高中化学 第一册 第四章 剖析物质变化中的能量变化 4.2 化学反应中的能量变化教案 沪科版

【思考】根据上述变化过程，可以得出哪些结论？

【生答】（1）物质的变化总是伴随着能量的变化；（2）同一种物质，状态不同，能量不同；（3）能量高的物质转化为能量低的物质，释放能量，能量低的物质转化为能量高的物质，吸收能量。

【引入】上述变化均属于物质变化中的物理变化，且在变化过程中伴随着能量的变化。那么在化学变化中物质变化与能量变化之间又将存在怎样的关系呢？

【板书】§4.2化学变化中的能量变化

【师问】利用化学反应主要有哪些目的？

【生答】制取所需要的物质；利用反应所释放的能量。

【师问】同学们是否了解物质在化学变化中可以释放出哪些形式的能量呢？

【生答】物质在化学反应中可以释放出热能、光能、电能等多种形式的能量。

【板书】一、化学反应中释放能量的形式

【板书】热能、光能、电能等。

【讨论】根据你的了解，请你说出下列化学反应过程中释放能量的形式。

（1）煤、石油、天然气、酒精的燃烧

（2）镁带燃烧

（3）干电池、氢氧燃料电池的化学变化

【师讲】物质通过化学反应释放出的能量，来自于哪里？来自于参加反应物质内部储存的能量。这种潜藏在物质内部、只有在化学反应时才释放的能量称为化学能。因此，上述化学反应就能量转化形式而言依次为：化学能转化为热能、化学能转化为光能、化学能转化为电能，其中，最常见的形式是化学能转化为热能。

【师讲】工业上把产生能量的自然资源叫能源。其中，最常见的能源物质就是煤、石油、天然气等化石燃料。下面介绍一种新的能源物质，叫氢能源。

【链接】介绍氢能源

【归纳】能源是一个国家发展的基础，国家发展越快，能源消耗越多，要构建和谐社会，使社会可持续发展，必须要不断开发高效、环保的新能源，以满足社会发展的需要，而研究化学变化中的能量变化是开发新能源的重要途径之一，所以，研究化学变化中的能量变化具有非常重要的现实意义。

【实验】（1）镁带与盐酸反应；（2）氢氧化钡晶体与氯化铵固体反应。

【结论】有的化学反应会放出热量，有的化学反应会吸收热量。

【板书】二、化学反应的热效应

【ppt】定义：化学反应中放出或吸收的热量叫做反应的热效应。

放热反应：有热量放出的化学反应。

吸热反应：需要吸收热量的化学反应。

【师讲】为了简明表示放热反应或吸热反应，我们通常在方程式的右边用“＋Q”或“－Q”表示。

【ppt】 Mg＋2HCl —→MgCl2＋H2↑＋Q

Ba（OH）2·8 H2O＋ 2 NH4Cl —→ Ba Cl2＋2 NH3↑＋10 H2O－Q

“Q”——热量的符号

“＋Q”——表示放出热量

“－Q”——表示吸收热量

【判断】下列反应中，哪些是放热反应？哪些是吸热反应？并说出判断的依据。

高温

（1）Ca CO3—→ Ca O＋CO2↑

点燃

（2）C＋O2 —→CO2

（3）HCl＋NaOH —→ NaCl＋H2O

【师讲】有些反应的热效应比较明显，判断就比较容易，而有些反应的热效应显得不太明显，判断就比较困难，对于这样的反应，我们如何知道反应的热效应呢？(实验测定)

【实验】50mL 2mol/L盐酸与50mL 2mol/L氢氧化钠溶液反应，测定热效应。记录混合前后溶液温度的变化。

【引入】通过上面的实验、讨论，我们知道，在化学反应过程中，有的反应放出热量，发生放热反应，而有的反应却需要吸收热量，发生吸热反应。同样是化学反应，为什么热效应不相同呢？

【板书】三、化学反应中能量变化的原因

【探究】请你从反应物和生成物所具有的能量的角度分析，为什么有的反应放出热量，而有的反应却需要吸收热量呢？

【生答】决定于反应物和生成物能量的相对高低。如果反应物所具有的总能量高于生成物所具有的总能量，那么在发生化学反应时，有一部分能量就转化成热能释放出来。如果反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量，那么在发生化学反应时，反应物就需要吸收能量才能转化为生成物。

【解读】能量变化示意图（结合能量守恒定律）

【归纳】反应物总能量＞生成物总能量放热

反应物总能量＜生成物总能量吸热

【探究】根据资料库，请你从化学反应的实质和化学键的角度分析，氢气与氯气化合生成氯化氢的反应，是吸热反应还是放热反应？（先计算，后回答）

【归纳】

分子离解成原子时吸收的能量＞原子重新结合成新的分子时释放的能量吸热反应

（破坏化学键消耗的能量＞形成化学键释放的能量吸热反应）

分子离解成原子时吸收的能量＜原子重新结合成新的分子时释放的能量放热反应

（破坏化学键消耗的能量＜形成化学键释放的能量放热反应）

【比较】氢气与氧气化合生成1mol水蒸气时，放出241.8千焦热量，而氢气与硫蒸汽化合生成1mol硫化氢气体时，只放出20.1千焦热量。请你比较水和硫化氢的热稳定性。

【生答】水比硫化氢的热稳定性大。物质化合时，放出能量越多，生成物的热稳定性越大。【归纳】大量事实表明，在化合反应中生成等物质的量的生成物时，放出或吸收热量的大小是生成物热稳定性的有效标志。

【小结】化学变化，不仅使参加反应的物质发生了变化，而且还伴随着能量的变化；化学变化中的能量变化，决定于参加反应物质的性质，而物质的性质决定于物质的组成和结构。所以研究化学变化中的能量变化，还需从物质的组成和结构入手。

【作业】【走进实验室】设计实验装置，测定酸碱中和反应的热效应，分析产生误差的原因。【资料库】化学反应的过程是反应物分子先离解成原子，原子再重新结合成新的分子。分子离解成原子的过程是一个破坏化学键的过程，需要消耗能量；原子再结合成分子的过程是形成新化学键的过程，会释放能量。

已知某些共价键的的键能数据如下：

共价键H—H Cl—Cl H—Cl

键能（KJ/mol）436 247 431