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必修II第二章《化学反应和能量》教学设计一、本章在教材中所处的地位和作用本章内容是在学习了“物质结构元素周期律”之后，应用物质结构理论来指导化学反应原理的学习，是对第一章内容知识的深化。其中化学反应中的能量变化，化学反应速率和限度是中学化学重要的理论部分，该部分内容在初中化学、高中必修模块和选修模块中均有安排，既有学习的阶段性，又有必修、选修的层次性，在具体内容上前后还有交叉和重叠，学生概念的形成和发展呈现一种螺旋式上升的形态。化学反应中物质释放的化学能量是现代能量的主要来源，控制反应条件，可降低生产成本，提高经济效益。这一章知识在工农业生产，科学技术研究和日常生活中都有广泛的应用，与我们每个人息息相关。本章内容既是对初中化学相关内容的提升和拓展，又是为选修“化学反应原理”奠定必要的基础。因此，本章教材在全书中占有重要地位，是整个高中化学的重点内容之一。二、本章内部结构关系本章内容按其知识结构可分为两大部分。第一部分包括第一节和第二节，系统介绍了化学能与热能的相互转化，化学能与电能及与其他形式的能量之间相互转化的现实意义。第二部分为第三节内容，介绍了化学反应速率和限度及控制化学反应条件的意义。化学能与热能、电能的相互转化，侧重讨论化学能向热能或电能的转化，以及化学能直接转化为电能的装置——化学电池，通过原电池和传统干电池（锌锰电池）初步认识化学电池的化学原理和结构，通过介绍新型电池（如锂电池）体现化学电池的改进和创新。化学反应速率及其影响因素，教材通过实例和实验使学生形成初步的认识，反应限度则通过实验和化学史（炼铁高炉尾气之谜）感性地说明其存在。在此基础上让学生认识控制反应条件对生产、生活及科学研究的意义，初步认识提高燃料燃烧效率的重要性和途径。三、本章相关内容的新旧对比分析本章重要知识点分布知识点在旧教材中分布新课标的教学要求旧教材的教学要求化学反应中能量变化初中教材高中教材第三册知道化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。笼统地将反应中吸收或放出能量归结为反应物的总能量与生成物的总能量的相对高低与新课标基本相同。化学能与热能的相互转化初中教材高中教材第三册通过生产、生活中的实例了解吸热反应和放热反应。要求掌握反应热和热化学反应方程式，能利用燃烧热进行计算。化学能与电能的转化关系高中教材第二册能举例说明化学能与电能的转化关系及其应用。通过原电池和传统干电池（锌锰电池）初步认识化学电池的化学原理和结构。能用生活中的材料制作简易电池。通过介绍新型电池（如锂离子电池、燃料电池等）体现化学电池的改进与创新，初步形成科学技术的发展观。掌握化学电池的化学原理和结构，要求上升为规律性的知识。掌握金属的电化学腐蚀。化学电源的要求基本相同。化学反应的速率及其影响因素高中教材第二册通过实例和实验使学生形成初步的认识，要求对反应速率进行定量计算或同一反应中不同物质间反应速率的相互换算化学反应的限度高中教材第二册通过实验和化学史实（炼铁高炉尾气之谜）感性地说明其存在。从原理、定义的高度予以重点讨论。反应条件的控制初中“燃料的燃烧”选取了“燃料的燃烧效率”这一常见的典型例子进行综合分析，从中了解控制反应条件的重要性，训练分析问题的思路与方法。应用化学反应的速率和化学平衡原理，探讨合成氨条件的选择问题。四、本章课时安排及教学重难点第一节化学能与热能2课时第一课时：教学重点：1．化学键与化学反应中能量变化的关系。2．吸热反应和放热反应两个概念教学难点：从微观角度理解化学反应中能量的变化，掌握化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。第二课时：教学重点：知道生物体内生命活动过程中的能量转化，能源与人类社会发展的密切关系，拓宽了学生的科学视野，建立正确的能量观。第二节化学能与电能2课时第一课时：教学重点：1．化学能可以转化成其它形式的能量。2．原电池的原理，构成条件、电极名称和电极反应。教学难点：通过对原电池实验的探究，从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质。第二课时：教学重点：介绍技术产品，了解各种化学电源的设计、工作原理和应用，感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题，初步形成较为客观、正确的能源观。第三节化学反应的速率和限度2课时第一课时：教学重点：1．化学反应速率的概念2．影响化学反应速率的因素。教学难点：对化学反应速率进行定性、定量分析，形成概念。第二课时：教学重点：1．化学反应限度的概念2．知道在生产、生活和科研中控制反应条件，可以促进反应的完成程度以提高原料的利用率或转化率。教学难点：化学反应限度的本质原因及外部特征。复习、测验、讲评3课时五、本章每节课的教学流程及建议第一节化学能与热能第一课时：第一课时讲述化学键与能量之间的密切联系，揭示化学反应中能量变化的主要原因。通过三个实验，说明化学反应中能量变化主要表现为热量的形式，提出吸热反应和放热反应的概念。本节课可采用科学探究进行教学。即以实验探究教学作为切入点，从日常生活中煤气或液化石油气的燃烧入手，启发学生理解物质发生化学反应的同时还伴随着能量的变化，而这些能量变化又通常表现为热能变化，提出化学能与热能之间是怎样转化的？为什么有的化学反应吸热，而有的化学反应放热？进入实验探究教学，通过实验1、实验2、实验3，抽象出吸热反应，放热反应的概念，在实验探究过程中学生可以感受研究化学反应中热量变化的过程和方法。从实验探究引发理论思考，化学反应中能量变化的本质是什么？学生已经掌握物质结构初步知识，能从微观结构进行分析。断开化学键，吸收能量；形成化学键，放出能量。揭示化学反应中能量变化的主要原因，从而认识宏观表现，反应物总能量大于生成量总能量，化学反应放出能量；反应物总能量小于生成物总能量，化学反应吸收能量。这部分教学内容可帮助学生理解化学知识的学科价值。第二课时：教材图文并茂地说明了生物体内生命活动过程中的能量转化，能源与人类社会发展的密切关系，拓宽了学生的科学视野，建立正确的能量观。本课时是在理论思考教学之后，提出人类如何利用化学反应产生的热量问题，进入实际应用教学。较多地渗透化学社会学的观点，知识比较浅显但涉及的知识面广，例如生物体内的能量转化，不同时期人均耗能量比较，人类利用能源的三个阶段，化学能源引起的环境问题，全球能源枯竭危机，未来人类对能源的利用率，未来人类对新能源的开发。侧重于调动学生的学习兴趣和学习热情，充分利用课外教学资源进行学习，使学生充分认识化学反应作为能源动力的社会应用及其正、负面影响。第二节化学能与电能第一课时：本节课介绍火力发电，认识燃烧发电的原理及利弊分析；进行原电池实验探究，理解原电池的工作原理、组成及创造性应用。本节教学可以创设情景，分析火力发电体系中的各种要素，从分析“燃烧取暖，烧火煮饭”的能量转化关系为切入点，利用学生的“化学能与热能的相互转化”背景知识启发学生理解火力发电的原理。提出新的研究任务，研究“化学能直接转化为电能”的原理。挖掘学生已有的氧化还原反应知识来分析氧化剂和还原剂之间电子转移中的能量转化，积极引导学生思考将氧化反应和还原反应拆开的有关问题，考虑氧化反应和还原反应发生的条件和环境，化学物质的选择，在氧化剂和还原剂之间架设桥梁使电子流动等。向学生提供几种电极材料，电解质和非电解质溶液，启发学生进行实验探究，使学生初步掌握原电池实验的操作方法和观察实验现象的方法。通过实验探究、归纳、概括形成原电池概念，总结归纳原电池的构成条件，抽象出原电池化学反应本质。在这个过程中，要给学生陈述自己观点的机会，完成感性认识到理性认识的转变。第二课时：本节课介绍技术产品，了解各种化学电源的设计、工作原理和应用，感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题，初步形成较为客观、正确的能源观。通过对原电池实验的探究，学生已经能从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质以及这种转化的综合利用价值。本节课可采用图片、录像等直观的内容呈现形式，让学生了解干电池、充电电池、燃烧电池等各种化学电源，了解化学电源的应用和发展，介绍新型电池体现改进与创新，使学生初步形成科学技术的发展观。第三节化学反应的速率和限度第一课时：教材从日常生活中学生熟悉的大量化学现象和化学实验入手，引出反应速率的概念。通过实验探究，总结影响化学反应速率的因素。本节课教学可通过创设情景，从学生熟悉的日常生活中的化学现象和化学实验，引导学生发现有的化学反应进行得快，有的化学反应进行得慢，提出化学反应速率的概念。通过学生小组讨论、举例、收集并总结在日常生活中和化学实验过程观察化学反应进行得快慢的方法，归纳化学反应速率的定性观察法，例如：①冒气泡快慢；②颜色变化；③固体量减少；④浑浊程度；⑤温度变化等。引导学生交流有关物理中定量描述物体的运动快慢的方法，分析化学反应过程中物质量的变化情况，对化学反应速率进行定量表示，归纳出化学反应速率的定义，通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加量来表示。对化学反应速率的概念进行定性、定量分析后，再继续探讨外界条件对化学反应速率的影响，以实验探讨形式进行课堂教学（实验2-5和实验2-6），通过分析归纳影响因素有温度、溶液的浓度、固体的表面积、催化剂、反应物的状态等。在此基础上，进行实际应用教学，控制反应条件，提高那些对人类有利的反应速率，降低那些对人类不利的反应速率。第二课时：本节课教材设置实验探究，让学生发现化学反应限度问题，讨论化学平衡状态的本质、外部特征、影响反应限度的因素，以及人类如何利用和控制化学反应，促进有利的化学反应，抑制有害的化学反应。教学可从学生实验2-7入手，引导学生发现某些化学反应的反应物并不是按化学方程式中相应物质的计量关系完全转变为生成物。从而提出化学反应的限度的概念。然后讨论反应平衡状态的宏观特征和平衡状态的微观本质，使学生知道在生产、生活和科研中控制反应条件，促进反应的完成程度以提高原料的利用率或转化率。六、本章综合探究活动的建议安排本章一共安排六个探究活动，以学生查阅资料、市场调查、分组实验的活动方式呈现，每个探究活动都要求学生做好充分的预习，把握知识原理和活动要求。现将具体活动的建议安排分述如下：①查阅资料：化学能转化为热能、电能在生产、生活中的应用。②实验：中和反应与中和热的测定。③实验：用生活中的材料制作简易电池。④市场调查：不同种类电池的特点、性能与用途。⑤实验探究：温度、催化剂对过氧化氢分解反应速率的影响。⑥设计实验：证明某些化学反应的可逆性。七、本章知识线索图1、化学反应与能量2、化学反应的速率与限度（1）.化学反应速率的含义：单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量（2）.你对化学反应限度的认识：可逆反应的转化率在一定条件下达到最大时的平衡状态。平衡状态具有“逆、等、动、定、变的特点，平衡标志主要是速率标志和浓度标志。（3）.控制化学反应条件的意义：提高有利于人类的化学反应速率、效率和转化率：降低有害于人类的化学反应速率；控制特定环境中的特殊反应，进行定向爆破、火箭发射等。八、本章课堂教学效果评价检测：第一节化学能与热能第一课时：1.氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中，破坏1mol氢气中的化学键消耗的能量为Q1kJ,破坏1mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2kJ，形成1mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3kJ。下列关系式中，正确的是（）A.Q1+Q2＞Q3B.Q1+Q2＞2Q3C.Q1+Q2＜Q3D.Q1+Q2＜2Q32.已知某反应是放热反应，下列说法正确的是（）A.该反应发生时，一定不需要加热B.该反应中反应物的总能量小于生成物的总能量C.该反应中反应物的总能量大于生成物的总能量D.如果该反应开始后停止加热，反应一定能继续进行第二课时1.铝热剂是把铝粉和氧化铁粉末按一定比例配成的混合物，当用引燃剂点燃，在高温下反应猛烈进行，得到氧化铝和单质铁，放出大量的热。⑴请写出该反应的化学方程式⑵铁路工人经常利用这种方法来焊接钢轨，你能解释其中的原因吗？参考答案：1、D2、C3、（1）2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe（2）该反应放出大量的热，能使生