化學：骨干教師培訓課件《化學反應與能量變化》(浙江)

1、Company Logo 專題2 化學反應與能量轉(zhuǎn)化 高中化學學科教學指導意見化學2 Company Logo一、專題2 教 材 分 析二、專題2 教學要求解讀三、專題2 教學方法建議Company Logo特點 ：通過生產(chǎn)、生活現(xiàn)象與實驗事實的概括、抽象形成結(jié)論一、專題2教材分析 -第一單元教材內(nèi)容結(jié)論： 溫度、催化劑、 濃度對速率影響 化學實驗： 碳酸鈉、碳酸氫鈉分別與鹽酸反應結(jié)論：化學反應速率有快慢化學實驗：過氧化氫在不同條件下的分解反應化學實驗：碘化鉀與氯化鐵，銅與硝酸銀溶液的反應結(jié)論：可逆反應、化學平衡化學反應速率與限度第一單元Company Logo特點 ：從生產(chǎn)生活中的現(xiàn)象引出問

2、題，通過討論分析獲得知識，再應用于生產(chǎn)生活實際一、專題2教材分析 -第二單元教材內(nèi)容生活：燃料燃燒 放熱實際應用：提高燃料利用率、合理使用化石燃料結(jié)構(gòu)解釋： 反應中化學鍵 的破舊立新問題解決： 不同燃料燃 燒 放出的熱量不同 認識放熱 和吸熱反應反應熱的表示：熱化學方程式化學反應中的熱量第二單元Company Logo特點 ：從生活經(jīng)驗引出課題，通過實驗分析了解基本原理和原理的實際應用。一、專題2教材分析 -第三單元教材內(nèi)容實驗： 銅鋅電池分析：銅鋅電 池中電流產(chǎn) 生的原因從電鍍、電解應用了解電能可以轉(zhuǎn)化為化學能得到結(jié)論： 原電池將化學 能轉(zhuǎn)化為電能應用：自制 簡易電池拓展： 化學電源 化學能

3、與電能的轉(zhuǎn)化第三單元Company Logo特點 ：從社會熱點問題-能源緊缺與潔凈能源開發(fā)-引出課題，綜合已有知識，通過討論分析了解太陽能、生物質(zhì)能的利用方式，了解氫能的獲得與利用途徑。一、專題2教材分析 -第四單元教材內(nèi)容當代面臨的化石燃料與能源問題自然界、人類怎樣利用太陽能氫能的獲得與利用途徑生物質(zhì)能利用的途徑認識化學科學在能源開發(fā)中的作用太陽能、生物質(zhì)能、氫能的利用第四單元Company Logo一、專題2教材分析 -教材內(nèi)容總評內(nèi)容特點：教材從生產(chǎn)、生活事例出發(fā)，通過實驗探究，幫助學生了解化學反應的速率、限度，反應中的能量轉(zhuǎn)化及其應用。化學反應與能量的轉(zhuǎn)化的教學，不僅承擔著本專題具體化

4、學知識的教學任務，還具有整合、發(fā)展學生對化學反應認識的作用。通過本專題的學習，學生將初步能夠從宏觀與微觀、定性與定量、快慢與限度、本質(zhì)與現(xiàn)象、積極應用與負面影響、能量轉(zhuǎn)化等方面，多角度、多層面地認識化學反應-促進學生對物質(zhì)變化的完整認識。 編寫思路：教材首先從動力學的角度簡單分析了化學反應的快慢和反應的限度，然后從熱力學的角度簡述化學反應中的能量變化，并結(jié)合化學能與電能相互轉(zhuǎn)化，聯(lián)系新能源的開發(fā)和利用，闡述了能源科學發(fā)展與化學學科的關(guān)系。 Company Logo一、專題2教材分析 -教材內(nèi)容總評對物質(zhì)變化的認識:觀察物質(zhì)變化的現(xiàn)象(顏色、狀態(tài)等)對物質(zhì)變化進行分類(物理變化和化學變化)探究物

5、質(zhì)的化學變化分析物質(zhì)的物理變化物質(zhì)的變化能量的變化微粒間的重新組合 化學鍵發(fā)生變化能量的轉(zhuǎn)化化學能 電能變化的快慢和限度Company Logo一、專題2教材分析 -與化學反應原理（選修）的關(guān)系 本專題主要內(nèi)容 化學反應原理中相關(guān)知識第一單元化學反應速率化學反應的限度 化學反應速率表示方法；濃度、壓強、溫度、催化劑及其它因素對化學反應速率的影響。化學反應方向的判斷；化學平衡狀態(tài)；化學平衡常數(shù)；濃度、壓強、溫度對化學平衡的影響。 第二單元化學反應中的熱量變化燃料燃燒釋放的熱量 化學反應的焓變；反應熱的測量與計算。 能源的充分利用。 第三單元化學能轉(zhuǎn)化為電能化學電源電能轉(zhuǎn)化為化學能 原電池的工作原

6、理（半電池反應，電池反應）?；瘜W電源（介紹常見化學電池的工作原理）電解池的工作原理及應用 第四單元太陽能的利用生物質(zhì)能的利用氫能的開發(fā)與利用 無加深對模塊1中相關(guān)知識的理解，在有機、實驗、生活、技術(shù)等模塊中的拓展。Company Logo一、專題2教材分析 -教材的地位與作用 1、本專題內(nèi)容主要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，本專題內(nèi)容又是在社會生產(chǎn)、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(xiàn)代化發(fā)展有重大價值的知識，與我們每個人息息相關(guān)。化學能對人類的重

7、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，決定了本專題學習的重要性。 重要知識 承上啟下體會價值Company Logo一、專題2教材分析 -教材的地位與作用 2、在初中科學中，從燃料的角度初步學習了“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(tǒng)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。本專題內(nèi)容既是對初中自然科學相關(guān)內(nèi)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。 Company Logo一、專題2教材分析 -教材的地位與作用 3、通過化學能與熱能、電能的相互轉(zhuǎn)化及其應用的學習，學生將對化學在提高能源的利

8、用率和開發(fā)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(fā)利用的介紹，學生將對化學的實用性和創(chuàng)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。 Company Logo二、專題2教學要求解讀 總體情況： 課程標準關(guān)于化學反應能量及化學反應速率與限度的內(nèi)容在初中自然科學、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(nèi)容上前后還有交叉和重疊，學生概念的形成和發(fā)展呈現(xiàn)一種螺旋式上升的形態(tài)。 根據(jù)課程標準，關(guān)于化學反應中能量變化的原因，在此只指出了化學鍵的斷裂

9、和形成是其主要原因，并籠統(tǒng)地將反應吸收或放出能量歸結(jié)為反應物的總能量與生成物的總能量的相對高低，同時要求知道化學能與電能是可以相互轉(zhuǎn)化的，并在生產(chǎn)和生活中有廣泛的應用，但不予深究。 Company Logo二、專題2教學要求解讀 -第一單元教學要求 第一單元 化學反應速率與反應限度基本要求 了解化學反應速率及其簡單計算。 認識影響化學反應速率的因素，并能解釋有關(guān)現(xiàn)象。 認識可逆反應的進行有一定的限度。 知道可逆反應在一定條件下能達到化學平衡狀態(tài)。 了解控制反應條件在生產(chǎn)和科學研究中的作用。 發(fā)展要求 知道影響化學反應速率的主要因素是反應物的性質(zhì)。從化學反應速率的角度初步理解化學平衡。知道在一定

10、條件下的可逆反應，其反應物和生成物可以在反應體系中共存，理解反應進行有一定的限度，并能解釋一些簡單的問題。 說明 不宜拓展：比較用不同物質(zhì)表示的化學反應速率大小。 化學平衡狀態(tài)的特征和影響化學平衡的因素。 可逆反應有關(guān)轉(zhuǎn)化率的計算。 Company Logo二、專題2教學要求解讀 -第一單元教學要求 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，有關(guān)計算只要求根據(jù)反應速率的表示方法進行簡單的求算，不涉及同一反應中不同物質(zhì)間反應速率的相互換算。外界因素對反應速率的影響是通過實驗和生活體驗感性地說明的，只要能解釋一些簡單的問題就可以了，不要求從活化分子、有效碰撞等概念來理解?；瘜W

11、反應的限度雖涉及了反應的“可逆性”及“平衡狀態(tài)”，但只要知道可逆反應有一定的限度，反應物不能完全轉(zhuǎn)化為生成物，化學平衡狀態(tài)下化學反應仍在進行，條件改變時，原化學平衡狀態(tài)會被破壞，并能形成新的平衡，未從原理的、定義的高度予以重點討論，不要求介紹化學平衡狀態(tài)的特征和影響平衡的因素。 Company Logo 第二單元 化學反應中的熱量 基本要求 通過生產(chǎn)和生活中的一些實例，了解化學能可以轉(zhuǎn)化為熱能、電能、光能等。 通過實驗得出吸熱反應和放熱反應的概念，并從化學反應中反應物的總能量與生成物的總能量的變化理解概念。 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。 初步學習熱化學方程式的書寫，并

12、能進行一些簡單的能量變化計算。 了解提高燃料的燃燒效率的方法，合理利用化石燃料，減少燃料對環(huán)境的污染，認識開發(fā)高能清潔燃料的重要性。 發(fā)展要求 利用網(wǎng)絡等工具進一步認識能源是國民經(jīng)濟發(fā)展和人民生活所必需的重要物質(zhì)基礎 初步了解化學鍵的鍵能與反應中能量變化的關(guān)系。 知道可逆反應中正、逆反應能量變化之間的關(guān)系。 說明 不宜拓展：燃燒熱、中和熱等概念。 蓋斯定律。二、專題2教學要求解讀 -第二單元教學要求Company Logo二、專題2教學要求解讀 -第二單元教學要求 認識化學反應的能量變化并不等同于化學反應中熱量的釋放與吸收。化學反應中的能量變化可以不同的形式呈現(xiàn)-熱、光、電等。 對于化學反應中

13、能量的變化從下列四個方面來要求：理解反應物總能量和生成物總能量變化與吸熱反應和放熱反應的關(guān)系；知道化學鍵的斷裂與形成是化學反應中能量變化的主要原因；能用化學鍵的鍵能計算化學反應中能量的變化；根據(jù)可逆反應概念知道正、逆反應能量變化的關(guān)系。 熱化學方程式要求會書寫，并能利用熱化學方程式直接進行簡單計算（不涉及蓋斯定律），不引入燃燒熱、中和熱、焓變等概念。Company Logo第三單元 化學能與電能的轉(zhuǎn)化 基本要求 通過對銅-鋅原電池的實驗探究，認識化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，初步認識原電池反應的原理，并能正確書寫電極反應。了解常見的化學電源以及它們在生產(chǎn)、生活等方面的應用 通過對電解CuCl2溶液的

14、實驗探究，認識電能轉(zhuǎn)化為化學能的裝置，初步認識電解反應原理，并能正確書寫電極反應式。 發(fā)展要求 指導學生利用原電池原理設計一些簡單的化學電池。 對氫氧燃料電池的正負電極、電子的流向作出判斷，并能書寫電極反應和總反應。 認識電解原理在電解飽和食鹽水、電解氧化鋁、電鍍和銅的電解精煉中的應用，了解可用電解法制備一些活潑金屬和非金屬單質(zhì)。 說明 對構(gòu)成原電池的條件只作簡單了解。對電解反應中離子在電極上的放電順序不作要求。 對除氫氧燃料電池之外的各種實用化學電源的反應原理不作補充講解。 二、專題2教學要求解讀 -第三單元教學要求Company Logo 關(guān)于化學能與熱能、電能的相互轉(zhuǎn)化，側(cè)重討論化學能向

15、熱能或電能的轉(zhuǎn)化，以及化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置化學電池，電能直接轉(zhuǎn)化為化學能的裝置電解池，考慮其應用的廣泛性和學習的階段性。本單元知識的學習，只要求學生了解化學能與電能可以相互轉(zhuǎn)化，能設計簡易的原電池和電解池實驗，知道這種轉(zhuǎn)化的實際應用，并能寫出電極反應方程式，同時也可更好地理解化學1中電解氯化鈉水溶液的知識，但不要求上升為規(guī)律性的知識（電極反應中離子的放電順序、活潑電極和憜性電極等）；通過介紹新型電池（如銀鋅紐扣子電池、燃料電池等）主要讓學生體驗化學電池的改進與創(chuàng)新，初步形成科學技術(shù)的發(fā)展觀，除鉛蓄電池、和氫氧燃料電池外不要求介紹反應原理。 二、專題2教學要求解讀 -第三單元教學要求Com

16、pany Logo 第四單元 太陽能、生物質(zhì)能和氫能的利用 基本要求 了解化石燃料的不可再生性及其給環(huán)境帶來的問題。 簡單了解太陽能、生物質(zhì)能、氫能利用的現(xiàn)狀。 認識開發(fā)利用太陽能、生物質(zhì)能、氫能的重要性和迫切性。 發(fā)展要求 了解現(xiàn)階段的能源危機以及現(xiàn)階段主要使用的能源對環(huán)境的主要影響。 通過網(wǎng)絡搜索等手段進一步了解太陽能、生物質(zhì)能、氫能的開發(fā)利用前景。說明 太陽能、生物質(zhì)能、氫能的開發(fā)利用以常識性介紹為主，不宜進行技術(shù)細節(jié)上的拓展。 通過本單元學習，立足于現(xiàn)代生活和未來發(fā)展的需要，激發(fā)學生的求知欲望。 二、專題2教學要求解讀 -第四單元 教學要求Company Logo二、專題2教學要求解讀

17、 -第四單元 教學要求 本單元的知識比較淺顯，但涉及的知識面廣。這部分內(nèi)容在課堂內(nèi)不要講解過深，過細和過多，應側(cè)重于調(diào)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(nèi)建議選擇由針對性的錄像片斷，具有說服力的圖片，數(shù)據(jù)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(wǎng)學習，去圖書館查閱資料，到社會上去調(diào)研，尋找日常生活中與能量有關(guān)的現(xiàn)象等，也可下發(fā)一些課后閱讀資料，讓學生分析并寫出報告。 Company Logo三、專題2教學方法建議1、對于教學目標的把握 （1）知識與技能目標上的要求（略） （2）

18、過程與方法目標上的要求 本專題核心知識的學習一般先通過實驗獲得感性認識，再利用歸納、演繹等方法上升到理性認識，獲得規(guī)律。因此，對于本部分知識的教學要重視化學實驗的過程與方法，既要訓練化學實驗技能，更要培養(yǎng)科學研究方法。對于“影響化學反應速率的因素”等半定量實驗，學生還能通過探究活動體驗變量控制思想在實驗研究中的應用，以及定量實驗（或半定量實驗）研究與定性實驗研究的區(qū)別與聯(lián)系，將學生在已有基礎上繼續(xù)深化、發(fā)展其對實驗方法的認識，提高學生利用實驗研究問題的能力。 Company Logo（3）情感態(tài)度與價值觀目標上的要求 一是充分利用教材內(nèi)容，如第二單元中最后的“拓展視野”欄目，介紹了合理利用化石

19、燃料、提高化石燃料利用率的有關(guān)知識，能使學生體會本單元知識的價值。又如第四單元（太陽能、生物質(zhì)能和氫能的利用）的內(nèi)容，緊密聯(lián)系社會熱點問題和生產(chǎn)生活實際，與物理、生物等學科知識聯(lián)系密切，對于復習鞏固所學的學科知識、提高社會責任感、提高科學素養(yǎng)具有重要作用。 二是在教學過程中，教師要注意從學生生活經(jīng)驗和已有知識出發(fā)設計教學過程，如在第三單元（化學能與電能的轉(zhuǎn)化）的教學時，應該聯(lián)系日常生活中經(jīng)常應用的各種電池、電解實例和已學的知識，通過實驗的觀察、分析，幫助學生理解、掌握學習內(nèi)容。體會化學與生產(chǎn)生活聯(lián)系。 三是結(jié)合教學內(nèi)容開展形式多樣的教學活動。如圍繞主題組織專題課堂討論，走出去參觀工廠、了解社會

20、，寫出考察報告，舉辦匯報會等，充分發(fā)揮學生的學習主動性，激發(fā)學生的求知識欲。 Company Logo2、教學設計建議 三、專題2教學方法建議 （1）化學反應與能量轉(zhuǎn)化這部分內(nèi)容涉及許多核心的化學概念，如化學反應速率、化學平衡、原電池等。在進行教學設計時，首先要關(guān)注概念的形成和發(fā)展過程，要通過合理的、富有邏輯性的問題線索及各種直觀證據(jù)幫助學生構(gòu)建概念。 例原電池的教學設計教學設計1：引言 ：物質(zhì)發(fā)生化學變化時常伴有，等等?，F(xiàn)在我們要來研究化學能是怎樣轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿摹?活動與探究-認識化學能是怎樣轉(zhuǎn)化為電能的（學 生分組完成“活動與探究”中的實驗）分析與總結(jié)-根據(jù)實驗探究師生分析總結(jié)原電池構(gòu) 成的

21、條件和基本的工作原理Company Logo例原電池的教學設計教學設計2：創(chuàng)設情境提出假設自主探索 交流討論 應用創(chuàng)新展示各化學 假設是由化學 實驗設計 總結(jié)原電池 實際問題處電池，設問： 能（氧化還原 （Zn-Cn原電池） 的原理和組 理（見問1）是如何產(chǎn) 反應）轉(zhuǎn)化為 見下圖（a） 成(見下)生電能的？ 電能 圖（a）:Company Logo原電池的原理：較活潑的金屬發(fā)生氧化反應，電子從較活潑的金屬（負極）流向較不活潑的金屬或石墨等（正極）。 負極： 較活潑的金屬 兩塊相連接的電極 原電池的組成 正極：較不活潑的金屬或石墨等 電解質(zhì)溶液問題：下列裝置屬于原電池 在一塊表面無銹的鐵片上滴一

22、大滴含酚酞的食鹽水，放置一段時間后可以看到液滴周圍逐漸呈現(xiàn)紅色，并慢慢形成褐色的銹斑。試說明產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因。 Company Logo 設計1引入課題后，直接進行“活動與探究”來研究化學能是如何轉(zhuǎn)化為電能的，然后通過分析、討論得出原電池的組成和工作原理。 設計2從學生熟悉的電池引入課題，根據(jù)能量的轉(zhuǎn)化思想 引導學生分析電池是如何產(chǎn)生電流的？然后通過提出假設自主探索 交流討論 應用創(chuàng)新等各教學環(huán)節(jié) ， 得出原電池的組成和工作原理。 很顯然，設計2的教學重點是原電池概念的形成，其教學過程更關(guān)注重概念的形成，關(guān)注過程與方法是新課程創(chuàng)導的教學理念。思考：Company Logo三、專題2教學方法建議

23、2、教學設計建議 （2）要認識到教學的層次性。化學必修課程只是高中化學課程整體中的一部分，也是整個學科領(lǐng)域中的一部分。在實施教學過程時，要避免一步到位、一味強調(diào)對化學學科知識深講多練的傳統(tǒng)做法，要了解與本專題相關(guān)的已學知識和在選修教材中還要進一步深化的知識。按照課程標準要求和浙江省學科實施指導意見，準確把握深廣度，使教學設計符合學生的認知規(guī)律。 （3）要關(guān)注概念、原理的應用。本專題只要讓學生學會從反應速率、反應限度、反應中能量的轉(zhuǎn)化角度認識化學反應，幫助學生形成化學的基本觀點并能用于解決簡單的化學問題，使學生知道相關(guān)理論的研究對解決實際問題的價值。 Company Logo例 化學反應速率的教

24、學設計 在“化學反應速率”的教學時，在學完了相關(guān)的概念理論后，可以組織學生進行討論，讓學生利用所學原理解決實際問題：1、人們?yōu)槭裁词褂秒姳鋬Υ媸澄铮?、實驗室通常要將兩種塊狀或顆粒狀的固體藥品研細，并混勻后再進行反應。原因是什么？3、實驗室進行化學反應時，通常把一些固體物質(zhì)溶于水配成溶液再進行反應。原因是什么？4、實驗室常用30%左右的硫酸溶液與鋅粒反應制氫氣，當反應進行一段時間后，氣泡變得稀少了（鋅粒有多余），如果添加一些適當濃度的硫酸溶液到反應容器中，氣泡又會重新增多起來。原因是什么？Company Logo例 “化學反應中的熱量變化” 的教學設計學生閱讀討論：化學反應中的能量轉(zhuǎn)化（化石

25、燃料燃燒、閃電中氮氧化物的產(chǎn)生、化學電池、高爐煉鐵、鎂條燃燒等）示例圖；列舉能量轉(zhuǎn)化實例 教師啟發(fā)講解：化學反應中能量轉(zhuǎn)化的形式 分析物質(zhì)反應過程中能量變化的原因?qū)W生“活動與探究”：通過實驗認識放熱反應與吸熱反應 學生“問題解決”：判斷常見的反應是放熱還是吸熱反應 從鍵能的變化分析化學反應放熱與吸熱 分析可逆反應中正、逆反應能量變化的關(guān)系Company Logo學生練習：怎樣表示反放熱、吸熱 教師啟發(fā)講解：認識放熱反應、吸熱反應、熱化學方程式書寫及簡單計算 學生知識應用：完成“問題解決” 自制化學暖袋、Company Logo內(nèi)容標準活動與建議初中化學四、物質(zhì)的化學變化 (一)化學變化的基本特

26、征 1. 認識化學變化的基本特征，理解反應現(xiàn)象和本質(zhì)的聯(lián)系。 2.知道物質(zhì)發(fā)生化學變化時伴隨有能量變化，認識通過化學反應獲得能量的重要性。五、化學與社會發(fā)展 (一)化學與能源和資源的利用 交流平時觀察到的各種化學變化現(xiàn)象（或觀察一組化學變化），討論并歸納出化學變化的一些特征。 討論：自然界碳、氮循環(huán)對維持生態(tài)平衡的作用。初中科學Company Logo內(nèi)容標準活動與建議初中化學 1.認識燃料完全燃燒的重要性，了解使用氫氣、天然氣（或沼氣）、 石油液化氣、酒精、汽油和煤等燃料對環(huán)境的影響，懂得選擇對環(huán)境污染較小的燃料。2.認識燃燒、緩慢氧化和爆炸的條件及防火滅火、防范爆炸的措施。3.理解水對生命活動的重大意義，認識水是寶貴的自然資源，形成保護水資源和節(jié)約用水的意識。4.知道化石燃料（煤、石油、天然氣）是人類社會重要的自然資源，了解海洋中蘊藏著豐富的資源。5.知道石油是由沸點不同的有機物組成的混合物，了解石油液化氣、汽油、煤油等都是石油加工的產(chǎn)物。6.了解我國能源與資源短缺的國情，認識資源綜合利用和新能源開發(fā)的重要意義。 觀察某些燃料完全燃燒和不完全燃燒的現(xiàn)象。 燃燒條件的實驗探究。 討論：在氫氣、甲烷（天然氣、沼氣）、煤氣、酒精、汽油和柴油中，你認為哪一種燃料最理想？ 交流并解釋日常生活中常見的燃燒、緩慢氧化和爆炸等現(xiàn)象。 比較原油常見餾分的某些物理性質(zhì)及其燃燒的情況。 調(diào)查