2021学年高中化学人教版必修第二册教案 第6章 含答案

第六章化学反应与能量
6.1 化学反应与能量变化
第1课时化学反应与热能
教学设计
一、教学目标
1．知识与技能
（1）通过实验和已有知识、经验感受化学反应中的能量变化，知道常见的吸热反应和放热反应。

（2）知道反应物和生成物总能量的相对高低是反应过程中能量变化的决定因素。

（3）了解人类对化学反应中能量的利用情况，了解节能的意义和方法
2．过程与方法
（1）培养学生发现问题、分析问题、解决问题的综合能力。

（2）能从反应物与生成物中所具有的能量、化学键的断裂与形成两个角度理解化学反应中能量变化的主要原因，提升证据推理能力；
3．情感态度与价值观
（1）逐步培养勤于思考，勇于探究的科学品质，严谨求实的科学态度。

（2）树立物质变化中伴随能量变化的观念，感受化学学科的社会价值，培养
科学态度与社会责任。

（3）初步建立起科学的能量观，加深对化学在解决能源问题中重要作用的认识。

教学重难点
1.教学重点
化学反应中能量变化的本质、化学能与热能的内在联系及相互转变
2.教学难点
化学反应中能量变化的本质
二、教学过程
教学环节教学内容设计意图
1.新课导入【师】现代社会，人们的一切活动都离不开能量，而许多能量的利用与化学反
应中的能量变化密切相关。

想一想，我们生活中热量哪些通过化学反应获取
的？
设问激发求
知欲
常见的吸热反应 （1）大多数分解反应:
（2）以C 、H 2、CO 为还原剂的氧化还原反应
（燃烧反应除外）：
2
2H CO O
H C ++高温
（3）铵盐与强碱固体的复分解反应。

↑
+↑∆
HCl NH Cl
NH 34
［思考与讨论］
化学反应过程中为什么会有能量变化？为什么有的化学反应释放能量，有的化学反应吸收能量？
【师】我们知道，物质中的原子之间是通过化学键相结合的，当化学反应发生时，反应物的化学键断裂要吸收能量，而生成物的化学键形成要放出能量。

以氢气和氯气化合为例，1mol H 2断键需要放出436kJ 的能量，1mol Cl 2断键需要放出243kJ 的能量，1mol H 原子与1mol Cl 原子结合成1mol HCl 分子，新键生成需要吸收431kJ 的能量。

化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。

总结：化学反映的实质：化学键的断裂和生成
反应的特征：一是物质变化（生成新物质）、二是能量变化（吸收或放出热量）
化学反应与能量变化同时发生。

【师】现在是不是就能解答我们提出的第一个问题了，请同学回答。

【生】由于化学反应发生必定有化学键的断裂和生成，并且化学键的断裂和生成就会有能量的变化，所以化学反应中有能量的变化。

【师】回答的很好！我们知道化学键断裂需要放出能量，化学键形成需要吸收能量，并且放出和吸收的能量并不相等，反应前后就有能量的变化，表现为化
究，培养严谨的科学思维
方法
培养学生总结归纳、辩证
思维的能力
学反应的吸热和放热。

这也就很好的解释了我们提出的第二个问题。

【师】我们看下面的图，又能得出什么结论？
【生】A图反应物的总能量高于生成物的总能量，反应过程中会放出热量。

B图生成物的总能量高于反应物的总能量，反应过程中必须吸收能量。

【师】总结的很完整。

一个化学反应是吸热还是放热，决定于反应物总能量与生成物总能量的相对大小。

反应放出的能量＝反应物的总能量－生成物的总能量
反应吸收的能量＝生成物的总能量－反应物的总能量
而旧键断裂所吸收的能量与新键形成所释放的能量的相对大小决定了一个化学反应是吸收能量还是放出能量。

（1）若反应物中的化学键断开时吸收的能量高于生成物中成键时释放的能量，则反应吸收能量。

吸收的能量＝反应物断键吸收的总能量－生成物成键释放的总能量
（2）若反应物中的化学键断开时吸收的能量低于生成物中成键时释放的能量，则反应释放能量。

放出的能量＝生成物成键释放的总能量－反应物断键吸收的总能量
我们以
HCl
C
H2
l
2
2
点燃
为例，
1 mol H2分子断键需要放出436kJ的能量，1 mol Cl2分子断键需要放出243kJ 的能量，
2 molH-Cl成键需要吸收2×431kJ的能量。

通过比较反应物中的化学键断开时吸收的能量高于生成物中成键时释放的能量，反应吸收能量。

1mol H2(g) 和1 mol O2(g) 完全反应放出的热量为2×431kJ －（436kJ＋243kJ）＝183kJ。

图示如下：
【师】相信大家已经对吸热反应、放热反应有一定的理解了，我们就通过表格区分吸热反应、放热反应。

【师】人类利用化学反应中的热能始于火的发现。

从早期的以树枝杂草为主要能源，到现代以煤、石油、天然气为主要能源，人类获取热量的主要途径都是通过物质的燃烧。

化石燃料作为人类利用最多的常规能源，其利用过程中面临两方面亟待解决的问题:
一是其短期内不可再生，储量有限，随着能源消费需求的不断增加,能源消费量与储量之间的矛盾日益突显;
二是煤和石油产品燃烧排放的粉尘、SO 2、NO X , CO 等是大气污染物的主要来源。

为了改善人类的生存环境，促进社会可持续发展，节能和寻找清洁的新能源成为人类的必然选择。

化石燃料作为燃料大量使用会造成空气污染，但不使用又会严重影响社会生产和生活。

请从社会不同人群角度，提出你的想法。

【生】感到空气污染相对较轻的人，会不反对甚至支持煤、汽油、柴油的使用；感到空气污染严重的人，会反对煤、汽油、柴油的使用。

我认为，无论某时某
类型比较 放热反应
吸热反应
定义 放出热量的化学反应
吸收热量的化学反应
形成原因
反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量 反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量
与化学键强弱
的关系
生成物分子成键时释放出的总能量大于反应物分子断键时吸收的总能量 生成物分子成键时释放的总
能量小于反应物分子断键时
吸收的总能量
图示
四．板书设计
6.1 化学反应与能量变化
第1课时化学反应与热能
1、放热反应：把释放热量的反应称为放热反应。

常见的放热反应：
吸热反应：把吸收热量的反应称为吸热反应。

常见的吸热反应
2、化学反映的实质：化学键的断裂和生成
反应的特征：一是物质变化（生成新物质）、二是能量变化（吸收或放出热量）化学反应与能量变化同时发生。

3、反应放出的能量＝反应物的总能量－生成物的总能量
反应吸收的能量＝生成物的总能量－反应物的总能量
吸收的能量＝反应物断键吸收的总能量－生成物成键释放的总能量
放出的能量＝生成物成键释放的总能量－反应物断键吸收的总能量
4、放热反应与吸热反应的比较
5、能源的利用
第六章化学反应与能量
6.1 化学反应与能量变化
第2课时化学反应与电能
教学设计
三、教学目标
4．知识与技能
（4）通过实验探究认识原电池的工作原理和原电池的构成条件，初步形成原电池的概念。

（5）通过设计科学探究实验方案和实验装置，初步了解实验研究的方法。

（6）了解化学电池的种类和特点，能够书写电极反应方程式。

（7）掌握原电池的原理及应用。

5．过程与方法
（3）培养学生发现问题、分析问题、解决问题的综合能力。

（4）通过对化学能转化为电能的学习，体验到科学探究的过程，理解科学探究的意义，认识科学探究的基本过程与方法，初步养成科学探究的能力。

6．情感态度与价值观
（1）逐步培养勤于思考，勇于探究的科学品质，严谨求实的科学态度。

（2）通过对化学能转化为电能的奥妙，发展学习化学的兴趣，体验科学探究的艰辛与喜悦，感受化学世界的奇妙与和谐。

教学重难点
1.教学重点
理解氧化还原反应与原电池之间的联系，了解原电池形成的条件，分析简单原电池的原理。

2.教学难点
化学反应中能量变化的本质
四、教学过程
发生还原反应。

实例：有两种金属A和B，用导线连接后插入稀硫酸中，观察到A溶解，B上有气泡产生，可知A做负极，B作正极，A比B活泼。

【师】大家生活中都接触过哪些电池呢？
【生】1号电池、5号电池、7号电池、手机电池
【师】我们常见的1号电池、5号电池、7号电池这些电池都是干电池，也就是一次电池，不可充电；我们手机现在用的锂电池属于二次电池，可以充电后在使用的。

还有一种电池是燃料电池，大家没有见过，使气体参与反应的电池，一般应用在军事，航空方面，电动机车等的交通领域。

我们具体学习各种电池的原理。

一、干电池
普通锌锰电池
负极：锌
正极：石墨
电极反应
负极：Zn －2e－＝Zn2+(氧化反应）
正极：2MnO2＋2NH4+＋2e－＝Mn2O3＋2NH3＋H2O(还原反应）
总反应：2MnO2＋2NH4+＋Zn ＝Mn2O3＋2NH3＋H2O＋Zn2+
缺点：在使用过程中，锌会逐渐溶解，使锌外壳逐渐变薄，内部作为电解质的糊状NH4Cl（显酸性）会泄漏出来，腐蚀电池，即使不使用放置过久也会失效。

【师】还有一种碱性锌锰电池，对比普通锌锰电池，根据碱性锌锰电池的结构，判断正、负极是什么？写出电极反应。

【学生书写】
负极：锌正极：碳棒
负极：Zn ＋2OH-－2e-＝Zn(OH)2
正极：2MnO2＋ H2O ＋ 2e－＝2MnO(OH)＋ 2OH-
总反应：Zn ＋2MnO2＋ H2O ＝Zn(OH)2＋2MnO(OH)
【总结】
1、原电池电极判断
2、电极反应的书写
酸性电解质：
负极：2H2－4e－＝4H+
正极：O2＋4H+＋4e－＝2H2O
碱性电解质：
负极：2H2－4e－＋4OH－＝4H2O
正极：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
总反应：2H2＋O2＝2H2O
【师】以Fe ＋CuSO4＝FeSO4＋Cu为例，如何设计原电池？
设计方法：
1、根据总反应，找到氧化剂、还原剂，一般还原剂为负极材料，氧化剂在正
极被还原。

2、电极材料选择：
电极材料必须导电，一般选择较活泼的金属材料，或在该氧化还原反应中易失
去电子的材料。

电解质溶液一般与负极反应。

负极：Fe
正极:碳棒
负极反应：Fe－ 2e¯＝Fe2﹢
正极反应:Cu2﹢＋2e¯＝Cu
3.小结作业完成同步练习
四．板书设计
6.1 化学反应与能量变化
第1节化学反应与电能
一、原电池原理
1、原电池：把化学能转化成电能的装置叫做原电池。

2、构成条件
负极与电解质溶液能自发的发生氧化还原反应（前提）、两个活泼性不同的电极、电解质溶液、形成闭合回路
3、正极：电子流入的一极（得电子），发生还原反应
负极：电子流出的一极（失电子），发生氧化反应
4、导线：电子由负极移向正极
溶液中：阴离子移向负极，阳离子移向正极。

5、实质：使氧化反应和还原反应在两个不同的区域发生，通过电子的定向移动形成电池，化学能转化为电能。

二、应用
1、加快氧化还原反应的速率
2、比较金属活动性强弱
三、化学电源
1、干电池（一次性电池）
2、二次电池
3、燃料电池
四、原电池设计。