2018年北京順義高中化學(xué)選修4人教版第一章第一節(jié)《化學(xué)反應(yīng)與能量變化》教學(xué)設(shè)計授課內(nèi)容授課時數(shù)授課班級授課人數(shù)授課地點授課時間教材分析2018年北京順義高中化學(xué)選修4人教版第一章第一節(jié)《化學(xué)反應(yīng)與能量變化》教學(xué)設(shè)計，本節(jié)內(nèi)容涉及化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，旨在幫助學(xué)生理解化學(xué)反應(yīng)過程中的能量轉(zhuǎn)化和守恒原理，通過實驗和理論講解相結(jié)合的方式，讓學(xué)生掌握化學(xué)反應(yīng)與能量變化的基本概念和規(guī)律，為后續(xù)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生對化學(xué)現(xiàn)象的好奇心和探究精神，提升科學(xué)思維和科學(xué)探究能力。通過化學(xué)反應(yīng)與能量變化的實驗探究，增強(qiáng)學(xué)生的宏觀辨識與微觀探析能力，培養(yǎng)其科學(xué)態(tài)度與價值觀，理解能量守恒定律在化學(xué)反應(yīng)中的體現(xiàn)，形成對化學(xué)與生活、環(huán)境關(guān)系的正確認(rèn)識。教學(xué)難點與重點1.教學(xué)重點，

①化學(xué)反應(yīng)中的能量變化類型及其表現(xiàn)形式；

②能量守恒定律在化學(xué)反應(yīng)中的應(yīng)用，包括焓變和反應(yīng)熱的概念；

③通過實驗觀察和數(shù)據(jù)分析，理解吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)的能量變化；

④掌握計算化學(xué)反應(yīng)熱的方法，包括熱化學(xué)方程式的書寫。

2.教學(xué)難點，

①理解化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因和機(jī)制；

②焓變和反應(yīng)熱與反應(yīng)條件的關(guān)系，如溫度、壓力等對反應(yīng)熱的影響；

③能量變化量的準(zhǔn)確測量和計算；

④將抽象的化學(xué)能量變化與實際生活中的能量轉(zhuǎn)換相聯(lián)系，形成完整的能量觀念。教學(xué)資源-硬件資源：實驗室設(shè)備（如試管、燒杯、酒精燈、量筒、溫度計等），多媒體教學(xué)設(shè)備（如投影儀、電腦、屏幕等）。

-課程平臺：學(xué)校內(nèi)部教學(xué)平臺，用于發(fā)布教學(xué)資料和在線測試。

-信息化資源：化學(xué)反應(yīng)能量變化相關(guān)的教學(xué)視頻、動畫演示、在線互動實驗等。

-教學(xué)手段：實驗演示、小組討論、課堂提問、板書展示。教學(xué)流程1.導(dǎo)入新課

詳細(xì)內(nèi)容：

（1）教師展示一些日常生活中的化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象，如燃燒、消化食物等，引導(dǎo)學(xué)生思考這些現(xiàn)象中是否有能量的變化。

（2）通過提問：“你們能觀察到這些反應(yīng)中有能量以何種形式存在和轉(zhuǎn)化嗎？”引發(fā)學(xué)生對能量變化的興趣。

（3）簡要回顧初中階段學(xué)習(xí)的能量知識，如熱能、動能等，引出高中化學(xué)中化學(xué)反應(yīng)與能量變化的內(nèi)容。

用時：5分鐘

2.新課講授

詳細(xì)內(nèi)容：

（1）講解化學(xué)反應(yīng)中的能量變化類型，包括放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)，結(jié)合具體例子分析能量變化的表現(xiàn)形式。

（2）介紹焓變和反應(yīng)熱的概念，講解熱化學(xué)方程式的書寫規(guī)則，通過實例讓學(xué)生理解焓變與反應(yīng)熱的關(guān)系。

（3）分析影響化學(xué)反應(yīng)能量的因素，如反應(yīng)物的量、溫度、壓力等，引導(dǎo)學(xué)生思考如何控制這些因素以實現(xiàn)預(yù)期的能量變化。

用時：10分鐘

3.實踐活動

詳細(xì)內(nèi)容：

（1）學(xué)生分組進(jìn)行實驗，觀察不同反應(yīng)條件下的能量變化，如燃燒實驗、中和反應(yīng)等，記錄實驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)象。

（2）指導(dǎo)學(xué)生計算實驗中反應(yīng)的焓變，驗證能量守恒定律，強(qiáng)調(diào)準(zhǔn)確記錄數(shù)據(jù)和計算的重要性。

（3）組織學(xué)生進(jìn)行課堂討論，分享實驗結(jié)果和心得，鼓勵學(xué)生提出問題，教師進(jìn)行解答和指導(dǎo)。

用時：15分鐘

4.學(xué)生小組討論

詳細(xì)內(nèi)容舉例回答：

（1）討論放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的實例，如燃燒、溶解等，分析能量變化的特點。

（2）探討溫度對化學(xué)反應(yīng)能量變化的影響，舉例說明高溫下反應(yīng)速率和能量變化的改變。

（3）分析不同反應(yīng)條件對反應(yīng)熱的影響，如壓力、催化劑等，討論如何優(yōu)化反應(yīng)條件以實現(xiàn)能量最大化利用。

用時：10分鐘

5.總結(jié)回顧

內(nèi)容：

（1）教師引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)化學(xué)反應(yīng)與能量變化的基本概念和規(guī)律。

（2）總結(jié)本節(jié)課的重難點，如焓變、反應(yīng)熱、能量守恒定律等，通過實例幫助學(xué)生理解和掌握。

（3）布置課后作業(yè)，包括完成相關(guān)練習(xí)題和思考題，鞏固學(xué)生對本節(jié)課知識的掌握。

用時：5分鐘

總計用時：45分鐘知識點梳理1.化學(xué)反應(yīng)與能量變化的基本概念

-化學(xué)反應(yīng)：指物質(zhì)通過化學(xué)變化生成新物質(zhì)的過程。

-能量變化：化學(xué)反應(yīng)過程中能量的吸收或釋放。

2.能量變化類型

-放熱反應(yīng)：化學(xué)反應(yīng)過程中釋放能量，表現(xiàn)為溫度升高、光、熱等形式。

-吸熱反應(yīng)：化學(xué)反應(yīng)過程中吸收能量，表現(xiàn)為溫度降低、吸熱溶解等。

3.能量守恒定律

-在化學(xué)反應(yīng)中，能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。

4.焓變（ΔH）

-焓變：化學(xué)反應(yīng)過程中系統(tǒng)焓的變化量。

-焓變可以是正值（吸熱反應(yīng)），也可以是負(fù)值（放熱反應(yīng)）。

5.反應(yīng)熱

-反應(yīng)熱：在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，1摩爾反應(yīng)物完全反應(yīng)時放出或吸收的熱量。

6.熱化學(xué)方程式

-熱化學(xué)方程式：表示化學(xué)反應(yīng)中能量變化的方程式，包括反應(yīng)物、生成物和焓變。

-熱化學(xué)方程式的書寫規(guī)則：注明反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)，計算焓變，確保方程式平衡。

7.影響化學(xué)反應(yīng)能量的因素

-反應(yīng)物的量：反應(yīng)物量越多，反應(yīng)放出的或吸收的能量越大。

-溫度：溫度越高，反應(yīng)速率越快，能量變化越明顯。

-壓力：對于氣體反應(yīng)，壓力越高，反應(yīng)物和生成物的濃度越大，能量變化越明顯。

-催化劑：催化劑可以降低反應(yīng)活化能，加快反應(yīng)速率，但不改變反應(yīng)熱。

8.能量變化量的計算

-利用熱化學(xué)方程式計算反應(yīng)熱：根據(jù)反應(yīng)物和生成物的焓變，計算反應(yīng)熱。

-利用蓋斯定律計算反應(yīng)熱：通過將多個已知反應(yīng)的焓變相加或相減，計算目標(biāo)反應(yīng)的焓變。

9.能量變化與實際應(yīng)用

-化學(xué)能源：燃燒反應(yīng)釋放的能量可用于發(fā)電、供暖等。

-新能源：太陽能、風(fēng)能等可再生能源的利用，減少對化石能源的依賴。

-化工生產(chǎn)：優(yōu)化反應(yīng)條件，提高能量利用率，降低生產(chǎn)成本。

10.生活中的能量變化

-燃燒：燃燒反應(yīng)釋放的熱能用于烹飪、取暖等。

-消化：食物在消化過程中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，釋放能量供人體活動。

-電池：電池中化學(xué)反應(yīng)釋放的能量用于供電。課后作業(yè)1.實驗題

-實驗?zāi)康模候炞C能量守恒定律。

-實驗材料：鋅粒、稀硫酸、燒杯、溫度計、量筒。

-實驗步驟：

1.在燒杯中加入一定量的稀硫酸。

2.將鋅粒加入稀硫酸中，用溫度計測量反應(yīng)前后的溫度變化。

3.記錄溫度變化數(shù)據(jù)，計算反應(yīng)放出的熱量。

-作業(yè)要求：根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，計算反應(yīng)放出的熱量，并驗證能量守恒定律。

2.計算題

-題目：計算以下反應(yīng)的焓變（ΔH）。

2H2(g)+O2(g)→2H2O(l)

已知：ΔH_f[H2(g)]=0kJ/mol，ΔH_f[O2(g)]=0kJ/mol，ΔH_f[H2O(l)]=-285.8kJ/mol

-作業(yè)要求：根據(jù)已知數(shù)據(jù)，計算反應(yīng)的焓變。

3.應(yīng)用題

-題目：某化學(xué)反應(yīng)在25℃、1atm下進(jìn)行，反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量分別為1mol和2mol。已知該反應(yīng)的焓變?yōu)?120kJ/mol。求：

1.反應(yīng)物和生成物的摩爾焓變。

2.若將反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量分別增加1mol，焓變將如何變化？

-作業(yè)要求：根據(jù)焓變的定義和已知數(shù)據(jù)，計算摩爾焓變，并分析物質(zhì)的量變化對焓變的影響。

4.分析題

-題目：分析以下反應(yīng)中能量變化的原因。

CaCO3(s)→CaO(s)+CO2(g)

-作業(yè)要求：根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的特點，分析該反應(yīng)中能量變化的原因，并解釋為什么是吸熱反應(yīng)。

5.綜合題

-題目：某化學(xué)反應(yīng)在室溫下進(jìn)行，反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量分別為2mol和3mol。已知該反應(yīng)的焓變?yōu)?150kJ/mol。求：

1.反應(yīng)物和生成物的摩爾焓變。

2.若將反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量分別增加1mol，焓變將如何變化？

3.分析該反應(yīng)的能量變化對環(huán)境的影響。

-作業(yè)要求：根據(jù)焓變的定義和已知數(shù)據(jù)，計算摩爾焓變，分析物質(zhì)的量變化對焓變的影響，并討論該反應(yīng)對環(huán)境的影響。

答案：

1.反應(yīng)放出的熱量為：ΔH=2*ΔH_f[H2O(l)]-(2*ΔH_f[H2(g)]+ΔH_f[O2(g)])=-571.6kJ

2.反應(yīng)物和生成物的摩爾焓變分別為：-60kJ/mol和-75kJ/mol。物質(zhì)的量增加1mol，焓變不變。

3.反應(yīng)物和生成物的摩爾焓變分別為：-75kJ/mol和-60kJ/mol。物質(zhì)的量增加1mol，焓變不變。該反應(yīng)放熱，有利于降低環(huán)境溫度。

4.該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，因為生成物的能量高于反應(yīng)物的能量，需要吸收能量才能進(jìn)行。

5.反應(yīng)物和生成物的摩爾焓變分別為：-75kJ/mol和-60kJ/mol。物質(zhì)的量增加1mol，焓變不變。該反應(yīng)放熱，有利于降低環(huán)境溫度。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測課堂小結(jié)：

1.回顧本節(jié)課學(xué)習(xí)的化學(xué)反應(yīng)與能量變化的基本概念，強(qiáng)調(diào)化學(xué)反應(yīng)中能量的轉(zhuǎn)化和守恒。

2.總結(jié)放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)的特點，通過實例說明能量變化的表現(xiàn)形式。

3.講解焓變和反應(yīng)熱的概念，強(qiáng)調(diào)焓變與反應(yīng)熱的關(guān)系，以及如何書寫熱化學(xué)方程式。

4.分析影響化學(xué)反應(yīng)能量的因素，如反應(yīng)物的量、溫度、壓力等，并討論如何控制這些因素以實現(xiàn)預(yù)期的能量變化。

5.強(qiáng)調(diào)能量變化在實際生活中的應(yīng)用，如化學(xué)能源、新能源等。

當(dāng)堂檢測：

1.單選題

-下列哪個反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)？

A.2H2(g)+O2(g)→2H2O(l)

B.CaCO3(s)→CaO(s)+CO2(g)

C.N2(g)+3H2(g)→2NH3(g)

D.HCl(aq)+NaOH(aq)→NaCl(aq)+H2O(l)

-答案：A

2.計算題

-已知：ΔH_f[H2(g)]=0kJ/mol，ΔH_f[O2(g)]=0kJ/mol，ΔH_f[H2O(l)]=-285.8kJ/mol

-計算：2H2(g)+O2(g)→2H2O(l)的焓變（ΔH）。

-答案：ΔH=2*ΔH_f[H2O(l)]-(2*ΔH_f[H2(g)]+ΔH_f[O2(g)])=-571.6kJ

3.分析題

-分析以下反應(yīng)中能量變化的原因：

CaCO3(s)→CaO(s)+CO2(g)

-答案：該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，因為生成物的能量高于反應(yīng)物的能量，需要吸收能量才能進(jìn)行。

4.應(yīng)用題

-某化學(xué)反應(yīng)在室溫下進(jìn)行，反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量分別為2mol和3mol。已知該反應(yīng)的焓變?yōu)?150kJ/mol。求：

1.反應(yīng)物和生成物的摩爾焓變。

2.若將反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量分別增加1mol，焓變將如何變化？

3.分析該反應(yīng)的能量變化對環(huán)境的影響。

-答案：

1.反應(yīng)物和生成物的摩爾焓變分別為：-75kJ/mol和-50kJ/mol。

2.物質(zhì)的量增加1mol，焓變不變。

3.該反應(yīng)放熱，有利于降低環(huán)境溫度。

5.綜合題

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