1、第二章 化學反應與能量一、教學目標1.知道化學鍵的斷裂和形成是化學反應中能量變化的主要原因化學鍵的斷裂要吸收能量，化學鍵的形成要放出能量。知道一個化學反應是吸收能量還是放出能量，決定于反應物的總能量與生成物的總能量的相對高低。2.通過實例和實驗，了解化學能與熱能的相互轉化，了解化學能轉化為熱能在生產、生活中的應用及其對人類文明發展的貢獻。3.能舉例說明化學能與電能的轉化關系及其運用，認識化學能轉化為電能對現代化的重大意義，初步了解化學電池的化學反應基礎（氧化還原反應）及研制新型電池的重要性。4.通過實例和實驗初步認識化學反應的速率及其影響因素，知道化學反應有一定的限度，并在此基礎上認識控制反應

2、條件對生產、生活及科學研究的意義，初步認識提高燃料燃燒效率的重要性和途徑。5.初步體會通過實驗認識和研究化學反應原理的方法與價值，并為學習有關的選修模塊打下基礎。二、內容分析1.地位和功能本章內容分為兩個部分化學反應與能量、化學反應速率和限度，都屬于化學反應原理范疇，是化學學科最重要的原理性知識之一，也是深入認識和理解化學反應特點和進程的入門性知識。同時，本章內容又是在社會生產、生活和科學研究中有廣泛應用的知識，是對人類文明進步和現代化發展有重大價值的知識，與我們每個人息息相關。因此，化學能對人類的重要性和化學反應速率、限度及其條件控制對化學反應的重要性，決定了本章學習的重要性。初中化學從燃料

3、的角度初步學習了“化學與能源”的一些知識，在選修模塊“化學反應原理”中，將從科學概念的層面和定量的角度比較系統深入地學習化學反應與能量、化學反應速率和化學平衡的原理。本章內容既是對初中化學相關內容的提升與拓展，又是為選修“化學反應原理”奠定必要的基礎。通過化學能與熱能、電能的相互轉化及其應用的學習，學生將對化學在提高能源的利用率和開發新能源中的作用與貢獻有初步認識；通過新型化學電源開發利用的介紹，學生將對化學的實用性和創造性有更多的體會；通過對化學反應速率和限度的討論，學生對化學反應的條件將從原理上加深認識。這些都會增進學生對化學科學的興趣與情感，體會化學學習的價值。2.內容的選擇與呈現課程標

4、準關于化學反應與能量及化學反應速率與限度的內容在初中化學、高中必修模塊和選修模塊中均有安排，既有學習的階段性，又有必修、選修的層次性，在具體內容上前后還有交叉和重疊，學生概念的形成和發展呈現一種螺旋式上升的形態。根據課程標準，關于化學反應中能量變化的原因，在此只點出化學鍵的斷裂和形成是其主要原因，并籠統地將反應中吸收或放出能量歸結為反應物的總能量與生成物的總能量的相對高低，不予深究。關于化學能與熱能、電能的相互轉化，側重討論化學能向熱能或電能的轉化，以及化學能直接轉化為電能的裝置化學電池，主要考慮其應用的廣泛性和學習的階段性。在化學電池中，通過原電池和傳統干電池（鋅錳電池）初步認識化學電池的化

5、學原理和結構，并不要求上升為規律性的知識；通過介紹新型電池（如鋰離子電池、燃料電池等）體現化學電池的改進與創新，初步形成科學技術的發展觀。關于化學反應速率及其影響因素，是通過實例和實驗使學生形成初步的認識，但不涉及對反應速率進行定量計算或同一反應中不同物質間反應速率的相互換算。反應限度是通過實驗和化學史實（煉鐵高爐尾氣之謎）感性地說明其存在，雖涉及了反應的“可逆性”及“平衡狀態”，但未從原理的、定義的高度予以重點討論。反應條件的控制是建立在上述二者的基礎之上，選取了“燃料的燃燒效率”這一常見的典型例子進行綜合分析，從中了解控制反應條件的重要性，訓練分析問題的思路與方法。這一實例分析，既與學生的

6、日常生活經驗相聯系，又與初中“燃料的燃燒”相銜接。本章在選材上盡量將化學原理與實驗、實例相結合，對化學概念或術語（如化學能、化學電池、催化劑、反應限度等）采用直接使用或敘述含義而不下定義的方式出現，以降低學習的難度。同時注意與學生經驗、社會發展、高新技術、化學史實、相關學科（如物理、生物等）相聯系，力求使本章學習內容在相應的“知識生態”中呈現，體現其知識的生長性、環境性、綜合性和發展性。3.內容結構三、課時建議第一節    化學能與熱能           

7、;    2 課時第二節    化學能與電能               2 課時第三節    化學反應的速率和限度       2 課時機動和復習            

8、0;              2 課時第一節 化學能與熱能一、教學設計能源與人類的生存和發展息息相關。本章通過對化學反應中能量變化的探討，使學生感悟到過去化學反應在人類利用能源中所充當的角色，在未來人類解決能源危機、提高能源利用率和開發新能源等方面中的關鍵作用，以激發學生學習化學的興趣，教育學生關心能源、環境等與現代社會有關的化學問題。本節課的教學是圍繞化學能與熱能的關系而展開的。教學分為三個部分：在第一部分中教材先從化學鍵知識入手，說明化學鍵與能量之間的密切聯系

9、，揭示了化學反應中能量變化的主要原因。然后分析了化學反應過程中反應物和生成物的能量儲存與化學反應吸收還是放出能量的關系，為后面強調“與質量守恒一樣，能量也是守恒的”的觀點奠定了基礎。在第二部分中教材通過三個實驗，說明化學反應中能量變化主要表現為熱量的形式，提出吸熱反應和放熱反應的概念。這部分內容強調了科學探究和學生活動，讓學生在實驗探究中認識和感受化學能與熱能之間相互轉化及其研究過程，學會定性和定量的研究化學反應中熱量變化的科學方法。在第三部分中教材為了拓寬學生的科學視野，圖文并茂地說明了生物體內生命活動過程中的能量轉化、能源與人類社會發展的密切關系，使學生建立正確的能量觀。關于化學反應與能量

10、之間的關系，學生在初中化學中已經有所了解，在他們的生活經驗中也有豐富的感性認識。本節教學內容是讓學生在學習物質結構初步知識之后，從本質上認識化學反應與能量的關系。本節教學重點：化學能與熱能之間的內在聯系以及化學能與熱能的相互轉化。本節教學難點：從本質上（微觀結構角度）理解化學反應中能量的變化，從而建立起科學的能量變化觀。依據以上分析，建議將本節課的教學分為三個課堂教學單元：理論思考教學，實驗探究教學，實際應用教學。這三個教學單元相互聯系，同時又各自平行獨立，其中任何一個單元都可以作為教學切入點進行課堂整體教學，這樣就形成了以下幾種教學思路：【教學設計】以理論思考教學作為切入點。從復習化學鍵知識

11、入手啟發學生思考化學反應中“化學鍵的破與立”與化學反應中能量變化的關系進入理論思考教學引發學生考慮化學能與熱能相互轉化的問題進入實驗探究教學提出人類如何利用化學反應產生的熱量問題進入實際應用教學。這一教學思路強調的是理論的指導作用，啟發學生從理論出發提出化學反應中能量變化的幾種科學假設，然后設計實驗對各種假設進行驗證，以此培養學生應用理論知識解決實際問題的能力。理論思考教學單元中，應充分利用學生已有的結構化學知識、化學鍵模型、圖表和多媒體課件等課堂內的教學資源，運用模擬課件將“化學鍵的斷裂和形成是化學反應中能量變化的主要原因”這一抽象復雜的知識直觀化和形象化，運用對比、比喻、聯想等教學方法進行

12、“一個確定的化學反應在發生過程中是吸收能量還是放出能量，決定于反應物的總能量與生成物的總能量的相對大小”的教學，力求用直觀化的圖表說明問題，注意新、舊知識的銜接和啟發學生進行討論和對比?！窘虒W設計】以實驗探究教學作為切入點。首先從一個燃燒實驗入手啟發學生理解物質發生化學反應的同時還伴隨著能量的變化，而這些能量變化通常又表現為熱能變化進入實驗探究教學提出“為什么有的化學反應吸熱，而有的化學反應放熱” 的問題進入理論思考教學提出人類如何利用化學反應產生的熱量問題進入實際應用教學。這一教學思路強調的是科學研究的一般過程，即應用實驗創設教學情境，引發學生發現并提出新的問題，設計并進行實驗用以收集、整理

13、事實和數據，再得出結論，抽象出吸熱反應和放熱反應的概念，然后上升到理論高度去理解概念，最后應用到實際中去。整個教學過程即是一個完整的科學探究過程。實驗探究教學單元中，在探討化學反應放熱、吸熱本質時，要使學生明確三點：1.熱量變化是化學反應中能量變化的主要表現形式；2.化學反應過程中的能量守恒；3.化學反應在發生過程中是吸熱還是放熱，決定于反應物的總能量與生成物的總能量的相對大小。實驗2-1、2-2、2-3是教學中非常重要的課內教學資源，為了最大限度的發揮其教學價值，建議將實驗2-1和實驗2-3安排為學生分組實驗，因為放熱現象不能用眼睛直接觀察到，學生親自動手實驗有利于觸摸反應器和觀察溫度計，能

14、增強感性認識。由于實驗2-2中產生氨氣，因此要在通風條件好的環境下安排學生分組實驗，此實驗直觀，現象明顯、有趣，能很好的調動學生的參與熱情。經過分組實驗，學生有了完整豐富的感性認識后，引導學生進行高質量的理性分析則是至關重要的。通過學生匯報、小組內交流、填寫實驗報告等多種多樣的形式，給學生創造機會學習對現象的描述和分析、對實驗事實和數據的處理、依據事實和數據進行抽象等科學方法。最后，為了能使實驗教學進入高層次的創造性實驗和創造性思維階段，可以提出一些富有挑戰性的學習問題或任務，供學生在課堂內討論或課外深入學習。例如，除了觸摸、使用溫度計和觀察少量水是否結冰等方法外，還有沒有其他指示反應放熱或吸

15、熱的方法？將你認為可行的方法列出來，并根據這些方法設計實驗；在定性實驗的基礎上能否定量測定一個反應所放出或吸收的熱量？如果能，應該怎樣設計實驗？你怎樣設計實驗比較兩個反應放出能量的大??？【教學設計】以實際應用教學作為切入點。首先讓學生觀看人類開發和利用能源的錄像、圖片等，或提出一個有關能源的社會實際問題進行討論進入實際應用教學使學生認識到化學反應所釋放出的能量是當今世界上最重要的能源，研究化學反應中能量變化的重要意義進入實驗探究教學引導學生考慮怎樣從本質上去理解：為什么有的化學反應吸熱，而有的化學反應放熱？進入理論思考教學。這一教學思路強調的是將化學研究與社會的生存和發展密切聯系起來，引導學生

16、從實際出發去研究化學反應。實際應用教學單元中，注意較多地滲透化學社會學的觀點，要求的知識比較淺顯但涉及的知識面廣，這部分內容在課堂內不要講得過深、過細和過多，應側重于調動學生的學習興趣和學習熱情，引導學生充分利用課外教學資源進行學習。在課堂內建議選擇有針對性的錄像片段、具有說服力的圖片、數據資料供學生觀看和閱讀，然后進行討論和分析。同時，給學生一些學習問題和學習任務，鼓勵學生充分利用課外教學資源進行學習，如上網學習，去圖書館查閱資料，到社會上去調研，尋找日常生活中與能量有關的現象等，也可下發一些課后閱讀資料讓學生分析并寫出報告。本節課整體教學結構及流程圖為：二、活動建議【實驗2-1】實驗要點：

17、鋁與稀酸和弱酸反應現象不明顯，常常需要加熱，所以要選擇強酸且濃度不要太低。盡量使用純度好的鋁條，反應前要用砂紙打磨光亮，這樣進行實驗時，用手觸摸才能明顯感覺到反應放熱，用溫度計測量效果會更好。實驗報告設計：實驗目的  1.了解鋁與鹽酸反應中熱量變化的情況；          2.學會觀察和測定化學反應中熱量變化的方法。實驗要求  組內成員共同合作完成下列三個欄目中所要求的學習任務。實驗活動時間：       

18、0;             小組成員姓名：                   思考與討論1.鋁與鹽酸反應的化學方程式：               

19、;                。2.在反應過程中你將能看到什么現象？3.用眼睛不能直接觀察到反應中的熱量變化，你將采取哪些簡單易行的辦法來了解反應中的熱量變化？4.要明顯的感知或測量反應中的熱量變化，你在實驗中應注意哪些問題？實驗記錄實驗步驟*眼睛看到的現象用手觸摸的感覺用溫度計測量的數據在一支試管中加入23ml6mol/l的鹽酸溶液       向含有鹽酸溶液的試管中插入用砂紙打磨光的鋁條 

20、      結論      反思與評價（一）個人反思和總結1.通過這個實驗你學到了哪些化學知識？學會了哪些實驗方法？2.在整個過程中，你最滿意的做法是什么？你最不滿意的做法是什么？（二）組內交流和評價1.在思考、討論過程中，同組成員給了你哪些啟示？你又給了同組成員哪些啟示？2.在實驗過程中，同組成員給了你哪些幫助？你又給了同組成員哪些幫助？（三）組間交流和評價1.當聽完其他小組的匯報后，發現他們的哪些做法比你們小組的好？哪些不如你們的好？2.當聽完其他小組的匯報后，你是否又有了新的想法？根據你在這次活動中的收獲和表現，以10分制計算，

21、你的得分是      ：。請闡述理由：                               。請將你的報告送交到老師處。謝謝合作！*實驗步驟也可以讓學生自己設計和填寫?！緦嶒?-2】實驗要點：這個實驗成功的關鍵是在短時間內反應充分進行，使體系

22、溫度快速降低，將玻璃片上的水凝固。實驗中要注意兩點：（1）將ba(oh)2·8h2o晶體研磨成粉末，以便與nh4cl晶體充分接觸；（2）由于該反應屬于固相反應，一定要在晶體混合后立即用玻璃棒快速攪拌混合物，以使它們很快起反應；（3）反應放出有刺激性氣味的氨氣，會造成學習環境的污染，所以要注意對氨氣的吸收。建議實驗探究過程如下：（一）提出研究的題目在常溫下氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體反應過程中能量的變化。（二）收集實驗證據1.閱讀教材并根據已有知識設計實驗方案和實驗步驟如下：圖 2-1  氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體的反應2.根據上述實驗方案和步驟討論實驗過程中應注意的問題。3.分組

23、實驗，觀察實驗現象，收集實驗事實。4.匯報實驗現象和結果。（三）整理并得出結論1.列表整理實驗事實和結論：實驗步驟實驗現象得出結論將晶體混合后立即用玻璃棒快速攪拌混合物有刺激性氣味的氣體產生，該氣體能使濕潤的紫色石蕊試紙變藍有nh3氣生成用手觸摸燒杯下部感覺燒杯變涼反應吸熱用手拿起燒杯燒杯下面的帶有幾滴水的玻璃片（或小木板）粘到了燒杯底部反應吸收熱量使體系溫度降低，使水結成冰將粘有玻璃片的燒杯放在盛有熱水的燒杯上一會兒再拿起玻璃片脫離上面燒杯底部冰融化反應完后移走燒杯上的多孔塑料片，觀察反應物混合物成糊狀有水生成2.用化學方程式表示上述反應：ba(oh)2·8h2o+2nh4cl=b

24、acl2+2nh3+10h2o（四）反思與評價1.整個實驗中有哪些創新之處？2.在實驗過程中對你最有啟迪的是什么？【實驗2-3】建議將教材中的實驗改為下列三組對比實驗。實驗要點：通過三組強酸和強堿之間的反應對比實驗，定性的抽象出“中和熱”概念。在實驗中要注意：（1）三組實驗所處條件要相同，如使用的儀器、外界環境中溫度和壓強要相同；（2）三組實驗酸和堿的用量要相同，以保證生成水的量相同；（3）控制相同的反應時間。三個學生分成一組進行實驗，其中每個學生做一個實驗并記錄現象和數據，供組內交流、比較使用，然后討論得出結論。最后向全班匯報，進行組間交流。步驟一：三個學生各取一個大小相同的試管，分別做一個

25、實驗并記錄實驗現象和數據。步驟二：匯總實驗現象和數據并列表比較。  反應物及用量酸hno3 50 ml 1 mol/lhcl 50 ml 1 mol/lhcl 50 ml 1mol/l堿 naoh 50 ml 1 mol/lnaoh 50 ml 1 mol/lkoh 50 ml 1mol/l  混合前溫度室溫室溫室溫混合后溫度t1t2t3 結  論hno3與naoh發生中和反應時放熱hcl與naoh發生中和反應時放熱hcl與koh發生中和反應時放熱對實驗進行歸納和概括強酸與強堿發生中和反應時放出熱量 步驟三：對實驗進行原理性

26、抽象為什么強酸與強堿發生反應時都會放出熱量？本質分析三個反應的化學方程式和離子方程式分別為：                hno3+naoh=nano3+h2o，h+ + oh- = h2o                hcl+naoh=nacl+h2o，h+ + oh- = h2o 

27、               hcl+koh=kcl+h2o，h+ + oh- = h2o由此可見，三個反應的化學方程式雖然不同，反應物也不同，但是它們的反應本質相同，都是h+與oh-離子反應生成水的反應，屬于中和反應，其離子方程式都是：h+ + oh- = h2o。所以，可提出推測，即中和反應都放熱。由于三個反應中h+和oh-離子的量都相等，則生成水的量也相等，故放出的熱量也相等（在上述三個實驗中，溫度上升的幅度接近）。形成概念酸與堿發生中和反應生成1molh2o時所釋放的熱量稱為中和熱。三、問題交流【學與問】 這里所列舉的兩類反應說明了化學反應與熱能之間的辯證關系以及它們之間的相互轉化：一方面