学年人教版必修2第二章教材分析与教学建议汪道岚.docx

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学年人教版必修2第二章教材分析与教学建议汪道岚

人教版必修2第二章《化学反应与能量》

教材分析与教学建议

广州市第16中学汪道岚

一、本章节内容的地位和功能

1．本章在学生形成知识体系的过程中起到一个承上启下的作用，课程标准关于化学反应与能量及化学反应速率与限度的内容在初中化学、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。

如：

初中化学从燃料的角度初步学习了“化学与能源”的一些知识，在选修模块《化学反应原理》中将从科学概念的层面和定量的角度比较系统深入地学习化学反应与能量、化学反应速率和化学平衡的原理。

本章内容既是对初中化学相关内容的提升与拓展，又是为选修《化学反应原理》奠定必要的基础。

2．本章内容分两个部分──化学反应与能量、化学反应速率和限度，都属于化学反应原理范畴，是化学学科最重要的原理性知识之一，是深入认识和理解化学反应特点和进程的入门性知识，是进一步学习化学的基础性知识。

能量是本章最核心的一个关键词，化学反应速率和限度也与能量有密切的关系，只是必修课中不研究。

同时，本章内容又是在社会生产、生活和科学研究中有广泛应用的知识，是对人类文明进步和现代化发展有重大价值的知识，与我们每个人息息相关。

总之，化学能对人类的重要性和化学反应速率、限度及其条件控制对化学反应的重要性，决定了本章学习的重要性。

3.通过化学能与热能、电能的相互转化及其应用的学习，学生将对化学在提高能源的利用率和开发新能源中的作用与贡献有初步认识；通过新型化学电源开发利用的介绍，学生将对化学的实用性和创造性有更多的体会；通过对化学反应速率和限度的讨论，学生对化学反应的条件将从原理上加深认识。

这些都会增进学生对化学科学的兴趣与情感，体会化学学习的价值。

二、内容结构与特点分析

结构主线：

本章内容内容渐进、交叉和重叠、螺旋上升，将化学原理同生活经验、实例和实验探究的结合，使学生构建一个完整的能量知识体系的基本框架。

化学反应与能量是初中化学核心概念之一，在高中必修模块的学习中要形成观念——化学反应伴随着能量变化；化学能与热能、光能和电能可以相互转化；化学能可以充分利用；节能意识。

第一节和第二节关于化学能与热能、电能的相互转化，侧重讨论化学能向热能或电能的转化的根本原因在于化学键的变化和反应体系中能量的变化。

分别用实验说明两者的转化，并强调了化学能直接转化为电能的装置──化学电池，并介绍新型电池（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。

第三节关于化学反应速率及其影响因素，是通过实例和实验使学生形成初步的认识，教材是通过实验和化学史实（炼铁高炉尾气之谜）感性地说明反应限度存在，虽涉及了反应的“可逆性”及“平衡状态”，但未从原理的、定义的高度予以重点讨论。

反应条件的控制是建立在上述二者的基础之上，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。

这一实例分析，既与学生的日常生活经验相联系，又与初中“燃料的燃烧”相衔接，同时还呼应了第一节化学能和热能转化的知识。

本章最大的一个特点是在选材上尽量将较为深奥的化学原理与贴近生活实际的实验、实例相结合，对抽象的化学概念或术语（如化学能、化学电池、催化剂、反应限度等）采用直接使用或叙述含义而不下定义的方式出现，以降低学习的难度。

而在同时注意与学生经验、社会发展、高新技术、化学史实、相关学科（如物理、生物等）相联系，力求使本章学习内容在相应的“知识生态”中呈现，体现其知识的生长性、环境性、综合性和发展性。

三、内容与教学目标要求

本章节内容，在必修和选修模块均有教学要求，而我们现在面对的必修模块中的内容，比较简单、基础，较系统的知识在选修模块中安排学习，这在课程标准和模块学习要求中有明显区分。

2007年广东省化学科考试大纲中，对必修和选修也有不同的要求。

教师在进行本章内容教学时一定要注意到教学内容的范围控制和教学难度的把握。

表一：

本章节内容在必修模块和选修模块中的要求对比：

第一节化学能与热能

必修模块要求

选修模块要求

《课标》要求

模块学习要求

《课程标准》要求

模块学习要求

1．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。

2．通过生产、生活中的实例了解化学能与热能的相互转化。

1．能用简单实例说明化学键与化学反应中能量变化的实质的关系。

2．知道化学反应过程中旧键的断裂和新键的形成要吸收和释放能量，从而使化学反应中伴随着能量变化；能用化学键的观点分析化学反应中能量变化的实质；知道化学反应中的能量变化能以各种形式进行转化。

认识化学反应在提供能源方面的作用。

1．了解化学反应中能量转化的原因，能说出常见的能量转化形式。

2．通过查阅资料说明能源是人类生存和发展的重要基础，了解化学在解决能源危机中的重要作用。

知道节约能源、提高能量利用效率的实际意义。

3．能举例说明化学能与热能的相互转化，了解反应热和焓变的涵义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。

1．了解化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因。

2．能说出常见的能量转化形式。

3．通过查阅资料说明能源是人类生存和发展的重要基础。

4．了解化学在解决能源危机中的重要作用。

5．知道节约能源、提高能量利用效率的实际意义。

6．能举例说明化学能与热能的相互转化。

7．了解反应热和焓变的涵义，了解焓变的表示符号（ΔH）及其常用单位（kJ/mol），认识ΔH的“－”、“＋”与放热反应和吸热反应的对应关系。

8．认识热化学方程式的意义，能正确书写热化学方程式并利用热化学方程式进行简单计算。

9．了解盖斯定律涵义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。

第二节化学能与电能

必修模块要求

选修模块要求

《课标》要求

模块学习要求

《课程标准》要求

模块学习要求

1．举例说明化学能与电能的转化关系及其应用。

2．认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性。

1．知道电池是利用氧化还原反应将化学能转化成电能的装置。

2．能以铜锌原电池为例简单分析原电池的工作原理。

让学生从更宽广的视野关注化学在提供能源方面作出的贡献。

1．体验化学能与电能相互转化的探究过程，了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。

2．通过查阅资料了解常见化学电源的种类及其工作原理，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。

3．能解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的危害，通过实验探究防止金属腐蚀的措施。

1．通过进行化学能转化为电能的探究活动，了解原电池工作原理，能正确书写原电池的正、负极的电极反应式及电池反应方程式。

2．通过电能转变为化学能的探究活动，了解电解池工作原理，能正确书写电解池的阴、阳极的电极反应式及电解反应方程式。

3．知道电解在氯碱工业、精炼铜、电镀、电冶金等方面的应用。

认识电能转化为化学能的实际意义。

4．能通过多种方式了解金属腐蚀带来的危害，认识防止金属腐蚀的重要意义。

5．了解化学腐蚀和电化学腐蚀的含义，理解电化学腐蚀发生的条件，能解释金属发生电化学腐蚀的原因。

6．认识钢铁的吸氧腐蚀与析氢腐蚀发生条件和原理，会书写电极反应式和总反应式。

7．通过实验探究防止金属腐蚀的措施，了解常见的防止金属腐蚀的方法，并能解释其中的原因。

第三节化学反应的速率和限度

必修模块要求

选修模块要求

《课标》要求

模块学习要求

《课程标准》要求

模块学习要求

通过实验认识化学反应有快慢之分，化学反应有一定的限度，了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用。

1．能够认识到化学反应的进行是有快慢的，了解化学反应速率的含义，了解浓度、温度和催化剂对化学反应速率的影响，能举例说明生产、生活中通过控制条件调控化学反应速率的实例。

2．能够认识到在有些化学反应中，反应物是不能完全转化成产物的；能结合实例说明什么是可逆反应；理解化学平衡状态的特征，知道当条件改变时会发生化学平衡的移动（不要求知道化学平衡移动规律及其应用）。

3．能够尝试从宏观--微观、定性--定量、本质--表象等多个角度整合对化学反应的认识。

1．知道化学反应速率的定量表示方法，通过实验测定某些化学反应速率。

2．知道活化能的涵义及其对化学反应速率的影响。

3．通过实验探究温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响，认识其一般规律。

4．通过催化剂实际应用的事例，认识其在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。

5．能用焓变和熵变说明化学反应的方向。

6．描述化学平衡建立的过程，知道化学平衡常数的涵义，能利用化学平衡常数计算反应物的转化率。

7．通过实验探究温度、浓度和压强对化学平衡的影响，并能用相关理论加以解释。

8．认识化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。

1．知道化学反应速率的概念定量表示方法，能进行有关化学反应速率的简单计算。

2．了解测定化学反应速率的方法，通过实验测定某些化学反应的速率，结合实验培养观察、记录实验现象及数据处理能力。

3．知道活化分子、有效碰撞、活化能的涵义及其对化学反应速率的影响。

4．通过实验探究温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响。

5．认识温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率影响的一般规律，能用有效碰撞理论加以解释。

6．通过催化剂实际应用的事例，认识其在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。

7．能初步利用焓变和熵变说明化学反应的方向。

8．进一步认识可逆反应及其限度，

9．能描述化学平衡建立的过程。

10．理解化学平衡是相对的、有条件的、动态的，树立辩证唯物主义观点。

11．知道化学平衡常数的涵义及表示方法，能利用化学平衡常数计算反应物的转化率。

不出现应用高次方程进行的计算。

12．通过实验探究温度、浓度和压强对化学平衡的影响，并能用相关理论加以解释。

13．理解化学平衡移动原理，能够运用化学平衡移动原理对可逆反应的化学平衡移动进行分析。

14．认识化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。

根据学生已经具备的初三知识、必修和选修的关系以及知识本身的系统性，我们对本章内容的知识与技能要求建议如下：

第一节化学能与热能

基本的要求

①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，能从本质上（微观结构角度）理解化学反应中能量的变化。

②知道一个化学反应是吸收能量还是放出能量，决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对高低。

③通过实例和实验，了解化学能与热能的相互转化。

④知道化学反应过程中质量守恒，能量也守恒。

⑤对提高能源的利用率和开发新能源中的作用有初步认识。

⑥知道吸热反应和放热反应的概念。

⑦能体验中和热和进行中和热的测定。

弹性的要求

中和热的概念

发展的要求

学会分析能量随反应过程的变化图

不宜拓展

热化学方程式的书写、反应热的简单计算

第二节化学能与电能

基本的要求

①初步认识原电池概念、原理、组成及应用，初步了解电池的化学反应基础（氧化还原反应）

②能用日常生活中的材料制作简易电池。

③能举例说明化学能与电能的转化关系及其运用。

④认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性

⑤初步认识传统干电池（锌锰电池）及常见的新型电池（如锂离子电池、燃料电池等）。

弹性的要求

原电池的构成条件

能对化学电源进行分类

发展的要求

常见简单原电池的电极反应和电池反应方程式

能设计并完成化学能与电能转化的化学实验

不宜拓展

充电电池和燃料电池的反应原理

金属腐蚀和金属的防护

第三节化学反应的速率和限度

基本的要求

①通过实验认识化学反应速率的概念，知道温度、浓度、反应物状态、催化剂等因素对一个化学反应速率的影响。

能举例说明生产、生活中通过控制条件调控化学反应速率的实例。

②通过实验认识到任何化学反应的进程都有一定的限度，可以通过改变反应条件控制化学反应的限度

③初步认识提高燃料燃烧效率的重要性和途径。

④了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用

⑤认识可逆反应的涵义

弹性的要求

可逆反应的特点、化学平衡状态的特征

发展的要求

设计实验证明某些化学反应的可逆性

反应速率定量计算及同一反应中不同物质间反应速率的相互换算

不宜拓展

影响化学平衡的因素、化学平衡移动的规律

化学平衡常数

四、课时安排

第一节化学能与热能2+1课时

第二节化学能与电能2+1课时

第三节化学反应的速率和限度2+1课时

测验讲评2课时

总计11学时

五、教学建议

1．严格控制必修课程知识内容的深广度，保护学生的学习积极性

这章内容课程标准的教学要求是螺旋上升的，对于《高中化学标准》中不同模块都出现的内容，特别要注意目标要求的水平差异，准确把握内容的不同要求。

本章内容在选修模块4中将会再次出现，在教学过程中，要避免一步到位的做法，人为造成学生学习困难。

要注意学生学习的阶段性，必修和选修的学习有层次：

初中阶段

必修模块

理论知识

化学反应伴随着能量变化→

化学反应中能量变化的原因→

化学键

↓

化学能与其他能可以相互转化→

化学能与电能转化的关键→

氧化还原反应

↓

化学能可以充分利用→

生活中能量转化的应用、电池→

原电池原理

例如：

原电池教学过程中，我们应该注重让学生学会判断电池的正负极，了解电池的原理就是氧化－还原反应；对于电极反应的书写，仅要求学生会写最基本的（铜、锌原电池）电极反应式，目的是助学生理解原电池中化学能与电能转化，甚至可以不提“电极反应式”这个名词。

（在山东版中就没有出现电极反应式。

）而我们最多拓展到课本课后习题需要的电极反应，要避免书写其他的复杂电极反应式。

又如：

反应速率和化学反应限度的教学处理，反应速率和反应限度的概念，是首次进入面向全体学生的必修课程，在选修教材中学生将会系统地进行学习，因此这部分内容教师一定要把握好深度、难度。

尤其是化学反应限度，知识技能目标仅要求学生通过实验或生活经验认识到任何化学反应的进程都有一定的限度，可以通过改变反应条件控制化学反应的限度，不宜拓展化学平衡的概念，化学平衡的移动知识，特别避免把选修4的内容提前到此处。

还有如化学反应中能量变化的定量计算，虽然其他两个版本都涉及热化学方程式的简单计算，但课标中并没要求，而课本只在实验2-3中简单的进行了一些半定量的阐述，如果拓展学生负担明显增加，这时就不应拓展，只局限与课后习题（如p38-11、12），况且有兴趣的同学在《化学反应原理》中还将继续学习相关内容。

2．注意发挥实验功能，帮助学生建构化学核心观念

本章内容的核心观念是：

在初中的基础上进一步发展物质的微粒观，初步建立起以化学键为中心的化学反应及其能量变化的微观认识框架，扩展对于化学反应的认识，认识化学反应的速率和化学反应的限度，了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用。

本章书的实验是使到学生认识和理解本章内容的最好手段。

本章共有7个实验，一个科学探究。

这些实验对学生建构知识体系很有帮助。

如实验2-1、2-2、2-3三个实验依次递进，从学生熟悉的放热到接触较少的吸热反应有一个感性的认识，然后2-3是一个半定量的实验可以让学生领会到能量的变化有定性的一方面，同时紧接的思考与交流体现出培养学生完成定性实验及设计实验需要具备的能力。

又如实验2-3是简单的原电池实验，学生可以观察到原电池基本的实验现象，领悟原电池的基本原理，然后通过科学探究继续深入探讨设计电池装置。

是一个逐渐递进的关系。

实验2-5与2-6是两个对比实验，目的是探究条件对化学反应的速率，但是在教学过程中，我们还可以感受到教材不仅仅是对比条件的影响，还要进一步的挖掘对同一反应，可以通过不同角度、不同方法、不同手段去控制速率。

有条件的学校建议对P48实验2-5可以改为Na2S2O3溶液与盐酸反应（Na2S2O3+2HCl

===2NaCl+S↓+SO2↑+H2O），此反应实验现象非常明显，能见度很高，学生可以通过观察出现浑浊的时间去比较分析化学反应速率的快慢，并能从浓度、温度两因素去探究对化学反应速率的影响。

学生对条件对化学速率的影响，能量的相互转化等知识就可以直接来自于实验的感受，教学中应充分发挥实验的教育功能，认真对待每一个实验，有条件的学校尽量开设学生实验，让学生体会从实验事实分析上升到理论认识的思维方法与过程。

3．联系生活实际和生产实际，重视学生已有知识的应用

本章内容内容渐进、将化学原理同生活经验、实例和实验探究的结合，重视学生已有知识的应用。

例如：

第一节关于化学键的断裂和形成，吸热、放热决定于反应物总能量与生成物总能量的大小，化学反应中能量变化的原因是学生第一章物质结构——化学键知识的应用。

又如：

课本P49的思考与交流的4个问题，说明影响化学反应速率的因素，也是突出应用。

课本P52的思考与交流同样是突出应用。

本章教材中涉及大量实例，反映化学学科与个人、与工农业生产、社会发展以及科学技术之间的相互影响和相互联系。

教学中应充分利用这些素材，培养学生学以致用的意识和能力，让学生体会和感受化学科学对提高人类生活质量和促进社会发展的重大作用，热爱科学，这也是培养学生情感态度价值观的有效途径和生动载体。

4．对课本上的不同栏目的使用建议

（1）插图：

图像直观明了，对学生掌握好知识很关键。

课本出现的科学视野及一些插图都来源与生活实际，但是又紧密结合课本对应知识，我们在教学中不应该忽略这些栏目。

例如p33页图2－1水能和化学能对比示意图学生可以十分直观的理解到能量在宏观世界的变化，对应p32的文字说明的微观分析能量变化，可以引导学生对两者进行对比学习。

P42图2－11干电池的构造示意图则清晰的表现了干电池的工作原理，使学生在学习完原电池原理后很容易接受干电池的工作原理

（2）学与问：

这栏目的功能是提出问题或启发学生发现问题、提出问题。

通过活动帮助学生思考问题并发现问题，学习提出问题，在适当的时候出现的学与问使到学生将知识体系顺利的衔接起来。

例如p41，要求学生在学习物理的基础上分析装置的正负极，同时老师可以引导将物理知识转化为化学知识（氧化还原）。

（3）思考与交流：

在课堂上紧密结合教学进度和内容，提出一些具有启发性、思考性的问题，引发学生思维，并鼓励学生通过讨论、辩论等活动进行沟通和交流。

建议堂上发动学生积极参与，体现学习过程与评价。

本章共有10个思考与交流。

例如：

p34的思考与交流可指导学生从减少实验误差（取量、是否充分反应、防止热量散发）入手。

可以先由学生自行设计实验装置和实验报告，再进行实验。

p42的思考与交流1，在科学探究之后，要求学生分析化学电池的基本构成部分及其作用，显然是推动学生更上一层楼，达到完全理解和掌握电池的层次。

p42的思考与交流2，要求学生讨论如何保存使用干电池，结合生活，走入生活，学生更加有亲切感。

培养学生从化学的视角去观察、发现、解决实际问题的能力；有利于学生增强环保意识，增强社会责任感，提高保护环境的自觉性。

重点引导学生从NH4Cl的水溶液显酸性去分析；着重从锌锰干电池的回收利用的角度，让学生查找相关的资料并写出小论文。

P49的思考与交流在学习完速率对比的两组实验后，及时出现的思考与交流把人们在日常生活中通过各种条件调控化学反应速率的方法逐一列出，使到学生构建出一个完整的知识体系。

提高学生利用化学反应的速率的影响因素去解决实际问题的能力，包括温度对速率的影响；表面积对速率的影响；反应微粒直接接触的机会对速率的影响；浓度对速率的影响。

P53的思考与交流，提高学生利用化学反应的限度的影响因素去解决实际问题的能力，包括：

加热使反应速率增大；减缓或抑制橡胶和塑料老化反应的速率，延长使用寿命；隔绝空气和水份，防止金属与之反应；使林木与火源脱离接触，防止火势扩大，以利灭火；硅胶可以吸潮（水份），防止食品、药品受潮变质。

（4）科学探究：

以探究为目的，具有思考性、探索性的学生活动。

提供探究课题，创设学习情境，呈现探究过程，体现知识获得的过程和方法。

本章有一个科学探究栏目P41，该实验要求学生对原电池的构成条件进行探究。

通过一系列的对比实验使学生学会控制实验条件的方法。

教师要指导学生设计对比实验方案，画出实验装置图，编制对比的记录表格。

科学探究可以设计的实验：

1Zn-Zn与稀硫酸进行实验

2Cu-C与稀硫酸进行实验

3Zn-C与稀硫酸进行实验

4Fe-Zn与稀硫酸进行实验

5Cu-Zn与乙醇进行实验

6Cu-Zn与一个西红柿进行实验

7Cu-Zn与两个西红柿进行实验

通过学生亲自实验和小组讨论，使学生能从四个方面（两种活泼性不同的金属或一种金属和另一种非金属导体构成电极；电解质溶液；构成闭合电路；能发生自发的氧化还原反应）掌握原电池的构成和各组成部分的作用。

在实际教学中，我还感受到这些栏目的设置是为了学生将初中高中知识进行衔接，必修模块的教材中，几乎每一章、每一节都有类似的初、高中知识衔接，教师如果不了解这些衔接点，容易导致学生知识的跳跃，极大地影响学生的学习兴趣和学习能力。

而经过必修1的学习，我也感受到这些内容的设置不仅大大丰富了教材的内容和视野，同时为学生提供了主动参与、乐于探究、积极实践的机会，为学生学习方式的转变提供了有效的条件，同时也便于教师调整、处理教材，发挥教师的能力和个性。

不过就要求教师要周密分析教材的微观结构，充分利用好教材资源，努力促使学生主动学习，培养他们独立获取知识解决问题的能力，以期达到最大的教学效果。

附：

某些知识在三个版本教材中的比较

知识点

人教版

山东版

江苏版

化学反应中的能量变化与化学键的关系

叙述H2、CH4的断裂与形成过程中能量的变化

反应2H2+O2==2H2O中的能量变化

通过交流与讨论的形式研究反应2H2+O2==2H2O中的能量变化

化学反应中能量变化的定量计算

没有定量计算，在作业中涉及定性判断

习题中设计定量判断

涉及热化学方程式及其简单计算

原电池

提出原电池的概念

写出铜、锌原电池的电极反应式

在“化学反应的应用”中探究铜、锌原电池的原电池的工作原理，没有明确提出原电池概念，无电极反应式

提出原电池的概念

写出铜、锌原电池的电极反应式

影响化学反应速率因素

只给出温度和催化剂的影响的实验

通过实验探究自己归纳总结影响化学反应速率的因素。

并通过实验测定不同催化剂对H2O2分解速率的影响。

给出温度、催化剂、浓度的影响实验，同时测量6%H2O2在一定温度下分解的速率，并画出时间-速率曲线图

化学反应限度

没有提出化学平衡、化学平衡移动概念，

提出可逆反应、化学平衡、化学平衡移动概念。

提出可逆反应、化学平衡状态的概念。