《第一章第一節(jié)反應(yīng)熱》教學(xué)設(shè)計(jì)-2023-2024學(xué)年高中化學(xué)人教版（2019)選擇性必修1授課內(nèi)容授課時(shí)數(shù)授課班級(jí)授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時(shí)間設(shè)計(jì)意圖本節(jié)課以《第一章第一節(jié)反應(yīng)熱》為內(nèi)容，旨在通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生掌握反應(yīng)熱的概念、計(jì)算方法和應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)思維能力和實(shí)驗(yàn)操作技能，為后續(xù)化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。教學(xué)設(shè)計(jì)緊扣人教版（2019）選擇性必修1教材，結(jié)合實(shí)際教學(xué)，確保知識(shí)深度與年級(jí)相適應(yīng)，提高教學(xué)實(shí)效性。核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力，通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察和數(shù)據(jù)分析，理解反應(yīng)熱的本質(zhì)；增強(qiáng)化學(xué)觀念，認(rèn)識(shí)到能量變化在化學(xué)反應(yīng)中的重要性；提升科學(xué)思維，學(xué)會(huì)運(yùn)用熱力學(xué)原理解釋和預(yù)測(cè)化學(xué)反應(yīng)中的能量變化；強(qiáng)化社會(huì)責(zé)任感，認(rèn)識(shí)到化學(xué)能量轉(zhuǎn)換在環(huán)境保護(hù)和能源利用中的意義。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識(shí)：

學(xué)生在進(jìn)入本節(jié)課前，已經(jīng)學(xué)習(xí)了化學(xué)的基本概念，如物質(zhì)、元素、化合物等，以及化學(xué)反應(yīng)的基本類型和原理。此外，他們可能對(duì)能量轉(zhuǎn)換的概念有所了解，但在具體到化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，如放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)，以及如何計(jì)算反應(yīng)熱等方面，知識(shí)基礎(chǔ)相對(duì)薄弱。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：

高中學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)中的能量變化通常表現(xiàn)出較高的興趣，因?yàn)樗麄兡軌蛲ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)直觀地感受到能量的變化。學(xué)生的能力方面，部分學(xué)生可能具備較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)操作技能和數(shù)據(jù)分析能力，而另一些學(xué)生可能在這兩方面較為欠缺。學(xué)習(xí)風(fēng)格上，學(xué)生中既有偏重理論學(xué)習(xí)的，也有偏重實(shí)踐操作的，因此需要采取多樣化的教學(xué)方法來(lái)滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：

學(xué)生在學(xué)習(xí)反應(yīng)熱時(shí)可能遇到的困難包括：理解熱力學(xué)概念，如焓變、熵變等；正確使用熱化學(xué)方程式；準(zhǔn)確計(jì)算反應(yīng)熱；以及將理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相結(jié)合。此外，學(xué)生可能難以理解反應(yīng)熱與實(shí)際應(yīng)用之間的關(guān)系，如能源利用、環(huán)境保護(hù)等，這需要教師在教學(xué)中加以引導(dǎo)和解釋。教學(xué)方法與策略1.采用講授與討論相結(jié)合的方法，通過(guò)講解反應(yīng)熱的定義、計(jì)算方法等基礎(chǔ)知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考。

2.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)際操作觀察反應(yīng)熱現(xiàn)象，如使用量熱計(jì)測(cè)定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和觀察能力。

3.利用多媒體展示化學(xué)反應(yīng)中的能量變化動(dòng)畫(huà)，幫助學(xué)生直觀理解抽象概念。

4.組織小組討論，讓學(xué)生分析案例，如化石燃料燃燒與能源利用，提高學(xué)生的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)一、導(dǎo)入環(huán)節(jié)（5分鐘）

1.創(chuàng)設(shè)情境：展示生活中常見(jiàn)的化學(xué)反應(yīng)，如燃燒、食物烹飪等，提問(wèn)學(xué)生這些過(guò)程中是否伴隨著能量的變化。

2.提出問(wèn)題：引導(dǎo)學(xué)生思考化學(xué)反應(yīng)中的能量變化如何體現(xiàn)，激發(fā)學(xué)生的求知欲。

3.學(xué)生回答：請(qǐng)學(xué)生分享他們對(duì)化學(xué)反應(yīng)中能量變化的已有認(rèn)識(shí)，教師總結(jié)并引出本節(jié)課主題——反應(yīng)熱。

二、講授新課（20分鐘）

1.反應(yīng)熱的定義：講解反應(yīng)熱的定義，強(qiáng)調(diào)反應(yīng)熱是指在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，系統(tǒng)與外界之間交換的熱量。

2.反應(yīng)熱的計(jì)算：介紹焓變的概念，講解焓變的計(jì)算方法，如標(biāo)準(zhǔn)焓變、實(shí)際焓變等。

3.反應(yīng)熱的實(shí)驗(yàn)：展示實(shí)驗(yàn)操作步驟，如使用量熱計(jì)測(cè)定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱，引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

4.反應(yīng)熱的應(yīng)用：結(jié)合實(shí)際案例，如化石燃料燃燒、電池工作原理等，講解反應(yīng)熱在能源利用、環(huán)境保護(hù)等方面的應(yīng)用。

三、鞏固練習(xí)（10分鐘）

1.課堂練習(xí)：布置與反應(yīng)熱相關(guān)的計(jì)算題，讓學(xué)生獨(dú)立完成，教師巡視指導(dǎo)。

2.小組討論：將學(xué)生分成小組，討論反應(yīng)熱在實(shí)際生活中的應(yīng)用，如如何提高能源利用效率、減少環(huán)境污染等。

四、課堂提問(wèn)（5分鐘）

1.提問(wèn)環(huán)節(jié)：教師針對(duì)本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容提問(wèn)，如反應(yīng)熱的定義、計(jì)算方法等，檢查學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度。

2.學(xué)生回答：請(qǐng)學(xué)生回答問(wèn)題，教師點(diǎn)評(píng)并總結(jié)。

五、師生互動(dòng)環(huán)節(jié)（5分鐘）

1.教師提問(wèn)：教師提出與反應(yīng)熱相關(guān)的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生思考，如反應(yīng)熱與反應(yīng)速率的關(guān)系、反應(yīng)熱與反應(yīng)方向的關(guān)系等。

2.學(xué)生回答：請(qǐng)學(xué)生回答問(wèn)題，教師點(diǎn)評(píng)并總結(jié)。

六、核心素養(yǎng)拓展（5分鐘）

1.能源利用：引導(dǎo)學(xué)生思考如何提高能源利用效率，減少能源浪費(fèi)。

2.環(huán)境保護(hù)：引導(dǎo)學(xué)生思考如何減少化學(xué)反應(yīng)對(duì)環(huán)境的影響，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

七、總結(jié)與作業(yè)布置（5分鐘）

1.總結(jié)：對(duì)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，強(qiáng)調(diào)反應(yīng)熱的概念、計(jì)算方法、應(yīng)用等。

2.作業(yè)布置：布置與反應(yīng)熱相關(guān)的課后作業(yè)，如查閱資料、完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告等。

教學(xué)過(guò)程用時(shí)：45分鐘知識(shí)點(diǎn)梳理1.反應(yīng)熱的定義：

-反應(yīng)熱是指在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，系統(tǒng)與外界之間交換的熱量。

-反應(yīng)熱可以是放熱的，也可以是吸熱的。

2.熱化學(xué)方程式：

-熱化學(xué)方程式用于表示化學(xué)反應(yīng)中熱量變化的一種方式。

-方程式中包含反應(yīng)物和生成物的化學(xué)式，以及相應(yīng)的熱量變化值。

3.焓變（ΔH）：

-焓變是指化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，反應(yīng)物和生成物之間焓的變化。

-焓變的正值表示吸熱反應(yīng)，負(fù)值表示放熱反應(yīng)。

4.標(biāo)準(zhǔn)焓變（ΔH°）：

-標(biāo)準(zhǔn)焓變是指在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（25°C，1atm）進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)的焓變。

-標(biāo)準(zhǔn)焓變通常以kJ/mol為單位。

5.實(shí)際焓變（ΔH）：

-實(shí)際焓變是指在實(shí)際條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)的焓變。

-實(shí)際焓變受溫度、壓力、反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)等因素影響。

6.熵變（ΔS）：

-熵變是指系統(tǒng)無(wú)序程度的改變。

-熵變的正值表示系統(tǒng)無(wú)序程度增加，負(fù)值表示系統(tǒng)無(wú)序程度減少。

7.吉布斯自由能（ΔG）：

-吉布斯自由能是指化學(xué)反應(yīng)是否自發(fā)進(jìn)行的判據(jù)。

-當(dāng)ΔG<0時(shí)，反應(yīng)是自發(fā)的；當(dāng)ΔG>0時(shí)，反應(yīng)是非自發(fā)的。

8.熱力學(xué)第一定律：

-熱力學(xué)第一定律指出，能量不能被創(chuàng)造或銷毀，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。

-反應(yīng)熱是能量轉(zhuǎn)化的一個(gè)實(shí)例。

9.熱力學(xué)第二定律：

-熱力學(xué)第二定律指出，孤立系統(tǒng)的總熵永遠(yuǎn)不會(huì)減少。

-這意味著所有自然過(guò)程都是不可逆的。

10.反應(yīng)熱的測(cè)定方法：

-量熱法：通過(guò)測(cè)量反應(yīng)過(guò)程中熱量的變化來(lái)計(jì)算反應(yīng)熱。

-標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變：通過(guò)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下進(jìn)行反應(yīng)并測(cè)量熱量變化來(lái)計(jì)算。

11.反應(yīng)熱的應(yīng)用：

-能源利用：研究化學(xué)反應(yīng)的放熱和吸熱過(guò)程，以優(yōu)化能源利用。

-環(huán)境保護(hù)：了解化學(xué)反應(yīng)對(duì)環(huán)境的影響，開(kāi)發(fā)減少污染的工藝和技術(shù)。

12.反應(yīng)熱與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系：

-反應(yīng)熱與化學(xué)反應(yīng)速率有關(guān)，但不是決定因素。

-反應(yīng)熱影響反應(yīng)速率是通過(guò)改變反應(yīng)物和生成物的能量狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

13.反應(yīng)熱與反應(yīng)方向的關(guān)系：

-反應(yīng)熱與反應(yīng)方向有關(guān)，但不是唯一決定因素。

-反應(yīng)熱與吉布斯自由能的變化有關(guān)，吉布斯自由能決定了反應(yīng)的方向。

14.反應(yīng)熱與催化劑的關(guān)系：

-催化劑可以改變反應(yīng)速率，但不會(huì)改變反應(yīng)熱。

-催化劑通過(guò)提供不同的反應(yīng)路徑來(lái)降低反應(yīng)的活化能。

15.反應(yīng)熱與化學(xué)平衡的關(guān)系：

-反應(yīng)熱與化學(xué)平衡有關(guān)，但不是平衡常數(shù)的直接決定因素。

-反應(yīng)熱影響化學(xué)平衡的位置，但平衡常數(shù)由反應(yīng)物和生成物的濃度比決定。反思改進(jìn)措施反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.案例教學(xué)引入：在講解反應(yīng)熱的概念和計(jì)算時(shí)，結(jié)合實(shí)際案例，如工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，讓學(xué)生更直觀地理解反應(yīng)熱的重要性。

2.多媒體輔助教學(xué)：利用多媒體展示化學(xué)反應(yīng)中的能量變化動(dòng)畫(huà)，幫助學(xué)生更好地理解抽象概念，提高教學(xué)效果。

反思改進(jìn)措施（二）存在主要問(wèn)題

1.學(xué)生理解困難：部分學(xué)生對(duì)熱力學(xué)概念理解不夠深入，導(dǎo)致在計(jì)算反應(yīng)熱時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤。

2.實(shí)驗(yàn)操作不規(guī)范：學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作中存在不規(guī)范現(xiàn)象，如量熱計(jì)使用不當(dāng)、記錄數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確等，影響了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。

3.教學(xué)評(píng)價(jià)單一：目前主要依賴書(shū)面考試評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，缺乏對(duì)學(xué)生的實(shí)際操作能力和創(chuàng)新思維的評(píng)估。

反思改進(jìn)措施（三）

1.加強(qiáng)理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)操作的結(jié)合：在講授理論內(nèi)容的同時(shí)，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)操作的教學(xué)，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握反應(yīng)熱的計(jì)算方法和實(shí)驗(yàn)技能。

2.實(shí)施分層教學(xué)：針對(duì)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)水平，實(shí)施分層教學(xué)，為不同層次的學(xué)生提供相應(yīng)的學(xué)習(xí)資源和支持。

3.豐富教學(xué)評(píng)價(jià)方式：采用多元化的教學(xué)評(píng)價(jià)方式，如實(shí)驗(yàn)報(bào)告、課堂表現(xiàn)、小組討論等，全面評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。

4.拓展課外學(xué)習(xí)資源：鼓勵(lì)學(xué)生利用圖書(shū)館、網(wǎng)絡(luò)等資源，自主學(xué)習(xí)反應(yīng)熱相關(guān)知識(shí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自主學(xué)習(xí)能力。

5.加強(qiáng)師生互動(dòng)：在課堂上多鼓勵(lì)學(xué)生提問(wèn)、討論，及時(shí)解答學(xué)生的疑問(wèn)，提高學(xué)生的參與度和學(xué)習(xí)積極性。

6.創(chuàng)設(shè)情境教學(xué)：結(jié)合實(shí)際生活，創(chuàng)設(shè)與反應(yīng)熱相關(guān)的教學(xué)情境，讓學(xué)生在實(shí)際問(wèn)題中學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)，提高學(xué)生的應(yīng)用能力。

7.強(qiáng)化校企合作：與企業(yè)合作，將教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際生產(chǎn)相結(jié)合，讓學(xué)生在實(shí)習(xí)過(guò)程中了解化學(xué)反應(yīng)熱在工業(yè)中的應(yīng)用，提高學(xué)生的實(shí)踐能力。課后作業(yè)1.計(jì)算下列反應(yīng)的焓變（ΔH），并判斷反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)：

\(\text{H}_2(g)+\frac{1}{2}\text{O}_2(g)\rightarrow\text{H}_2\text{O}(l)\)

已知：

\(\DeltaH_{\text{f}}(\text{H}_2\text{O}(l))=-285.8\text{kJ/mol}\)

\(\DeltaH_{\text{f}}(\text{H}_2(g))=0\text{kJ/mol}\)

\(\DeltaH_{\text{f}}(\text{O}_2(g))=0\text{kJ/mol}\)

答案：\(\DeltaH=-285.8\text{kJ/mol}\)（放熱反應(yīng)）

2.計(jì)算以下反應(yīng)在25°C和1atm下的吉布斯自由能變化（ΔG）：

\(\text{N}_2(g)+3\text{H}_2(g)\rightarrow2\text{NH}_3(g)\)

已知：

\(\DeltaH=-92.4\text{kJ/mol}\)

\(\DeltaS=-198.6\text{J/(mol·K)}\)

答案：\(\DeltaG=\DeltaH-T\DeltaS=-92.4\text{kJ/mol}-(298.15\text{K}\times-198.6\text{J/(mol·K)})=-33.9\text{kJ/mol}\)

3.在25°C和1atm下，計(jì)算以下反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾反應(yīng)焓變（ΔH°）：

\(\text{C}(s)+\text{O}_2(g)\rightarrow\text{CO}_2(g)\)

已知：

\(\DeltaH_{\text{f}}(\text{C}(s))=0\text{kJ/mol}\)

\(\DeltaH_{\text{f}}(\text{O}_2(g))=0\text{kJ/mol}\)

\(\DeltaH_{\text{f}}(\text{CO}_2(g))=-393.5\text{kJ/mol}\)

答案：\(\DeltaH°=\DeltaH_{\text{f}}(\text{CO}_2(g))-\DeltaH_{\text{f}}(\text{C}(s))-\DeltaH_{\text{f}}(\text{O}_2(g))=-393.5\text{kJ/mol}\)

4.一個(gè)化學(xué)反應(yīng)在25°C和1atm下，焓變?yōu)?100kJ/mol，熵變?yōu)?50J/(mol·K)。計(jì)算該反應(yīng)在25°C和1atm下的吉布斯自由能變化（ΔG）。

答案：\(\DeltaG=\DeltaH-T\DeltaS=-100\text{kJ/mol}-(298.15\text{K}\times-0.050\text{kJ/(mol·K)})=-99.45\text{kJ/mol}\)

5.在100°C和1atm下，一個(gè)反應(yīng)的焓變?yōu)?200kJ/mol，熵變?yōu)?100J/(mol·K)。如果溫度升高到150°C，該反應(yīng)的吉布斯自由能變化（ΔG）將如何變化？

答案：由于熵變?yōu)檎?，溫度升高?huì)增加吉布斯自由能。因此，在150°C時(shí)，\(\DeltaG\)將小于-200kJ/mol，即變得更負(fù)，反應(yīng)的自發(fā)性增加。內(nèi)容邏輯關(guān)系①反應(yīng)熱的定義

-反應(yīng)熱：指在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，系統(tǒng)與外界之間交換的熱量。

-熱量變化：可以是放熱或吸熱。

②反應(yīng)熱的計(jì)算

-焓變（ΔH）：反應(yīng)物和生成物之間的焓的變化。

-標(biāo)準(zhǔn)焓變（ΔH°）：在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)的焓變。

-實(shí)際焓變（ΔH）：實(shí)際條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)的焓變。

③熱力學(xué)第一定律

-能量守恒：能量不能被創(chuàng)造或銷毀，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。

-熱力學(xué)第一定律：反應(yīng)熱是能量轉(zhuǎn)化的一個(gè)實(shí)例。

④熱力學(xué)第二定律

-熵變（ΔS）：系統(tǒng)無(wú)序程度的改變。

-熱力學(xué)第二定律：孤立系統(tǒng)的總熵永遠(yuǎn)不會(huì)減少。

⑤吉布斯自由能（ΔG）

-自由能：判斷化學(xué)反應(yīng)是否自發(fā)進(jìn)行的判據(jù)。

-ΔG<0：反應(yīng)是自