人教版（2019）高中化学必修第二册 《6.1.1 化学反应与热能》名师教学设计

《化学反应与热能》教学设计
一、教材分析
化学反应中的物质变化和能量变化是化学反应的基本特征，与人类生活、生产活动密切相关。作为高中必修阶段的化学课程，本章内容的编写力图在初中化学相关知识的基础上，使学生进一步加深对化学反应相关知识的了解，初步形成较为全面的认识。学生在初中学习了化学反应中的物质变化，初步认识了化学反应中的能量变化。在此基础上，本章进一步介绍化学反应中能量变化的基本知识及其应用，拓展学生原有的化学反应认识视角。
对于化学反应中的热能，教材除引出化学反应中的吸热、放热反应等热量变化现象和概念外，主要是借助化学反应中的热量变化揭示化学反应中能量变化的本质，并探讨其与社会、生产、生活的联系。其主要内容和思路如下：
本节的内容编排有以下几个特点：
1、注重从已有知识或生活经验引出新知识。教材利用实验或结合化学反应中热能利用的历史，从学生已有的学科知识和生活经验引出并分析新知识，以降低学生对新知识的陌生感，减缓认知坡度。教材中放热反应和吸热反应的概念是在实验事实的基础上引出的；对化学反应中能量变化本质的介绍，则利用了学生学过的氢气与氯气的反应及相关数据。
2、注重宏观与微观相互结合、印证。化学反应中的热量变化，以化学键重组的微观推理深化学生对反应中能量变化的理论认识；又以吸热、放热反应与反应物、生成物总能量变化关系的宏观分析使抽象理论具体化，便于学生在知识储备较少时，适当应用理论，对具体反应进行分析。
3、利用自主学习渠道，促进学生体验学科价值。化石能源的利用与面临的问题，教材着墨不多但内涵丰富。从化石能源在人类发展中的作用到社会发展与能源需求的关系，从化石能源储量到能源消费需求，再到其燃烧排放对环境的污染和开发清洁新能源，这些无一不与现代生活息息相关，均属社会热点问题，是体现学科价值与培养学科核心素养的教学素材。但这类内容的信息量很大，难以详述，相关问题只能点到为止。教材设计了“思考与讨论”“信息搜索”两个活动性栏目，以期通过教师引导下的学生自主学习活动的开展，使学生了解更多信息，体会相关问题的重要性以及化学在其中的作用。
二、学情分析
经过义务教育阶段的学习，学生已经认识了许多化学反应，可以按照四大基本反应类型进行初步分类学习。必修一第一章第一节课程中从宏观角度以物质的变化来重新认识了化学反应。必修一第四章第三节化学键的课程学习中，学生已经掌握了化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，从微观上进一步认识化学反应。这些知识为本节课的学习打下了有效的理论基础。
素养目标
【教学目标】
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，树立物质变化中伴随能量变化的观念。
2．能从反应物与生成物所具有的能量、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．通过多种渠道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，感受化学学科的社会价值，培养科学态度与社会责任。
【评价目标】
1．通过对化学反应能量变化的感受，诊断并发展学生能理解并能举例常见的放热反应与吸热反应。
2．通过对反应物与生成物所具有的能量、化学键的断裂与形成两个角度的分析，发展学生理解化学反应中能量变化的主要原因。培养学生进行简单的能量变化计算的能力。
3．通过能量图，发展学生对反应物与生成物稳定性的比较。
4．通过能源介绍，诊断并发展学生对化学能源在社会应用上的价值认识。
四、教学重点、难点
1．教学重点：化学反应中能量变化的本质。
2．教学难点：化学反应中能量变化的本质。
五、教学方法
1．实验法（放热反应、吸热反应的引出）
2．归纳法（常见放热反应、吸热反应的归纳）
3. 讨论法（能源演变、能源危机、能源利用）
六、教学设计思路
化学反应在物质变化过程中伴随着能量变化，教学中首先要让学生充分感受化学反应过程中的热量变化，然后在此基础上探究化学反应中能量变化的本质。教材正文安排了两个实验帮助学生感受吸热反应与放热反应，教学过程中这两个实验的作用很重要。镁与稀盐酸的反应进行反应前后温度测量，通过反应前后温度的变化来说明镁与盐酸的反应是一个放热反应。在吸热反应的实验中，同样借助反应前后温度降低，并让水凝结成冰使得烧杯与玻璃片牢牢粘住，这样就可以使学生对吸热反应产生深刻的印象。接下来引领学生结合已有知识经验探究化学反应中能量变化的本质。引导学生从宏观和微观两个角度理解化学反应过程中能量变化的本质。对于能源的利用，则采取分小组讨论并播放能源演变以及能源危机的视频介绍来进行认识与拓展。
七、教学流程
八、教学过程
环节 教师活动 学生活动
环节一： 实验初探，感受化学反应伴随能量变化 展示自加热火锅煮熟的过程（小视频教师提前自行拍摄）。 展示自加热火锅加热包的化学成分（图片拍摄）。 通过以上展示吸引学生的注意力，引起思考。 现代社会中，人类的一切活动从衣食住行到文化娱乐，从社会生产到科学研究等都离不开能量，而许多能量的利用与化学反应中的能量变化密切相关。从煤、石油和天然气等提供的热能，都是通过化学反应获得的。化石燃料燃烧会释放大量的热。除了燃烧，其他化学反应也伴随着放热或吸热现象。 认真观看视频与图片，观察化学成分，尝试书写反应方程式，并解释原因。感受化学反应在日常社会生产生活中应用价值
探究实验1：探究已打磨的镁条与盐酸反应的热量变化（实验步骤见课本P32）。 我们已经知道很多化学反应都是放热反应，是不是所有的反应都是放热反应呢？ 探究实验2：氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的混合（实验步骤见课本P33【实验6-2】）化。 认真观看，触摸试管外壁和烧杯外壁，仔细记录实验现象。
上述两个实验中，反应前后的温度变化说明反应过程中伴有热量的释放或吸收。化学上把最终表现为释放热量的化学反应称为放热反应。举例几个类别的放热反应。把最终表现为吸收热量的化学反应称为吸热反应。举例几个类别的吸热反应。 认真记录并与教师共同归纳总结吸放热反应类型
环节二： 微观辨析化学反应能量变化原因 化学反应中为什么会有能量变化？为什么有的化学反应释放热量，有的化学反应吸收热量？ 我们知道，物质中的原子之间是通过化学键相互结合的，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。 举例氢气和氯气化合生成氯化氢的能量变化，通过图片展示微观断键与成键过程。 由此总结化学反应中的物质变化总会伴随着能量变化，通常主要表现为热量的释放或吸收。 学生认真倾听并思考 学生尝试利用课本p33提供的数据进行该反应的热量变化计算，从微观层面理解能量变化原因
环节三： 宏观辨析反应物、生成物总能量关系 各种物质都具有能量，物质的组成、结构与状态不同，所具有的能量也不同。一个化学反应究竟是吸收能量还是放出能量是由什么决定呢？ 教师设问： 1.氢原子与氢气二者对比，谁更稳定？ 2.氯原子与氯气二者对比，谁更稳定？ 3.1个氯原子和1个氢原子与1个氯化氢分子，谁更稳定？ 4.物质本身所含能量高低与物质稳定性的关系如何？ 教师深度解释：从氢气转变成氢原子，氯气变成氯原子，旧化学键断裂，物质从稳定变成不稳定，能量由低到高，需要吸收能量；从氢原子和氯原子结合成氯化氢分子，新化学键形成， 物质从不稳定变成稳定，能量由高到低， 需要释放能量。 教师板书化学反应前后能量变化图 观察实验 从实验中将抽象模糊的物质“储能”建构出模型，理解反应物与生成物所具有的能量和化学反应能量变化之间的关系。 与教师共同完成“化学反应与能量变化的关系示意图”
环节四： 实际应用，寻找化学热效应的应用 视频播放：人类能源史（2分39秒） 展示图6-4、资料卡片 展示课本P35“思考与讨论” 展示课本P35“信息搜索” 由此引发思考：人类与日俱增的能源需求与能源危机如何应对？由化石能源引发的大气环境污染如何改善？ 一步一步引导学生列举化学热效应在实际生活生产中的应用；引导学生从“节能”和“寻找清洁的新能源”两个方向去探讨并归纳总结，去体会我们的衣食住行都离不开化学能量，感受化学的应用价值。 （板书结课：常见的吸放热反应、微观解释、宏观解释等） 认真观看视频 学生分小组讨论 发表观点并汇总
板书设计
化学反应与热能
十、课堂测评
1．下列变化一定是吸热反应的是（ ）
A．凡需加热才能发生的反应
B．所有的分解反应
C．将化学能转变为热能的反应
D．生成物总能量大于反应物总能量的反应
2．下列过程中生成物总能量高于反应物总能量的是（ ）
A．碳酸钙受热分解 B．乙醇燃烧
C．液态水汽化 D．氧化钙与水反应
3．下列说法中正确的是（ ）
A．物质发生化学反应时都伴随着能量变化，伴随能量变化的物质变化一定是化学变化
B．需要加热的化学反应一定是吸热反应，不需要加热就能进行的反应一定是放热反应
C．吸热反应就是反应物的总能量比生成物的总能量高；也可以理解为化学键断裂时吸收的能量比化学键形成时放出的能量多
D．因为3O2==2O3是吸热反应，所以臭氧比氧气的化学性质更活泼
4．有专家提出，如果利用太阳能将燃料CH4、CH3OH、NH3等燃烧后的产物如CO2、H2O、N2等组合，使之重新变成CH4、CH3OH、NH3等的构思(如图所示)能够实现，那么在很大程度上可以缓解能源危机，在此过程中太阳能最终转化为（ ）
A．化学能 B．生物质能 C．热能 D．电能
5．下列叙述错误的是（ ）
A．化石能源物质内部蕴含着大量的能量
B．绿色植物进行光合作用时，将太阳能转化为化学能“贮存”起来
C．物质的化学能可以在一定条件下转化为热能、电能，为人类所利用
D．吸热反应没有利用价值
6．已知2SO2+O2→2SO3为放热反应，对该反应的下列说法正确的是（ ）
A．O2的能量一定高于SO2的能量
B．SO2和O2的总能量一定高于SO3的总能量
C．SO2的能量一定高于SO3的能量
D．因该反应为放热反应，故不必加热就可发生
7．已知反应A2+B2==2AB,破坏1molA2中的化学键消耗的能量为Q1kJ,破坏1molB2中的化学键消耗的能量为Q2kJ，形成1 mol AB中的化学键释放的能量为Q3kJ, 则下列说法正确的是（ ）
A．若A2和B2的总能量之和大于生成的AB的总能量，则反应放热
B．若A2和B2的总能量之和小于生成的AB的总能量，则反应放热
C．若该反应放出能量，则Q1+Q2>Q3
D．若该反应吸收能量，则Q1+Q2【参考答案】
1．【答案】D
【解析】反应吸热还是放热仅取决于反应物与产物的相对能量大小，与反应过程、反应条件无关，故选D
2．【答案】A
【解析】生成物能量高于反应物，为吸热反应；
A碳酸钙分解为吸热反应，正确；
B燃烧是放热反应，错误；
C汽化为物理变化过程，不属于化学反应，错误；
D生石灰溶于水为放热反应，错误。
3．【答案】D
【解析】
A化学反应一定伴随着能量的变化，但有能量变化的过程不一定是化学反应，错误；
B反应吸热还是放热仅取决于反应物与产物的相对能量大小，与反应过程、反应条件无关，错误；
C吸热反应应为产物的能量更高，错误；
D氧气到臭氧为吸热反应，故氧气能量更低更加稳定，正确。
4．【答案】C
【解析】由图可知，太阳能转化为化学能，最终转化为热能，故选C
5．【答案】D
【解析】
A化石能源本身含有较多的能量，例如可燃烧放热，正确；
B光合作用，太阳能转化为有机物化学能，正常；
C能量可以相互转化，正确；
D吸热反应也是具有很多的用途的，例如作为制冷剂等，错误。
6．【答案】B
【解析】；
A放热反应，反应物的总能量更高，并不代表其中一个反应能量更高，错误；
B反应放热，反应物的总能量更高，正确；
C放热反应，反应物的总能量更高，并不代表其中一个反应能量更高，错误；
D反应放热与吸热与反应条件、反应过程无关，错误。
7．【答案】A
【解析】；反应物的总能量更大，则反应放热，A正确，B错误；反应物断键Q1+Q2大于Q3 表示吸收的能量更多，反应为吸热反应；C错误，D错误；故选A。
（编写：陈柳丰 修订：陈汉 申定： ）
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