(教學(xué)設(shè)計(jì))第6章 第1節(jié) 基礎(chǔ)課時(shí)7 化學(xué)反應(yīng)與熱能2023-2024學(xué)年新教材高中化學(xué)必修第二冊(人教版2019)

(教學(xué)設(shè)計(jì))第6章第1節(jié)基礎(chǔ)課時(shí)7化學(xué)反應(yīng)與熱能2023-2024學(xué)年新教材高中化學(xué)必修第二冊(人教版2019)主備人備課成員課程基本信息1.課程名稱：化學(xué)反應(yīng)與熱能

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：高中化學(xué)必修第二冊

3.授課時(shí)間：2023-2024學(xué)年

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：1課時(shí)（45分鐘）核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)為：提高學(xué)生的科學(xué)探究能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)；強(qiáng)化學(xué)生的科學(xué)思維，提升學(xué)生運(yùn)用化學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力；培養(yǎng)學(xué)生對化學(xué)學(xué)科的興趣和熱情，增強(qiáng)學(xué)生的自我學(xué)習(xí)能力。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)能理解化學(xué)反應(yīng)與熱能之間的關(guān)系，掌握化學(xué)反應(yīng)中的能量變化規(guī)律，并能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決相關(guān)的實(shí)際問題。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法重點(diǎn)：

1.化學(xué)反應(yīng)與熱能的關(guān)系

2.能量變化規(guī)律的運(yùn)用

難點(diǎn)：

1.化學(xué)反應(yīng)中能量變化的微觀解釋

2.實(shí)際問題中能量變化的計(jì)算與應(yīng)用

解決辦法：

1.通過實(shí)例分析和討論，引導(dǎo)學(xué)生理解化學(xué)反應(yīng)與熱能的關(guān)系，如燃燒反應(yīng)、中和反應(yīng)等。

2.利用動(dòng)畫和模型演示，幫助學(xué)生理解化學(xué)反應(yīng)中能量變化的微觀過程。

3.提供實(shí)際問題案例，讓學(xué)生運(yùn)用能量變化規(guī)律進(jìn)行計(jì)算和分析，如燃料完全燃燒釋放的熱量計(jì)算等。

4.組織小組討論和分享，促進(jìn)學(xué)生之間的交流與合作，共同解決難點(diǎn)問題。

5.提供詳細(xì)的解題指導(dǎo)和練習(xí)題，幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)，提高解題能力。學(xué)具準(zhǔn)備多媒體課型新授課教法學(xué)法講授法課時(shí)第一課時(shí)師生互動(dòng)設(shè)計(jì)二次備課教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.探究式教學(xué)法：通過提出問題、引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和觀察，激發(fā)學(xué)生的探究興趣，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和解決問題的能力。

2.合作學(xué)習(xí)法：組織學(xué)生進(jìn)行小組討論和合作實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生之間的交流與合作，提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和溝通能力。

3.案例教學(xué)法：提供實(shí)際問題案例，讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行分析和解決，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力和實(shí)踐能力。

教學(xué)手段：

1.多媒體教學(xué)：利用多媒體設(shè)備展示化學(xué)反應(yīng)的動(dòng)畫和模型，生動(dòng)形象地展示化學(xué)反應(yīng)與熱能的關(guān)系，幫助學(xué)生更好地理解微觀過程。

2.在線教學(xué)平臺(tái)：利用教學(xué)軟件和在線平臺(tái)，提供豐富的學(xué)習(xí)資源和解題指導(dǎo)，幫助學(xué)生自主學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效果和效率。

3.實(shí)驗(yàn)教學(xué)：組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作和觀察，讓學(xué)生親身體驗(yàn)化學(xué)反應(yīng)與熱能的變化，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力和科學(xué)探究能力。

4.互動(dòng)式教學(xué)：利用提問、討論、小組合作等方式，引導(dǎo)學(xué)生積極參與課堂活動(dòng)，提高學(xué)生的思維能力和解決問題的能力。

5.評(píng)價(jià)與反饋：通過課堂提問、作業(yè)批改、小組評(píng)價(jià)等方式，及時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，給予針對性的指導(dǎo)和反饋，促進(jìn)學(xué)生的持續(xù)發(fā)展。教學(xué)流程（一）課前準(zhǔn)備（預(yù)計(jì)用時(shí)：5分鐘）

學(xué)生預(yù)習(xí)：

發(fā)放預(yù)習(xí)材料，引導(dǎo)學(xué)生提前了解化學(xué)反應(yīng)與熱能的學(xué)習(xí)內(nèi)容，標(biāo)記出有疑問或不懂的地方。

設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問題，激發(fā)學(xué)生思考，為課堂學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)與熱能的內(nèi)容做好準(zhǔn)備。

教師備課：

深入研究教材，明確化學(xué)反應(yīng)與熱能教學(xué)目標(biāo)和重難點(diǎn)。

準(zhǔn)備教學(xué)用具和多媒體資源，確?；瘜W(xué)反應(yīng)與熱能教學(xué)過程的順利進(jìn)行。

設(shè)計(jì)課堂互動(dòng)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)與熱能的積極性。

（二）課堂導(dǎo)入（預(yù)計(jì)用時(shí)：3分鐘）

激發(fā)興趣：

提出問題或設(shè)置懸念，引發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入化學(xué)反應(yīng)與熱能的學(xué)習(xí)狀態(tài)。

回顧舊知：

簡要回顧上節(jié)課學(xué)習(xí)的化學(xué)反應(yīng)與熱能的基本概念，幫助學(xué)生建立知識(shí)之間的聯(lián)系。

提出問題，檢查學(xué)生對舊知的掌握情況，為化學(xué)反應(yīng)與熱能新課學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

（三）新課呈現(xiàn)（預(yù)計(jì)用時(shí)：25分鐘）

知識(shí)講解：

清晰、準(zhǔn)確地講解化學(xué)反應(yīng)與熱能的基本原理，結(jié)合實(shí)例幫助學(xué)生理解。

突出重點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)難點(diǎn)，通過對比、歸納等方法幫助學(xué)生加深記憶。

互動(dòng)探究：

設(shè)計(jì)小組討論環(huán)節(jié)，讓學(xué)生圍繞化學(xué)反應(yīng)與熱能的問題展開討論，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和溝通能力。

鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的觀點(diǎn)和疑問，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，拓展思維。

技能訓(xùn)練：

設(shè)計(jì)實(shí)踐活動(dòng)或?qū)嶒?yàn)，讓學(xué)生在實(shí)踐中體驗(yàn)化學(xué)反應(yīng)與熱能的應(yīng)用，提高實(shí)踐能力。

在化學(xué)反應(yīng)與熱能新課呈現(xiàn)結(jié)束后，對知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理和總結(jié)。

強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)和難點(diǎn)，幫助學(xué)生形成完整的知識(shí)體系。

（四）鞏固練習(xí)（預(yù)計(jì)用時(shí)：5分鐘）

隨堂練習(xí)：

隨堂練習(xí)題，讓學(xué)生在課堂上完成，檢查學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)與熱能知識(shí)的掌握情況。

鼓勵(lì)學(xué)生相互討論、互相幫助，共同解決化學(xué)反應(yīng)與熱能問題。

錯(cuò)題訂正：

針對學(xué)生在隨堂練習(xí)中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，進(jìn)行及時(shí)訂正和講解。

引導(dǎo)學(xué)生分析錯(cuò)誤原因，避免類似錯(cuò)誤再次發(fā)生。

（五）拓展延伸（預(yù)計(jì)用時(shí)：3分鐘）

知識(shí)拓展：

介紹與化學(xué)反應(yīng)與熱能相關(guān)的拓展知識(shí)，拓寬學(xué)生的知識(shí)視野。

引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注學(xué)科前沿動(dòng)態(tài)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和探索精神。

情感升華：

結(jié)合化學(xué)反應(yīng)與熱能的內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生思考學(xué)科與生活的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。

鼓勵(lì)學(xué)生分享學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)與熱能的心得和體會(huì)，增進(jìn)師生之間的情感交流。

（六）課堂小結(jié)（預(yù)計(jì)用時(shí)：2分鐘）

簡要回顧本節(jié)課學(xué)習(xí)的化學(xué)反應(yīng)與熱能的內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)和難點(diǎn)。

肯定學(xué)生的表現(xiàn)，鼓勵(lì)他們繼續(xù)努力。

布置作業(yè)：

根據(jù)本節(jié)課學(xué)習(xí)的化學(xué)反應(yīng)與熱能的內(nèi)容，布置適量的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

提醒學(xué)生注意作業(yè)要求和時(shí)間安排，確保作業(yè)質(zhì)量。知識(shí)點(diǎn)梳理本節(jié)課主要涉及以下知識(shí)點(diǎn)：

1.化學(xué)反應(yīng)與能量的關(guān)系：化學(xué)反應(yīng)過程中，反應(yīng)物和生成物的總能量不同，差值稱為反應(yīng)熱?；瘜W(xué)反應(yīng)可以是放熱反應(yīng)或吸熱反應(yīng)。

2.能量的單位：能量的單位有焦耳（J）、卡路里（cal）等，常用的是焦耳。

3.燃燒反應(yīng)：燃燒反應(yīng)是放熱反應(yīng)的一種，具有發(fā)光、發(fā)熱的特點(diǎn)。燃燒反應(yīng)中，燃料與氧氣反應(yīng)生成二氧化碳和水，同時(shí)釋放能量。

4.中和反應(yīng)：中和反應(yīng)是酸堿反應(yīng)的一種，是放熱反應(yīng)。在中和反應(yīng)中，酸與堿反應(yīng)生成鹽和水，同時(shí)釋放能量。

5.能量變化規(guī)律：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化遵循能量守恒定律，即反應(yīng)物的總能量等于生成物的總能量。

6.反應(yīng)熱的計(jì)算：反應(yīng)熱可以根據(jù)反應(yīng)物和生成物的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變計(jì)算。反應(yīng)熱（ΔH）等于生成物的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓減去反應(yīng)物的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓。

7.能量變化與反應(yīng)速率的關(guān)系：一般情況下，反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度、溫度、催化劑等因素有關(guān)。能量變化與反應(yīng)速率的關(guān)系可以通過阿倫尼烏斯方程進(jìn)行描述。

8.熱能的利用：熱能可以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、電能等形式。例如，熱機(jī)是將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置，熱電偶是將熱能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。

9.化學(xué)反應(yīng)與熱能的實(shí)際應(yīng)用：化學(xué)反應(yīng)在工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)、醫(yī)藥等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。例如，燃燒反應(yīng)在火力發(fā)電廠中用于產(chǎn)生蒸汽驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)；中和反應(yīng)在廢水處理中用于去除有害物質(zhì)。典型例題講解本節(jié)課將講解以下五個(gè)典型例題，以幫助學(xué)生更好地理解和掌握化學(xué)反應(yīng)與熱能的知識(shí)。

例題1：

燃燒反應(yīng)是一種放熱反應(yīng)，請計(jì)算以下燃燒反應(yīng)的熱量變化。

甲烷(CH4)+2氧氣(O2)→二氧化碳(CO2)+2水(H2O)

解答：

首先，我們需要知道甲烷、氧氣、二氧化碳和水的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變。根據(jù)表格，甲烷的standardenthalpyofformation(ΔHf°)為-74.8kJ/mol，氧氣的ΔHf°為0kJ/mol，二氧化碳的ΔHf°為-393.4kJ/mol，水的ΔHf°為-285.8kJ/mol。

根據(jù)反應(yīng)方程式，1mol甲烷燃燒生成1mol二氧化碳和2mol水。因此，反應(yīng)熱(ΔH)可以計(jì)算如下：

ΔH=(1molCO2×ΔHf°(CO2))+(2molH2O×ΔHf°(H2O))-(1molCH4×ΔHf°(CH4))

ΔH=(-393.4kJ/mol)+(-2×285.8kJ/mol)-(-74.8kJ/mol)

ΔH=-393.4kJ/mol-571.6kJ/mol+74.8kJ/mol

ΔH=-890.2kJ/mol

因此，燃燒1mol甲烷放出的熱量為-890.2kJ。

例題2：

某吸熱反應(yīng)的反應(yīng)物總能量大于生成物總能量，請寫出該反應(yīng)的一個(gè)可能的熱量變化表達(dá)式。

解答：

吸熱反應(yīng)意味著反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量。因此，熱量變化(ΔH)應(yīng)為正值。一個(gè)可能的熱量變化表達(dá)式如下：

ΔH=Σ(ΔHf°products)-Σ(ΔHf°reactants)

其中，Σ(ΔHf°products)是生成物的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變之和，Σ(ΔHf°reactants)是反應(yīng)物的標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變之和。

例題3：

請計(jì)算以下中和反應(yīng)的熱量變化：

鹽酸(HCl)+氫氧化鈉(NaOH)→水(H2O)+氯化鈉(NaCl)

解答：

根據(jù)表格，鹽酸的standardenthalpyofformation(ΔHf°)為-167.2kJ/mol，氫氧化鈉的ΔHf°為-470.2kJ/mol，水的ΔHf°為-285.8kJ/mol，氯化鈉的ΔHf°為0kJ/mol。

根據(jù)反應(yīng)方程式，1mol鹽酸和1mol氫氧化鈉反應(yīng)生成1mol水和1mol氯化鈉。因此，反應(yīng)熱(ΔH)可以計(jì)算如下：

ΔH=(1molH2O×ΔHf°(H2O))+(1molNaCl×ΔHf°(NaCl))-(1molHCl×ΔHf°(HCl))-(1molNaOH×ΔHf°(NaOH))

ΔH=(-285.8kJ/mol)+(0kJ/mol)-(-167.2kJ/mol)-(-470.2kJ/mol)

ΔH=-285.8kJ/mol+167.2kJ/mol+470.2kJ/mol

ΔH=151.6kJ/mol

因此，中和反應(yīng)1mol鹽酸和1mol氫氧化鈉放出的熱量為+151.6kJ。

例題4：

請計(jì)算以下化學(xué)反應(yīng)的熱量變化：

氮?dú)?N2)+氫氣(H2)→氨氣(NH3)

解答：

根據(jù)表格，氮?dú)獾膕tandardenthalpyofformation(ΔHf°)為0kJ/mol，氫氣的ΔHf°為0kJ/mol，氨氣的ΔHf°為-91.3kJ/mol。

根據(jù)反應(yīng)方程式，1mol氮?dú)夂?mol氫氣反應(yīng)生成2mol氨氣。因此，反應(yīng)熱(ΔH)可以計(jì)算如下：

ΔH=(2molNH3×ΔHf°(NH3))-(1molN2×ΔHf°(N2))-(3molH2×ΔHf°(H2))

ΔH=(-91.3kJ/mol×2)-(0kJ/mol)-(0kJ/mol×3)

ΔH=-182.6kJ/mol

因此，化學(xué)反應(yīng)1mol氮?dú)夂?mol氫氣生成2mol氨氣吸收的熱量為+182.6kJ。

例題5：

請解釋為什么二氧化碳溶于水是一個(gè)放熱反應(yīng)。

解答：

二氧化碳溶于水是一個(gè)放熱反應(yīng)，因?yàn)槎趸細(xì)怏w溶解在水中形成碳酸的過程釋放出能量。這個(gè)過程可以通過以下化學(xué)反應(yīng)方程式表示：

CO2(g)+H2O(l)→H2CO3(aq)

根據(jù)表格，二氧化碳的standardenthalpyofformation(ΔHf°)為-393.4kJ/mol，水的ΔHf°為-285.8kJ/mol，碳酸的ΔHf°為-679.8kJ/mol。

ΔH=Σ(ΔHf°products)-Σ(ΔHf°reactants)

ΔH=(-679.8kJ/mol)-(-393.4kJ/mol+2×-285.8kJ/mol)

ΔH=-679.8kJ/mol+393.4kJ/mol-571.6kJ/mol

ΔH=-857.8kJ/mol

由于ΔH為負(fù)值，說明反應(yīng)放出熱量。因此，二氧化碳溶于水是一個(gè)放熱反應(yīng)。作業(yè)布置與反饋?zhàn)鳂I(yè)布置：

1.請學(xué)生完成以下練習(xí)題，以鞏固化學(xué)反應(yīng)與熱能的知識(shí)：

(1)計(jì)算以下化學(xué)反應(yīng)的熱量變化：

甲烷(CH4)+2氧氣(O2)→二氧化碳(CO2)+2水(H2O)

(2)請解釋為什么二氧化碳溶于水是一個(gè)放熱反應(yīng)。

(3)計(jì)算以下中和反應(yīng)的熱量變化：

鹽酸(HCl)+氫氧化鈉(NaOH)→水(H2O)+氯化鈉(NaCl)

(4)請計(jì)算以下燃燒反應(yīng)的熱量變化：

碳(C)+氧氣(O2)→二氧化碳(CO2)

2.請學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證化學(xué)反應(yīng)與熱能的關(guān)系，并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

作業(yè)反饋：

1.對于練習(xí)題的批改，我會(huì)注意以下幾個(gè)方面：

(1)計(jì)算題：檢查學(xué)生是否正確計(jì)算出反應(yīng)熱，以及是否正確應(yīng)用了標(biāo)準(zhǔn)摩爾焓變的數(shù)據(jù)。

(2)解釋題：檢查學(xué)生是否能夠準(zhǔn)確解釋反應(yīng)的熱效應(yīng)，以及是否能夠使用正確的化學(xué)反應(yīng)方程式。

(3)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：檢查學(xué)生是否能夠設(shè)計(jì)一個(gè)合理的實(shí)驗(yàn)，以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否能夠支持化學(xué)反應(yīng)與熱能的