高中化学必修2《化学反应与能量》教材分析与教学建议

一、本章内容的地位和功能 化学反应与能量、化学反应的速率和限度这两部分内容属于重要的化学原理性知识，既提升与拓展初中化学的相关内容，又为选修 4 化学反应原理 模块奠定基础。 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。化 学 反 应反应条件的控制 提高燃料的燃烧效率 镍镉电池 镍氢电池 化学键的变化 （断裂与形成） 反应体系的能量变化 （化学能转化） 引起 热 能 电 能设计转化 （氧化还原反应）通常表现火电放热反应（燃烧等）化学电池吸热反应转 化(火电站) 干电池 （一次电池 ）充电电池（铅蓄电池） 传统电池应 用克服弊端 改进创新 新型电池 （火电与电池的综合）燃料电池（锂电池） 锂离子电池 应 用速率与限度二 .内容结构与特点分析通过对本章内容的学习，使学生能够从宏观与微观、定性与定量、快慢与限度、现象与本质、能量转化等方面多角度、多层面的认识化学反应，为选修 4 化学反应原理 的学习奠定必要的基础。 三 .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 1 课时测验与讲评 2课时总计 9课时四、教学建议四、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，带领学生进入熟悉的化学世界课堂上多给学生举一些生活中的实例，让学生认识到让学生充分感受到化学反应与生活密切相关，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。 发展中的化学电池干电池碱性电池蓄电池锂离子电池燃料电池橡胶老化 溶洞的形成爆炸 离子反应课本 P49 说明影响的因素，突出应用课本 P52 化学反应条件的控制：突出应用（ 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源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。 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，但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。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。 初中相关内容形成观念化学反应伴随着能量变化选修 4 化学反应原理初中从燃料的角度初步学习 “ 化学与能源 ” 的一些知识， 选修 4 还将从科学概念的层面和定量的角度比较系统深入地学习。本节的重点在建立起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，既是对初中化学内容的提升与拓展，又为 选修 4 奠定必要基础。 不宜拓展内容不宜拓展内容1反应热的概念、计算及热反应热的概念、计算及热化学方程式的书写化学方程式的书写2中和热的概念及测定。中和热的概念及测定。 （ 1）化学能与热能“原电池 ”内容是高中化学学科体系中的核心知识点，是氧化还原理论的延伸和应用，也是后续学习电解知识的基础，是培养学生的思维能力和科学探究能力的好素材。同时，它还与生产生活中的实际问题紧密相连，对加强化学与生活的联系，增强学生学化学、用化学的意识具有十分重要的作用。原电池内容的第一次教学目标主要是注重学生兴趣的培养，使学生了解化学能转化为电能的原理，注重原电池的知识在生活和实践中的应用，引导学生用化学知识认识生活中的问题，从而驱动学生关心生活中的化学。（ 2）化学能与电能 不宜拓展内容不宜拓展内容1.除铜锌原电池外，其他原电池（含除铜锌原电池外，其他原电池（含盐桥）的工作原理不宜拓展盐桥）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金属腐蚀和金属的防护 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，能够说出某些影响反应速率的因素。但这些认识都不够准确、系统。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。 （ 3）化学反应的速率和限度 不宜拓展内容不宜拓展内容1对化学反应速率的计算不做加深和拓宽。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。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。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。化学平衡的影响因素以及移动方向等不作要求。 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。 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） 设计思想知识应用图像描述宏观感受 微观分析“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 设置的问题情境： 观察到什么现象？ 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 设置的问题情境：（ 1）从化学键角度分析，化学反应的本质是什么？(2)化学反应过程中，放出的能量来自哪里？（ 3）你是怎样理解 “各种物质都储存有化学能 ”这句话的？(4)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？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教材图 21 设置新的问题情境：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。 生成物总能量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 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 21 、 22 并设置问题情境 引导学生观察与分析 ：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？ 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 1.你 观 察到了什么？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， Zn失去的 电 子 为 什么不直接 传递给 溶液中的 H+？4.导线 上有什么看不 见 的事情 发 生？5.怎样证明导线上有电子通过？6.溶液中还有什么看不见的变化？7. 在 这 个 过 程中能量是如何 转 化的？8.如何用式子表示 Cu片和 Zn片上的 变 化 过 程？ 宏观微观符号锌极上为什么有气泡冒出？锌极上为什么有气泡冒出？案例 2 第 2节 化学能与电能 教学片段 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。 设置问题情境：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？ 案例 3 第 3节 化学反应的速率和限度 教学片段 参考 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 2-6交换实验顺序来演示，主要是考虑到学生通过实验 2-6明确 FeCl3是催化剂。 具体探