高一化学必修第二章《化学反应和能量》教学设计.docx
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高一化学必修第二章《化学反应和能量》教学设计
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＞2Q3
C.Q1+Q2＜Q3D.Q1+Q2＜2Q3
2.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、C
3、
（1）2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe
（2）该反应放出大量的热，能使生成的铁熔化，达到焊接钢轨的目的
第二节化学能与电能
第一课时：
1、原电池产生电流的本质原因是（）
A、原电池中溶液能电离出自由移动的离子
B、有两根导线将两个活动性不同的电极连接
C、电极上进行的氧化还原反应的生成物为电子
D、电极上进行的氧化还原反应中会有电子的转移
2、把a、b、c、d四块金属片浸泡在稀H2SO4中，用导线两两相连可以组成各种原电池：
若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，c为负极；a、c相连时，c为正极；b、d相连时，b为正极。
则这四种金属的活动性顺序由大到小为（）
A．a＞b＞c＞dB.b＞d＞c＞aC.c＞a＞b＞dD.a＞c＞d＞b
第二课时：
1、随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是（）
A．利用电池外壳的金属材料
B．防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源造成污染
C．不使电池中渗透的电解液腐蚀其他物品
D．回收其中石墨电极
2.有A、B两种金属分别与盐酸反应，产生氢气的速率相近。
怎样设计一个实验证明A、B两种金属的活动性？
（画出实验装置图）
参考答案：
1、D2、D3、B
3、将A、B金属片用导线连接放入盐酸中组成原电池，有气泡冒出的是较不活泼金属，另一极即是活泼金属。
（图略）
第三节化学反应的速率和限度
第一课时：
1.决定某化学反应的反应速率的主要因素是（）
A.反应物的浓度B.反应温度
C.使用催化剂D.反应物的性质
2.在一定温度下，能够说明可逆反应A（g）+3B（g）2C（g）达到了平衡状态的是
A.C生成的速率与C分解的速率相等
B.单位时间内生成nmolA,同时生成3nmolB
C.A、B、C的浓度不再变化
D.A、B、C的分子数比为1：
3：
2
3.使用冰箱的主要目的
4.请利用所学知识回答问题：
消防队员救火时，开门都很小心。
因为有时门一打开就有可能发生爆炸，请解释其中的原因。
参考答案：
1、D2、AC
3、通过降温减缓食物的变质速率，防止腐烂。
4、当门打开时，外界的空气进入火场（增加反应物的浓度）使燃烧更剧烈，从而引起爆炸。
九、本章典型课教学设计案例
《化学反应的速率和限度》（第一课时）
一、教材分析与处理.
本节内容是对前两节内容的拓展和完善。
通过学习使学生对化学反应特征的认识更深入，更全面，建立起一个有关化学反应能量的完善而又合理的知识体系。
第一课时内容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。
在此基础上通过实验探究，总结影响化学反应速率的因素。
这部分内容是后面学习化学反应限度概念的基础。
教学设计思路：
（对教材进行重新整合）
1、简单引入，提出探讨化学反应进行的快慢问题。
2、直接切入实验，组织探究学习活动，收集信息，并且关注实验前的思维活动。
（有助于知识的形成）
3、第一个探究内容：
通过实验一，引导学生发现化学反应进行有快有慢；并且探索问题：
如何观察一个化学反应的快慢；知道决定化学反应进行快慢的因素是反应物本身的性质。
4、第二个探究内容：
通过实验二、实验三、实验四，知道影响化学反应快慢的其他条件。
5、在以上探究活动中，将生活中、生产中、化学实验中的例子及应用糅合在一起；例子来自于生活，回归到生活，能帮助解决生活中的实际问题，能提高学生学习化学的兴趣，会使学生深刻体会到化学知识与生活的密切联系，对培养学生正确的科学价值观十分有利。
6、通过探究，学生已经接受化学反应的快慢与我们的生活息息相关；在此基础上，提出如何定量表示反应的快慢。
师生一起讨论，形成化学反应的速率的概念、表示方法、单位，并且进行概念的辨析。
7、进行简单的计算。
8、布置一个课外研究学习内容，扩大学生的知识面。
重点：
化学反应速率的概念;影响化学反应速率的因素。
难点：
化学反应速率概念的形成。
二．教学目标
1．知识与技能：
1通过实验探究认识化学反应的速率以及影响化学反应速率的因素。
2知道化学反应速率的表示方法。
3了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用。
4通过实验，培养学生逐渐形成良好的实验工作习惯。
5培养学生能够独立或与同学合作完成实验，记录实验现象和数据，完成实验报告，并能主动进行交流。
2.过程与方法：
1通过实验探究，总结影响化学反应速率的因素。
2通过实验探究和讨论，自然形成化学反应速率的概念。
3.情感态度和价值观
①将学生熟知的化学现象和实例引入课堂学习之中,能使学生深刻体会对化学知识与生活的密切联系，有利于培养学生正确的科学价值观.
②认识控制化学反应条件对生产、生活及科学研究的意义。
三、教学手段
学生小组讨论，分组实验探究与多媒体相结合.
四、教学过程
[引入]前面我们主要讨论了化学反应中的物质变化及伴随发生的能量变化，这节课我们来讨论化学反应进行的快慢问题。
下面我们通过实验探究来认识这个问题。
[学生活动]（学案）实验一
[师生互动、生生互动]
[板书]三、化学反应进行的快慢
[问题]如何观察一个化学反应的快慢。
[讨论]小组讨论，举例，收集并总结在日常生活中和化学实验过程中观察化学反应进行快慢的方法
[归纳]①冒气泡快慢
②颜色变化
③固体量减少
④混浊程度
⑤温度变化等
[板书]1、影响因素
1内因：
反应物本身的性质
2外因：
[过渡]下面通过实验探究来认识影响化学反应进行快慢的其他因素。
[学生活动]（学案）实验二
[师生互动、生生互动]
[小结]其他条件不变时，升高温度,化学反应进行快;降低温度,化学反应进行慢。
[板书]温度.催化剂.浓度.固体表面积.反应物的状态、光、溶剂的性质等（逐渐完成板书内容）
[学生活动]（学案）实验三
[师生互动、生生互动]
[小结]催化剂能极大的加快双氧水分解
[学生活动]（学案）实验四
[师生互动、生生互动]
[小结]其他条件不变时，增大反应物浓度,化学反应进行快;
减小反应物浓度,化学反应进行慢。
[思考与交流]课本43页。
分析影响化学反应进行快慢的其他因素。
[问题]化学反应进行的快慢与我们的生活息息相关，那么，
如何定量表示化学反应进行的快慢呢？
[学生活动]小组讨论，交流有关物理学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的量的变化情况。
[板书]1.定义：
通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量（均取正值）来表示
V=ΔC/Δt
单位：
mol/（L·min）或mol/（L·S）
[讨论]概念辨析
注意：
①化学反应速率表示的是平均反应速率。
②同一反应的反应速率可以用不同的物质表示，其数值可能不同。
[投影]简单计算
某反应的反应物浓度在5min内由6mol/L变成了2mol/L，则以该反应物浓度的变化表示的该反应在这段时间内的平均反应速率是多少？
[板书]解：
V=ΔC/Δt=（6-2）mol/L/5min=0.8mol/（L·min）
[小结]本节课我们从日常生活中的化学现象和实验中抽象出化学反应速率的概念；又通过实验探究总结出影响化学反应速率的因素，知道如何通过控制反应条件使化学反应按照人们的期望去完成
[巩固练习]课本47页第2题、.双基85页第4题等
[作业]
1.课本P48第1、7题
2.了解家里存放各种食物的方法,比较其优点和不足,分析可能存在的问题,与家长讨论可行的改进措施并付诸实施.
3.查阅资料:
人们是如何通过控制外界条件来抑制或促进化学反应的快慢，使化学反应按照人们的期望去完成。
提高那些对人类有利的反应速率，提高原料的利用率；降低那些对人类不利的反应速率，减少资源的浪费和危害。
《化学反应速率》的学案
实验一：
1、用砂纸磨去一颗铁钉和一小段镁带表面的氧化物薄膜。
2、取2支大小相同的试管，分别装入铁钉和镁带。
（注意：
先把试管横放，把药品放入试管口，再把试管慢慢地竖立起来）
3、分别装入2~3毫升稀盐酸（注意：
标签向着手心，试剂瓶口紧挨试管口）。
对比观察现象。
现象
铁和稀盐酸
镁和稀盐酸
思考与交流：
什么决定化学反应进行的快慢？
结论：
实验二：
1、在一个250mL烧杯中倒入半杯热水，在另一个装有冰的烧杯中加入自来水至半杯。
2、在2支大小相同的试管中，各装入2~3毫升约5%的H2O2溶液，分别滴入1~2滴1mol/LFeCl3溶液（注意：
滴管悬空放在试管的上方）。
3、待试管中均有适量气泡出现时，将一支试管放入盛有热水的烧杯中，将另一支试管放入盛有冷水的烧杯中，对比观察现象。
4、用带火星的火柴梗检验放出的气体。
5、填表
现象
热水中
常温
冷水中
思考与交流：
什么因素影响化学反应进行的快慢？
结论:
。
思考与交流：
请你谈谈温度对化学反应进行快慢的影响在生活中有什么例子、有什么应用？
实验三：
1、在3支大小相同的试管中，各装入2~3毫升约5%的H2O2溶液。
2、向其中1支试管中滴入1~2滴1mol/LFeCl3溶液；向另一支试管中加入少量MnO2粉末（注意：
用纸槽将药品送入试管底部）；对比观察现象。
3、填表
现象
加入MnO2
加入FeCl3
不加其他试剂
思考与交流：
什么因素影响化学反应进行的快慢？
结论：
。
思考与交流：
你能说出催化剂对化学反应进行快慢的影响在生活中、生产中和化学实验中有什么例子、应用吗？
实验四：
1、取2支大小相同的试管，各装入一颗锌粒。
（注意：
先把试管横放，把药品放入试管口，再把试管慢慢地竖立起来）
２、分别装入2~3毫升稀盐酸和浓盐酸（注意：
标签向着手心，试剂瓶口紧挨试管口）。
对比观察现象。
现象
锌和稀盐酸
锌和浓盐酸
结论：
。
简单计算:
某反应的反应物浓度在5min内由6mol/L变成了2mol/L,则以该反应物浓度表示的该反应在这段时间内的平均反应速率是多少?
十、本章教学资源链接
1、未来的几种新能源
为缓解能源供应紧张的矛盾，各国科学家都在努力研究，积极寻找新能源。
本世纪，波能、可燃冰、煤成气、微生物、绿藻将成为人类广泛应用的新能源。
波能即海洋波浪能。
这是一种取之不尽，用之不竭的无污染再生能源。
据科学家推测，地球上海洋波浪蕴藏的电能高达90万亿千瓦。
近年来，在各国开发新能源的计划中，波能的利用已占有一席之地。
尽管波能发电成本较高，需要进一步完善，但目前的进展表明了这种新能源潜在的商业价值。
日本的一座海洋波能发电厂已运转8年，电厂的发电成本虽高于其它发电方式，但对于边远岛屿来说，可节省电力传输等费用。
目前，美、英、印度等国家已建成几十座波能发电站，从目前看，
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