应，碳酸氢钠溶液与稀盐酸反应，碳酸氢钠溶液与柠檬酸反应。 学生归纳总结： (1)吸热反应：最终表现为 的化学反应。 实例：①大多数分解反应；②铵盐与碱的反应，如Ba(OH)2·8H2O或Ca(OH)2与NH4Cl的反应；③以C、H2、CO为还原剂的氧化还原反应，如C与H2O(g)的反应，C与CO2的反应；④NaHCO3与柠檬酸、盐酸的反应 (2)放热反应：最终表现为 的化学反应。 实例：①燃烧；②酸碱中和反应；③大多数化合反应；④活泼金属跟水或酸的反应；⑤物质的缓慢氧化。 通过实验和启发性的问题，激发学生探究、再学习的欲望。提高科学探究能力。
【合作探究二】 化学反应中能量变化的本质 交流·研讨1：化学反应中能量变化的实质 结合上节课对化学键的认识，请你根据信息判断氢气燃烧生成水蒸气时是吸收能量还是释放能量？ 在25 ℃和101 kPa的条件下， 在这个化学反应过程中，同学们发现形成新化学键释放的能量大于断裂旧化学键吸收的能量，那么就会有一定的能量以热能、电能或光能等形式释放出来。 通过从化学键角度对释放能量反应过程的分析，你能自主完成从化学键角度分析吸收能量的反应的反应过程吗？用图示表示化学反应中的能量变化。 重新认识化学变化：化学变化过程中既有 变化，又伴随 变化。 从化学键的断裂与形成过程认识化学反应中的能量转化是化学反应中能量转化的微观本质。 交流·研讨2：一个确定的化学反应发生时是吸收能量还是释放能量，取决于什么呢？ 反应物的总能量＞生成物的总能量，是 反应； 反应物的总能量＜生成物的总能量，是 反应。 交流·研讨3：研究化学反应中能量变化的意义有哪些呢？ 人们常常利用化学反应将化学能转化为热能、电能等其他形式的能量。例如，焊接钢轨利用了铝与氧化铁反应产生的热量，铝 - 空气海洋电池则利用铝与氧气的反应产生的电能供电。在工农业生产中，化学反应所释放的能量是重要的能源之一。 化学家也常常利用热能、电能等促使很多化学反应发生，获得所需要的物质，如煅烧石灰石制取生石灰。研究化学反应中的能量问题，对于化工生产有着重要的意义。 太阳能光解水制氢，氢氧燃料电池等，清洁能源的开发，可以有效的减少环境污染。 由此可见，研究化学反应中能量的转化，对于社会发展、科技进步具有重要意义。 学生讨论交流，提出想法： 断裂1mol氢气分子和0.5 mol氧气分子的共价键需要吸收共685KJ能量；2mol氢原子和1mol氧原子形成1mol水分子中的化学键，向环境释放930KJ能量。该化学反应中断裂化学键吸收的总能量小于形成化学键释放的总能量，最终氢气燃烧成水蒸气时向环境放出了能量。 学生成果展示： E1＜E2，反应放热， 能量：E2－E1； E1＞E2，反应吸热， 能量：E1－E2。 学生成果展示： 交流讨论 放手让学生“归纳”，提高学生的分析、推理能力。 使学生真实地感受到化学学习的潜在价值，感受化学的无穷魅力。
课堂小结 我们对化学反应中能量变化的本质及转化形式的认识，结合对生活经验和熟悉的化学反应的梳理，我们发现化学反应除了有物质的变化，还伴随着热能、电能、光能等形式的能量变化，当能量变化最终体现为热量变化时，可以将化学反应分为放热反应与吸热反应，从宏观角度我们知道化学反应能量的变化原因是物质自身具有不同的能量，反应物总能量与生成物总能量的不同，使得化学反应呈现不同的释放或吸收能量的变化。 通过本节课的学习，你有哪些收获？ 学生成果分享： 通过本节课的学习我们从宏观到微观，认识了化学反应中能量变化。从微观的化学键角度，我们知道化学反应中能量变化的本质是反应物旧化学键的断裂和生成物新化学键的形成。 感悟提升

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