(教学设计)第6章 第1节 基础课时7 化学反应与热能2023-2024学年新教材高中化学必修第二册(人教版2019)

(教学设计)第6章第1节基础课时7化学反应与热能2023-2024学年新教材高中化学必修第二册(人教版2019)主备人备课成员课程基本信息1.课程名称：化学反应与热能

2.教学年级和班级：高中化学必修第二册

3.授课时间：2023-2024学年

4.教学时数：1课时（45分钟）核心素养目标本节课的核心素养目标为：提高学生的科学探究能力，培养学生的创新意识；强化学生的科学思维，提升学生运用化学知识解决实际问题的能力；培养学生对化学学科的兴趣和热情，增强学生的自我学习能力。通过本节课的学习，学生应能理解化学反应与热能之间的关系，掌握化学反应中的能量变化规律，并能运用所学知识分析和解决相关的实际问题。重点难点及解决办法重点：

1.化学反应与热能的关系

2.能量变化规律的运用

难点：

1.化学反应中能量变化的微观解释

2.实际问题中能量变化的计算与应用

解决办法：

1.通过实例分析和讨论，引导学生理解化学反应与热能的关系，如燃烧反应、中和反应等。

2.利用动画和模型演示，帮助学生理解化学反应中能量变化的微观过程。

3.提供实际问题案例，让学生运用能量变化规律进行计算和分析，如燃料完全燃烧释放的热量计算等。

4.组织小组讨论和分享，促进学生之间的交流与合作，共同解决难点问题。

5.提供详细的解题指导和练习题，帮助学生巩固所学知识，提高解题能力。学具准备多媒体课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学方法与手段教学方法：

1.探究式教学法：通过提出问题、引导学生进行实验和观察，激发学生的探究兴趣，培养学生的科学思维和解决问题的能力。

2.合作学习法：组织学生进行小组讨论和合作实验，促进学生之间的交流与合作，提高学生的团队协作能力和沟通能力。

3.案例教学法：提供实际问题案例，让学生运用所学知识进行分析和解决，培养学生的应用能力和实践能力。

教学手段：

1.多媒体教学：利用多媒体设备展示化学反应的动画和模型，生动形象地展示化学反应与热能的关系，帮助学生更好地理解微观过程。

2.在线教学平台：利用教学软件和在线平台，提供丰富的学习资源和解题指导，帮助学生自主学习，提高学习效果和效率。

3.实验教学：组织学生进行实验操作和观察，让学生亲身体验化学反应与热能的变化，增强学生的实践能力和科学探究能力。

4.互动式教学：利用提问、讨论、小组合作等方式，引导学生积极参与课堂活动，提高学生的思维能力和解决问题的能力。

5.评价与反馈：通过课堂提问、作业批改、小组评价等方式，及时了解学生的学习情况，给予针对性的指导和反馈，促进学生的持续发展。教学流程（一）课前准备（预计用时：5分钟）

学生预习：

发放预习材料，引导学生提前了解化学反应与热能的学习内容，标记出有疑问或不懂的地方。

设计预习问题，激发学生思考，为课堂学习化学反应与热能的内容做好准备。

教师备课：

深入研究教材，明确化学反应与热能教学目标和重难点。

准备教学用具和多媒体资源，确保化学反应与热能教学过程的顺利进行。

设计课堂互动环节，提高学生学习化学反应与热能的积极性。

（二）课堂导入（预计用时：3分钟）

激发兴趣：

提出问题或设置悬念，引发学生的好奇心和求知欲，引导学生进入化学反应与热能的学习状态。

回顾旧知：

简要回顾上节课学习的化学反应与热能的基本概念，帮助学生建立知识之间的联系。

提出问题，检查学生对旧知的掌握情况，为化学反应与热能新课学习打下基础。

（三）新课呈现（预计用时：25分钟）

知识讲解：

清晰、准确地讲解化学反应与热能的基本原理，结合实例帮助学生理解。

突出重点，强调难点，通过对比、归纳等方法帮助学生加深记忆。

互动探究：

设计小组讨论环节，让学生围绕化学反应与热能的问题展开讨论，培养学生的合作精神和沟通能力。

鼓励学生提出自己的观点和疑问，引导学生深入思考，拓展思维。

技能训练：

设计实践活动或实验，让学生在实践中体验化学反应与热能的应用，提高实践能力。

在化学反应与热能新课呈现结束后，对知识点进行梳理和总结。

强调重点和难点，帮助学生形成完整的知识体系。

（四）巩固练习（预计用时：5分钟）

随堂练习：

随堂练习题，让学生在课堂上完成，检查学生对化学反应与热能知识的掌握情况。

鼓励学生相互讨论、互相帮助，共同解决化学反应与热能问题。

错题订正：

针对学生在随堂练习中出现的错误，进行及时订正和讲解。

引导学生分析错误原因，避免类似错误再次发生。

（五）拓展延伸（预计用时：3分钟）

知识拓展：

介绍与化学反应与热能相关的拓展知识，拓宽学生的知识视野。

引导学生关注学科前沿动态，培养学生的创新意识和探索精神。

情感升华：

结合化学反应与热能的内容，引导学生思考学科与生活的联系，培养学生的社会责任感。

鼓励学生分享学习化学反应与热能的心得和体会，增进师生之间的情感交流。

（六）课堂小结（预计用时：2分钟）

简要回顾本节课学习的化学反应与热能的内容，强调重点和难点。

肯定学生的表现，鼓励他们继续努力。

布置作业：

根据本节课学习的化学反应与热能的内容，布置适量的课后作业，巩固学习效果。

提醒学生注意作业要求和时间安排，确保作业质量。知识点梳理本节课主要涉及以下知识点：

1.化学反应与能量的关系：化学反应过程中，反应物和生成物的总能量不同，差值称为反应热。化学反应可以是放热反应或吸热反应。

2.能量的单位：能量的单位有焦耳（J）、卡路里（cal）等，常用的是焦耳。

3.燃烧反应：燃烧反应是放热反应的一种，具有发光、发热的特点。燃烧反应中，燃料与氧气反应生成二氧化碳和水，同时释放能量。

4.中和反应：中和反应是酸碱反应的一种，是放热反应。在中和反应中，酸与碱反应生成盐和水，同时释放能量。

5.能量变化规律：化学反应中的能量变化遵循能量守恒定律，即反应物的总能量等于生成物的总能量。

6.反应热的计算：反应热可以根据反应物和生成物的标准摩尔焓变计算。反应热（ΔH）等于生成物的标准摩尔焓减去反应物的标准摩尔焓。

7.能量变化与反应速率的关系：一般情况下，反应速率与反应物浓度、温度、催化剂等因素有关。能量变化与反应速率的关系可以通过阿伦尼乌斯方程进行描述。

8.热能的利用：热能可以转化为机械能、电能等形式。例如，热机是将热能转化为机械能的装置，热电偶是将热能转化为电能的装置。

9.化学反应与热能的实际应用：化学反应在工业生产、环境保护、医药等领域有着广泛的应用。例如，燃烧反应在火力发电厂中用于产生蒸汽驱动发电机；中和反应在废水处理中用于去除有害物质。典型例题讲解本节课将讲解以下五个典型例题，以帮助学生更好地理解和掌握化学反应与热能的知识。

例题1：

燃烧反应是一种放热反应，请计算以下燃烧反应的热量变化。

甲烷(CH4)+2氧气(O2)→二氧化碳(CO2)+2水(H2O)

解答：

首先，我们需要知道甲烷、氧气、二氧化碳和水的标准摩尔焓变。根据表格，甲烷的standardenthalpyofformation(ΔHf°)为-74.8kJ/mol，氧气的ΔHf°为0kJ/mol，二氧化碳的ΔHf°为-393.4kJ/mol，水的ΔHf°为-285.8kJ/mol。

根据反应方程式，1mol甲烷燃烧生成1mol二氧化碳和2mol水。因此，反应热(ΔH)可以计算如下：

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，燃烧1mol甲烷放出的热量为-890.2kJ。

例题2：

某吸热反应的反应物总能量大于生成物总能量，请写出该反应的一个可能的热量变化表达式。

解答：

吸热反应意味着反应物的总能量大于生成物的总能量。因此，热量变化(ΔH)应为正值。一个可能的热量变化表达式如下：

ΔH=Σ(ΔHf°products)-Σ(ΔHf°reactants)

其中，Σ(ΔHf°products)是生成物的标准摩尔焓变之和，Σ(ΔHf°reactants)是反应物的标准摩尔焓变之和。

例题3：

请计算以下中和反应的热量变化：

盐酸(HCl)+氢氧化钠(NaOH)→水(H2O)+氯化钠(NaCl)

解答：

根据表格，盐酸的standardenthalpyofformation(ΔHf°)为-167.2kJ/mol，氢氧化钠的ΔHf°为-470.2kJ/mol，水的ΔHf°为-285.8kJ/mol，氯化钠的ΔHf°为0kJ/mol。

根据反应方程式，1mol盐酸和1mol氢氧化钠反应生成1mol水和1mol氯化钠。因此，反应热(ΔH)可以计算如下：

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，中和反应1mol盐酸和1mol氢氧化钠放出的热量为+151.6kJ。

例题4：

请计算以下化学反应的热量变化：

氮气(N2)+氢气(H2)→氨气(NH3)

解答：

根据表格，氮气的standardenthalpyofformation(ΔHf°)为0kJ/mol，氢气的ΔHf°为0kJ/mol，氨气的ΔHf°为-91.3kJ/mol。

根据反应方程式，1mol氮气和3mol氢气反应生成2mol氨气。因此，反应热(ΔH)可以计算如下：

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，化学反应1mol氮气和3mol氢气生成2mol氨气吸收的热量为+182.6kJ。

例题5：

请解释为什么二氧化碳溶于水是一个放热反应。

解答：

二氧化碳溶于水是一个放热反应，因为二氧化碳气体溶解在水中形成碳酸的过程释放出能量。这个过程可以通过以下化学反应方程式表示：

CO2(g)+H2O(l)→H2CO3(aq)

根据表格，二氧化碳的standardenthalpyofformation(ΔHf°)为-393.4kJ/mol，水的ΔHf°为-285.8kJ/mol，碳酸的ΔHf°为-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为负值，说明反应放出热量。因此，二氧化碳溶于水是一个放热反应。作业布置与反馈作业布置：

1.请学生完成以下练习题，以巩固化学反应与热能的知识：

(1)计算以下化学反应的热量变化：

甲烷(CH4)+2氧气(O2)→二氧化碳(CO2)+2水(H2O)

(2)请解释为什么二氧化碳溶于水是一个放热反应。

(3)计算以下中和反应的热量变化：

盐酸(HCl)+氢氧化钠(NaOH)→水(H2O)+氯化钠(NaCl)

(4)请计算以下燃烧反应的热量变化：

碳(C)+氧气(O2)→二氧化碳(CO2)

2.请学生设计一个实验，验证化学反应与热能的关系，并记录实验结果。

作业反馈：

1.对于练习题的批改，我会注意以下几个方面：

(1)计算题：检查学生是否正确计算出反应热，以及是否正确应用了标准摩尔焓变的数据。

(2)解释题：检查学生是否能够准确解释反应的热效应，以及是否能够使用正确的化学反应方程式。

(3)实验设计：检查学生是否能够设计一个合理的实验，以及实验结果是否能够支持化学反应与热能的