高中化学必修2第二章《化学反应与能量》教材分析与教学建议

1、人教版高中化学必修2第二章化学反应与能量教材分析与教学建议一、 本章节内容的地位和功能新大百科全书关于“化学”的定义：化学是一门研究物质的组成、结构、性质、变化以及变化过程中相伴随的能量变化的科学。化学变化及其能量变化对人类文明进步和社会发展的重要性，决定了本章学习的重要性。1. 本章在学生形成知识体系的过程中起到一个承上启下的作用。化学反应中的能量变化，化学反应速率和限度都属于化学反应原理范畴，是中学化学重要的原理性知识之一，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

2、的形态。本章内容既是对初中化学相关内容的提升与拓展，又是为选修化学反应原理奠定必要的基础。2. 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。通过化学能与热能、电能的相互转化及其应用的学习，学生将对化学在提高能源的利用率和开发新能源中的作用与贡献有初步认识，将会增进学生对化学科学的兴趣与情感，体会化学学习的价值。3. 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。二、内容结构与特点分析结构主线

3、：本章内容渐进、交叉和重叠、螺旋上升，将化学原理同生活经验、实例和实验探究的结合，使学生构建一个完整的能量知识体系的基本框架。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，关于化学能与热能、电能的相互转化；侧重讨论化学能向热能或电能的转化的根本原因在于化学键的变化和反应体系中能量的变化，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，初步形成科学技术的发展观。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。化学反应速率及其影响因素，教材通过

4、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实（炼铁高炉尾气之谜）感性地说明反应限度的存在。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，并且这一实例分析，既与学生的日常生活经验相联系，又与初中“燃料的燃烧”相衔接，同时还呼应了第一节化学能和热能转化的知识。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的特征的认识更深入、更全面。在头脑中建立一个关于化学反应与能量的完整而又合理的知识体系。本章最大的一个特点是在选材上尽量将较为深奥的化学原理与贴近生活实际的实验、实例相结合，同时注意与学生经验、社会发展、高新技术、化学史实、相关学科（如物理、生物等）相

5、联系，力求使本章学习内容在相应的“知识生态”中呈现，体现其知识的生长性、环境性、综合性和发展性。三、本章内容与教学目标要求本章节内容，在必修和选修模块均有教学要求，而我们现在面对的必修模块中的内容，比较简单、基础，较系统的知识在选修模块中安排学习，这在课程标准和模块学习要求中有明显区分。教师在进行本章内容教学时一定要注意到教学内容的范围控制和教学难度的把握，对于学业水平测试要求的以及必须在必修阶段落实，对于必修内容没出现，选修阶段才学习的内容则不宜拓展。（一）本章学业评价标准第一节 化学能与热能1知道各种物质都储存有化学能，化学能越低物质越稳定。2通过宏观（实验现象）微观（化学键的断裂与生成）

6、符号（能量变化示意图、“反应过程能量”曲线图）三重表征，建立化学键与化学反应过程中不同形式的能量之间相互转化的关系，形成能量守恒的观念，建立以化学键为中心的化学反应及其能量变化的微观认识框架。3能根据吸热和放热判断反应物和产物总能量的高低，知道一些常见的放热反应和吸热反应。 4通过了解化学能与其他形式能量的相互转化事实，体会化学学科能够解决能量转化率、利用率低的问题，同时化学学科在开发合成新能源方面有着核心意义，感受化学对人类社会进步的促进作用。 第二节 化学能与电能1知道火力发电的原理是将化石燃料燃烧放出的能量（即化学能）先转变为机械能再转变为电能。2知道原电池是一种化学能直接转化为电能的装

7、置，以铜锌原电池（稀H2SO4作电解液）为例，通过宏观（实验现象）微观（线路中电子、溶液中离子流动的方向分析）符号（电极反应式）三重表征，形成原电池工作原理。3会根据原电池工作原理判断原电池的正负极，以及电流、电子、溶液中离子的流动方向，会书写铜锌原电池的电极反应式。4能够根据原电池产生电流的条件，用日常生活中的材料制作简易电池，体验科学探索的乐趣。5通过了解传统干电池、充电电池及氢氧燃料电池的结构和工作原理，体会化学的实用性和创造性，通过认识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1通过日常生活现象的分析及科学研究数据的分析，初步形成化学反应

8、速率的概念及其定量表示方法，同时知道对比气泡产生快慢、溶液褪色时间等实验观察方法比较化学反应速率的方法。2通过生活常识和实验现象分析，知道化学反应速率受外界条件影响（温度、催化剂、固体的表面积、反应物的状态、溶液的浓度等）。3通过化学史故事及回忆相关元素化合物知识，知道化学反应有限度。4知道当可逆反应的正反应速率与逆反应速率相等且不为零时，化学反应达到平衡状态，这时可测量到反应体系中各物质的浓度都保持不变。5通过“如何提高煤的燃烧效率”的调查、讨论，体会控制化学反应条件的意义（二）不宜拓展内容：第一节 化学能与热能1反应热的概念、计算及热化学方程式的书写2中和热的概念及测定。第二节 化学能与电

9、能1. 除铜锌原电池外，其他原电池（含盐桥）的工作原理不宜拓展2. 化学电源只作简介，不作原理要求3. 金属腐蚀和金属的防护第三节 化学反应的速率和限度1对化学反应速率的计算不做加深和拓宽。2. 对反应速率各种影响因素的微观解释不作要求。3化学平衡状态的判断只限正、逆反应速率相等和各反应物浓度不再改变，其他物理量的变化不作要求。4化学平衡的影响因素以及移动方向等不作要求。四、课时安排第一节 化学能与热能 2课时第二节 化学能与电能 2课时第三节 化学反应的速率和限度2课时复习测验讲评 2课时总计 8学时五、教学建议1联系生活、生产实际，激发学生学习的兴趣（1）从学生已有的生活经验出发，带领学生

10、进入熟悉的化学世界化学能与热能中可以给学生举一些生活中的实例，让学生认识到人们通过化学反应不仅可以获得新物质，还可以获得能量。比如冬天烧煤取暖、利用天然气燃烧可以煮饭、炒菜，我们的代步工具象汽车、轮船、飞机等主要是依靠燃料燃烧所释放的能量来驱动的。在化学能与电能的教学中可以给学生介绍电池的发展过程及展示各种电池的实物或图片，让学生意识到学习电化学知识的重要作用。化学反应速率这一节内容可以用日常生活中学生熟悉的大量化学现象和化学实验入手，通过投影出炸药爆炸、金属腐蚀、食物腐败、离子反应、塑料老化、溶洞形成的图片，让学生体验日常生活和生产中有关化学反应快慢的真实场景，让学生充分感受到化学反应与生活

11、密切相关，并且是有快有慢的，可以从很多方面观察、判断化学变化的快慢，引导学生对实验现象的观察，也为后续的实验探究做铺垫。让学生在枯燥的概念、理论学习中感受到学习的快乐，激发学习的兴趣。学完反应速率的影响因素后让学生分组讨论P43思考与交流，让学生懂得如何控制反应条件，提高对人类有利的反应，降低对人类不利的反应。同时也培养了学生合作交流的能力。 1、为什么要将食物存放在温度低的地方（如电冰箱）？2、实验时，通常要将两种块状或颗粒状的固体药品研细，并混匀后再进行反应。原因是什么？3、人们常把固体试剂溶于水配成溶液再进行化学实验，原因是什么？4、实验室常用约30左右的硫酸溶液与锌粒反应制取氢气，当反

12、应进行一段时间后，气泡变少（锌粒有剩余），如果添加一些适当浓度的硫酸溶液到反应容器中，气泡又会重新增多起来。原因是什么？还可以补充一些生活中的例子如：为什么往锅炉里通入空气，可以使燃烧加快 ？为什么洗衣粉里的酶，可以加快污物的清洗？为什么烧煤时将煤块弄小点更容易燃烧？风一吹，也会烧的更旺。也可以让学生自己举一些生活中控制反应速率的例子。（2）利用各种素材，带领学生进入实际生产情境化学反应原理知识重视在实际生活和生产中的应用，对于实际生产的情境学生一般都比较缺乏经验，而在高考中化学反应原理的应用背景一般都是真实的，其实很多学生低分的很大部分原因是因为背景陌生而胆怯，在学习过程中不断渗透真实的工业

13、背景有利于学生体验原理知识应用的真实感。化学化工生产的素材一般可以来院于教师用书配套的光盘和自己网上搜索的视频资料。例如必修二光盘的主要视频内容包括：1.同位素；2.化学键；3.原电池、化学电源；4.有机化合物；5.金属矿物和海水资源的利用；6.环境保护和绿色化学。其中涉及本章知识的化学电源作为了解目标要求，观看这个视频远比老师讲解的真实性更高，效果更好。本章教材中涉及大量实例，反映化学学科与个人、与工农业生产、社会发展以及科学技术之间的相互影响和相互联系。教学中应充分利用这些素材，培养学生学以致用的意识和能力，让学生体会和感受化学科学对提高人类生活质量和促进社会发展的重大作用，热爱科学，这也

14、是培养学生情感态度价值观的有效途径和生动载体。2严格控制必修课程知识内容的深广度，保护学生的学习积极性本章内容在选修模块4中将会再次出现，教师要明确这些核心内容并非是知识点上的简单重复，而是知识和能力的螺旋递进设置。在教学过程中，避免一步到位，不顾学生学习的阶段性，渐进性和可接受性，增加学生学习的负担。另外，教师要从遵循学生认知发展规律和最终完成三维教学目标的角度深度理解教材，准确处理教学内容，把握好教学进度。必修2课程标准选修四课程标准化学能与热能1.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。 2.通过生产、生活中的实例了解化学能与热能的相互转化。1.了解化学反应中能量转化的原因

15、，能说出常见的能量转化形式。2.能举例说明化学能与热能的相互转化，了解反应热和焓变的涵义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。化学能与电能1.举例说明化学能与电能的转化关系及其应用。2.认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性。1.体验化学能与电能相互转化的探究过程，了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。2.了解常见化学电源的种类及其工作原理，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。化学反应的速率和限度1.通过实验认识化学反应的速率和化学反应的限度1.知道化学反应速率的定量表示方法，通过实验测定某些化学反应的速率。2.知道活化能的涵义及其

16、对化学反应速率的影响。3.通过实验探究温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响，认识其一般规律。4.认识化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。3.充分挖掘实验的教学功能，并创设一定的问题情境，把“过程与方法”与“知识与技能”结合起来组织教学。把理论知识分散到实验教学中可以降低教学的难度。让学生在实验过程中将理论知识积累和完善。例如：在第一节中，可采用科学探究进行教学。即以实验探究教学作为切入点，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。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？化学反应过程中释放的能

17、量从哪里来？为什么会有能量的变化？为什么有的化学反应吸热，而有的化学反应放热？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。案例1、第1节 化学能与热能教学设计（广州市教育局教学研究室李南萍）设计思想从氢气与氯气在光照条件下爆炸实验引入本节课，对这个熟悉的反应提出新的问题，引起学生认知上的思维冲突，激发学生探究化学反应过程中能量变化的本质原因。知识应用

18、图像描述宏观感受微观分析关于化学能与热能的“宏观微观符号（图像）”三重表征建立以化学键为中心的化学反应及其能量变化的微观认识框架实验：氯气与氢气混合在光照条件下发生爆炸从化学键与物质化学能变化角度分析爆炸的本质用化学能变化示意图和化学反应过程能量变化图描述爆炸发生过程中能量的变化处理陌生反应过程中能量变化及其原因教学环节1：通过宏观实验现象感受化学反应中伴随着能量的变化【演示（或投影）实验】氢气与氯气在光照条件下爆炸，实验装置如图所示。提出问题：观察到什么现象？KMnO4固体锌粒浓盐酸点燃的镁条薄膜镁条燃烧时放出的热量来自哪里？氢气与氯气混合后可以安静地共存，为什么光照后就反应？光照的作用是什

19、么？教学环节2：从微观角度建立化学键与化学反应中能量变化关系（1）化学反应过程中，放出的能量来自哪里？你是怎样理解“各种物质都储存有化学能”这句话的？一个确定的化学反应完成后的结果是吸收能量还是放出能量，由什么决定？（2）从化学键角度分析，化学反应的本质是什么？教学环节3：借助图像符号帮助理解化学键与化学反应中能量变化关系我们可以用图像来形象地说明化学反应过程中，能量的变化关系。请看教材图21。【过渡】上述示意图可以较好地解释反应物总能量与生成物总能量的相对大小与反应是放出能量还是吸收能量的关系。然而我们还有一些问题没有解决，如：氢气与氯气混合后可以安静地共存，为什么光照后就反应？光照的作用是

20、什么？我们还可以用化学反应过程的能量变化图来更好地表示化学反应过程中能量的变化。化学反应过程能量反应物生成物生成物化学键断裂吸收能量化学键生成放出能量反应物总能量生成物总能量反应放出的能量【以反应H2 + Cl2= 2HCl为例，投影并讲解反应过程的能量变化图各部分所代表的意义】教学环节4：通过实验感受化学能与热能的相互转化【学生实验】实验22【引导观察与分析】根据什么现象判断发生化学反应？反应所需的能量来自哪里？化学能与热能是如何转化的？【小结】有刺激性气体产生，说明发生了化学反应，用手触摸烧杯壁下部，感受到温度降低，是吸热反应，所需热量来自周围环境（提醒自然环境中本身就有光能和热能），说明

21、热能转化为化学能。【学生实验】实验21【引导观察与分析】根据什么现象判断发生化学反应？化学能与热能是如何转化的？【小结】有气泡产生，说明发生了化学反应，温度计测得温度升高，说明化学能转化为热能。【板书】化学反应过程中遵守“质量守恒定律”和“能量守恒定律”【小结】各种物质都储存有化学能。通过化学变化将物质中的化学能转化为热能，提供了人类生存和发展所需要的能量和动力；而热能转变为化学能又是化工生产、创造新物质不可缺少的条件和途径。案例2 第2节 化学能与电能教学片段片段1：直接给出Cu-Zn原电池装置，用学生意想不到的实验现象，结合有梯度的问题串，激发学生学习的欲望动手实验，观察现象1. 你观察到

22、了什么？什么现象是你意想不到的？2. 这个意想不到的现象说明了什么？该过程中谁得电子？谁失电子？在哪里得失电子？3. Zn和H+有接触，为什么不直接反应？（或者Zn失去的电子为什么不直接传递给H+？）4. 导线上有什么看不到的事情发生？5. 溶液中还有什么看不见的变化？6. 怎样证明导线上有电子通过？7. 在这个过程中能量是如何转化的？片段2：将教材P41的“科学探究定位为要求学生对原电池的构成条件进行探究。通过设疑：你能试着更换Cu-Zn原电池的某个部分（更换电极、溶液等），组成一个新的原电池装置吗？引起学生的思考和探究的欲望【思考与交流】通过以上实验，原电池应由哪几部分构成，各起什么作用？

23、构成一个原电池需要哪些条件？所有的化学反应都可以设计成原电池吗？通过初三化学的学习，学生知道化学反应存在快慢问题，能够定性地描述反应的快慢，能够从某些明显的现象上比较反应的快慢，能够说出某些影响反应速率的因素。但对反应速率的准确表达和各种影响因素对改变反应速率的规律方面还不够准确系统，通过必修阶段对反应速率的学习，将散落在学生大脑中的知识串联起来，形成由定性到定量，由感性到理性的提升，为选修四从微观角度认识反应速率相关问题做了铺垫。本节内容的教学价值在于帮助学生对反应速率的理解从定性描述上升到定量表述，通过实验的观察和分析，切实感受到温度、催化剂对反应速率的影响，能够应用温度浓度、催化剂等调控

24、反应速率并解释相关现象。同时让学生在学习的过程中感受以实验为依据得出结论的科学态度案例3： 化学反应的速率和限度教学设计参考了中学化学教与学2011.12月“化学反应速率教学中探究实验的设计与实践”。教学片断1：以实验小竞赛为载体，引入概念。选六位同学分成三组比赛，分别以Mg、Zn、Fe与相同浓度的稀硫酸反应制备氢气，最先收集到一试管纯净氢气的组为胜（反应物的用量和颗粒大小控制相近）。其目的在于让学生一开始就直接感受到化学反应的快慢，感知学习化学反应速率的意义所在，并且能够通过收集到相同体积的氢气需要的时间长短不同来判断反应的快慢。学生汇报完实验结果后，教师进一步提出问题：如果实验室选择一种金属制备H2，以上三种金属选择哪种更合适？为什么？教学片断2：探究温度和催化剂对反应速率的影响。课本P48实验2-5、2-6是两个对比实验，目的是探究外界条件对化学反应的速率，在教学过程中，首先可以将教材中实验2-5和实验2