浙江省丽水中学杨广斌.ppt

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1、浙江省丽水中学 杨广斌,化学2 专题2 “ 化学反应与能量变化”教学建议,,一、专题2教材分析,二、专题2教学要求解读,三、专题2教学建议,一、专题2教材分析,本专题分为以下四个单元编排,第一单元 化学反应速率与反应限度,第二单元 化学反应中的热量,第三单元 化学能与电能的转化,第四单元 太阳能、生物质能和氢能的利用,编写思路： 教材首先从动力学的角度简单分析了化学反应的快慢和反应的限度（第一单元），然后从热力学的角度简述化学反应中的能量变化（第二单元），并结合化学能与电能相互转化，联系新能源的开发和利用，阐述了能源科学发展与化学学科的关系（第三单元和第四单元）。,一、专题2教材分析,内容特点

2、： 教材从生产、生活事例出发，通过实验探究，帮助学生了解化学反应的速率、限度，反应中的能量转化及其应用。化学反应与能量的转化的教学，不仅承担着本专题具体化学知识的教学任务，还具有整合、发展学生对化学反应认识的作用。通过本专题的学习，学生将初步能够从宏观与微观、定性与定量、快慢与限度、本质与现象、积极应用与负面影响、能量转化等方面，多角度、多层面地认识化学反应-促进学生对物质变化的完整认识。,一、专题2教材分析,特点 ：通过生产、生活现象与实验事实的概括、抽象形成结论,一、专题2教材分析 -第一单元教材内容,特点：从生产生活中的现象引出问题，通过讨论分析获得知识，再应用于生产生活实际,一、专题2

3、教材分析 -第二单元教材内容,特点：从生活经验引出课题，通过实验分析了解基本原理和原理的实际应用,一、专题2教材分析 -第三单元教材内容,特点：从社会热点问题讨论分析了解太阳能、生物质能的利用方式，了解氢能的获得与利用途径,一、专题2教材分析 -第四单元教材内容,二、专题2教学要求解读,总体情况： 课程标准关于化学反应能量及化学反应速率与限度的内容在初中自然科学、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的形态。 根据课程标准，关于化学反应中能量变化的原因，在此只指出了化学键的断裂和形成是其

4、主要原因，并笼统地将反应吸收或放出能量归结为反应物的总能量与生成物的总能量的相对高低，同时要求知道化学能与电能是可以相互转化的，并在生产和生活中有广泛的应用，但不予深究。,二、专题2教学要求解读,第一单元 化学反应速率与反应限度,二、专题2教学要求解读,第一单元 化学反应速率与反应限度,二、专题2教学要求解读,第一单元 化学反应速率与反应限度,二、专题2教学要求解读 -第一单元教学要求,二、专题2教学要求解读 -第一单元教学要求,化学反应速率及其影响因素，是通过实例和实验使学生形成初步的认识，有关计算只要求根据反应速率的表示方法进行简单的求算，不涉及同一反应中不同物质间反应速率的相互换算。外界

5、因素对反应速率的影响是通过实验和生活体验感性地说明的，只要能解释一些简单的问题就可以了，不要求从活化分子、有效碰撞等概念来理解。化学反应的限度虽涉及了反应的“可逆性”及“平衡状态”，但只要知道可逆反应有一定的限度，反应物不能完全转化为生成物，化学平衡状态下化学反应仍在进行，条件改变时，原化学平衡状态会被破坏，并能形成新的平衡，未从原理的、定义的高度予以重点讨论，不要求介绍化学平衡状态的特征和影响平衡的因素。,二、专题2教学要求解读,第二单元 化学反应中的热量,二、专题2教学要求解读,第二单元 化学反应中的热量,二、专题2教学要求解读,第二单元 化学反应中的热量,二、专题2教学要求解读,第二单元

6、 化学反应中的热量,二、专题2教学要求解读 -第二单元教学要求,认识化学反应的能量变化并不等同于化学反应中热量的释放与吸收。化学反应中的能量变化可以不同的形式呈现-热、光、电等。 对于化学反应中能量的变化从下列四个方面来要求：理解反应物总能量和生成物总能量变化与吸热反应和放热反应的关系；知道化学键的断裂与形成是化学反应中能量变化的主要原因；能用化学键的键能计算化学反应中能量的变化；根据可逆反应概念知道正、逆反应能量变化的关系。 热化学方程式要求会书写，并能利用热化学方程式直接进行简单计算（不涉及盖斯定律），不引入燃烧热、中和热、焓变等概念。,二、专题2教学要求解读 -第三单元教学要求,二、专题

7、2教学要求解读 -第三单元教学要求,二、专题2教学要求解读 -第三单元教学要求,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，以及化学能直接转化为电能的装置化学电池，电能直接转化为化学能的装置电解池，考虑其应用的广泛性和学习的阶段性。本单元知识的学习，只要求学生了解化学能与电能可以相互转化，能设计简易的原电池和电解池实验，知道这种转化的实际应用，并能写出电极反应方程式，同时也可更好地理解化学1中电解氯化钠水溶液的知识，但不要求上升为规律性的知识（电极反应中离子的放电顺序、活泼电极和憜性电极等）；通过介绍新型电池（如银锌纽扣子电池、燃料电池等）主要让学生体验化学电池的改进与

8、创新，初步形成科学技术的发展观，除铅蓄电池、和氢氧燃料电池外不要求介绍反应原理。,二、专题2教学要求解读 -第三单元教学要求,二、专题2教学要求解读 -第四单元教学要求,二、专题2教学要求解读 -第四单元教学要求,二、专题2教学要求解读 -第四单元教学要求,二、专题2教学要求解读 -第四单元 教学要求,本单元的知识比较浅显，但涉及的知识面广。这部分内容在课堂内不要讲解过深，过细和过多，应侧重于调动学生的学习兴趣和学习热情，引导学生充分利用课外教学资源进行学习，在课堂内建议选择由针对性的录像片断，具有说服力的图片，数据资料供学生观看和阅读，然后进行讨论和分析。同时，给学生一些学习问题和学习任务，

9、鼓励学生充分利用课外教学资源进行学习，如上网学习，去图书馆查阅资料，到社会上去调研，寻找日常生活中与能量有关的现象等，也可下发一些课后阅读资料，让学生分析并写出报告。,三、专题2的教学建议,1把握教材编写理念 -着眼于对学科知识的全面认识 2明确教材作用地位 -恰当把握概念原理知识的深广度 3关注基本概念形成 -注意概念学习中过程与方法指导 4利用教材各项栏 -创设问题情景倡导多元学习方式 5努力改进实验教学 -设计实验情景培养科学态度 6、改进作业习题编选 -研究作业试题的功能与质量,1把握教材编写理念 -着眼于对学科知识的全面认识,（1）将化学知识放到真实的物质及其变化的情境中学 习、把听

10、课、发问、质疑和多样的学习活动- 实验、探究、交流讨论、调查参观、资料收集加 工、自学等）结合起来; （2）第一单元、第二单元和第三单元从一定意义上理解，实际是对物质变化的进一步认识与提高。结合初中科学以及化学1的教学要求，通过对本单元的学习，从而使学生树立起物质变化的相对比较完整的认识。,1把握教材编写理念 -着眼于对学科知识的全面认识,对物质变化的认识:,1把握教材编写理念 -着眼于对学科知识的全面认识,化学反应方面的内容应当学习些什么？ （1）什么是化学反应？ （2）物质发生化学变化的本质是什么？ （3）怎样引起、控制、利用化学反应？ （4）怎样学习、研究化学反应？,案例1,联系生产、生

11、活、自然界中的化学现象，感悟化学反应的特征、现象、本质、类型、反应中的量变、质变与能量变化、反应的描述方法、反应在生产生活中的意义,认识两类反应发生的本质：核外电子的运动转移与得失；离子互换。外界条件对物质存在状态与物质间相互关系的影响,反应条件及其控制、反应速率与控制、反应程度及其控制，化学反应利用及其对社会的意义获得新物质、实现能量转化、合理利用自然资源、保护自然环境、维护生态平衡,观察、实验、探究反应规律、逻辑推理、数学方法，定性、定量研究,2明确教材作用地位 -恰当把握概念、原理、知识的深广度,（1）本专题起到了承上启下的作用， 打基础、留余地、减负担、长兴趣，提效益。 （2）本专题与

12、其它模块知识点的联系,化学反应限度、原电池反应、电解反应的学习要求 （1）知道在一定条件下可逆反应的进行有一定的限度，不能 进行到底； （2）初步了解什么是化学平衡状态，能从正逆反应速率的变 化来理解化学平衡状态的建立，认识化学平衡状态的建 立要有一定的条件，有一个过程。 （3）理解在一定条件化学能与电能可以相互转化； （4）初步认识原电池反应、电解反应简单原理-发生的条 件和基本装置、电极反应、总反应（不要求离子在电极 上的放电顺序，分析常见化学电源的电极反应）； （5）了解常见化学电源的类别、实例；能列举已学的电解反 应实例及其实际生产中的应用。 （6）能理解电解反应中电子转移数量与电解产

13、物数量间的关 系。,案例2,3关注基本概念形成 -注意概念学习中的过程与方法指导,（1）要关注概念的形成和发展过程。要通过合理的、 富有逻辑性的问题线索及各种直观证据帮助学生 构建概念。 （2）要关注概念、原理的应用。要让学生形成化学的 基本观点并能用于解决简单的化学问题，使学生 知道相关理论的研究对解决实际问题的价值。,（3）本单元中的概念、理论、方法等具体内容,原电池教学设计之一：,引言 ：物质发生化学变化时常伴有，等等。现在我们要来研究化学能是怎样转变为电能的。,活动与探究-认识化学能是怎样转化为电能的（学 生分组完成“活动与探究”中的实验）,分析与总结-根据实验探究师生分析总结原电池构

14、 成的条件和基本的工作原理,案例:两种不同理念下的原电池教学设计,图（a）:,原电池教学设计之二：,原电池的原理：较活泼的金属发生氧化反应，电子从较活泼的金属（负极）流向较不活泼的金属或石墨等（正极）。 负极： 较活泼的金属 两块相连接的电极 原电池的组成 正极：较不活泼的金属或石墨等 电解质溶液 问题： 下列装置属于原电池 在一块表面无锈的铁片上滴一大滴含酚酞的食盐水，放置一段时间后可以看到液滴周围逐渐呈现红色，并慢慢形成褐色的锈斑。试说明产生此现象的原因。,设计1引入课题后，直接进行“活动与探究”来研究化学能是如何转化为电能的，然后通过分析、讨论得出原电池的组成和工作原理。,设计2从学生熟

15、悉的电池引入课题，根据能量的转化思想 引导学生分析电池是如何产生电流的？然后通过提出假设自主探索 交流讨论 应用创新等各教学环节 ， 得出原电池的组成和工作原理。,很显然，设计2的教学重点是原电池概念的形成，其教学过程更关注重概念的形成，关注过程与方法是新课程创导的教学理念。,思考：,例 化学反应速率的教学设计,在“化学反应速率”的教学时，在学完了相关的概念理论后，可以组织学生进行讨论，让学生利用所学原理解决实际问题：,1、人们为什么使用电冰箱储存食物？ 2、实验室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、实验室进行化学反应时，通常把一些固体物质溶于水配成溶

16、液再进行反应。原因是什么？ 4、实验室常用30%左右的硫酸溶液与锌粒反应制氢气，当反应进行一段时间后，气泡变得稀少了（锌粒有多余），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？,“化学能与热能、电能转化”专题的教学,案例3,（1）原电池反应系列实验：认识原电池反应的原理。 （2）资料阅读：认识日常生活中使用的一次、二次、燃 料电池。 （3）活动与探究：水果电池、燃料电池制作实验。 （4）活动与探究:回顾已学电解反应实例，观察CuCl2电 解实验。 （5）资料阅读：铜的电解精练。 （6）练习：从原电池反应原理认识电化腐蚀与电化学防 腐实例；了解铅蓄电池反应原理。

17、,4充分利用教材栏目编制 -创设问题情景倡导多元学习方式,（1）必修课程的教学不但要教给学生基础知识，还要教给学生科学的思想和方法。教师要明确高中化学必修课程领域内的科学方法要素，使科学方法的教学贯穿于整个教学过程之中。 （2）教材编写设计的丰富多彩的各种栏目共计160多个，蕴涵着教与学的方法，体现了课程的理念，有助于教师驾驭教学过程，改变学生的学习方式，调动学生学习的积极性。,分析教材 知识线索确定知识的深广度及呈现方式 活动线索确定教学过程的学生活动 资料线索选择合适的STS内容 分析学生 分析学生的认识脉络； 确定问题线索； 确定学生解决问题需要的证据；,补充内容：教学设计的几个环节,【

18、你知道吗】引导学生回顾已有知识，联系自己原有的经验，在新旧知识之间架起桥梁； 【活动与探究】让学生积极投身实践活动，在自主探究中享受发现的快乐。引导学生大胆猜测，设计方案，进行实验，收集材料，分析推理，得出结论； 【交流与讨论】设置一系列的问题情景，引导学生展开讨论，为学生充分表现聪明才智和丰富想象力提供机会。,补充内容：部分栏目的功能分析,化学2教材栏目设置情况,补充内容：新课程课堂教学设计的特点,【案例设计】-化学反应速率的教学（1）,案例5,【教学背景】（略） 【设计思路】 利用实验使学生建立起对影响化学反应速率因素的感性认识；通过对化学实验现象的分析来提升学生对影响化学反应速率因素的认

19、识；在分析化学反应速率影响因素的过程中，学习如何提出问题、收集、处理、分析事实得出结论、应用结论解决新问题。 【教学过程】 【情景创设】 利用影象资料或讲述生动的事例，使学生了解自然界或生产、生活中的化学反应的进行有快、慢之分 【提出问题】 怎样比较和判断反应的快慢？请提出你认为可行的方法，并进行实验。 【学生实验】 【教师补充讲解】 【讨论与交流】 学生发表各种看法， 如反应速率大小只能在比较中判断，单单判断一个反应快慢不行 【归纳与小结】 比较的方法可以帮助我们判断两种或几种化学反应速率的相对大小，但是要判断一种化学反应速率的大小，应当看该反应反应物在单位时间里减少的量或单位时间生成物增加

20、的量。由于反应都在一定的容器或一定体积的溶液中进行，反应物或生成物量的减少或增加可以通过容器或溶液中物质浓度的增加、减少来表示。,5努力反思并改进实验教学 -设计实验情景培养科学态度,（1）通过实验现象的观察认识物质的变化，增加帮助学生认识、体验物质及其变化过程的实验活动，设计能揭示变化规律和原理的简单实验。 （2）学习设计实验方案、控制实验条件、测定实验数据，来研究物质的性质与变化。,-化学反应速率的教学（2）,案例6-,（1）测定不同浓度过氧化氢溶液在同一催化剂作用下分解速率,（2）不同催化剂对同一浓度过氧化氢分解实验的对比,（3）测定6% 双氧水在氯化铜溶液催化下在反应开始后的不同时间段

21、里分解速率,-化学反应中的热量（创新实验）,案例7-,（1）用大铜片、镁带和加有重铬酸钾的稀硫酸溶液演示原电池实验， （2）学生自备的材料和实验室提供的灵敏电流计制作水果电池，检查电压和电流大小； （3）用经过简单处理的石墨电极电解KOH溶液，进行 燃料电池的实验。 （4）设计演示或学生实验，说明一定条件下许多化学反应具有可逆性。 如：检验氯水的成分、少量酸碱溶液对溴水颜色 的影响等,案例8-,-设计化学与电能转化的实验,6、改进作业习题的编选 -研究作业试题的功能与质量,化学习题与试题编制改革要求 （1）引导学生在新的实际情景中运用知识，分析、 解决问题; （2）通过练习进行思维能力的培养;

22、 （3）启迪学生通过实践活动和观察进行学习; （4）应用开放性习题，培养创造性思维; （5）练习探究活动方案设计与评价; （6）通过练习学会综合运用各学科知识解决问题。,补充内容：各类作业的功能分析,-对部分习题的设计与改造,案例9,1依据下表给出的双氧水分解的一组数据画出双氧水浓度随时间变化的曲线图，分析双氧水分解速率怎样随时间而变化？ 反应时间/h 0 2 4 6 8 H2O2浓度/mol.L-1 0.05 0.03 0.02 0.015 0.01 2. 乙炔气体在氧气中完全燃烧放出大量热，形成高温火焰（氧炔焰），可以用于焊接或切割钢板。焊接或切割钢板，氧气与乙炔的比例应如何控制？为什么？

23、乙炔气体在氧气中完全燃烧的热化学方程式是 C2H2（s）+ 5/2 O2（g）=2CO2（g）+ H2O（l） H = -1 298.3 kJmol-1 1kg乙炔在氧气中完全燃烧放出多少热量? 形成氧炔焰的焊枪，其气体出口是个双层管，氧气从内管、乙炔从外管喷出，在管口燃烧形成高温火焰。如果氧气从外管、乙炔从内管喷出，行吗？为什么？,3. 在一块表面无锈的铁片上滴一大滴含酚酞的食盐水，放置一段时间后可以看到液滴周围逐渐呈现红色，并慢慢形成褐色的锈斑，铁片发生电化学腐蚀。试用原电池反应的原理说明发生的现象，解释发生电化学腐蚀的原因。 4某次实验测定，汽油在汽缸内燃烧排放的废气成分（体积分数）如下

24、： 氮气 78% 二氧化碳 9% 一氧化碳 6% 氧气 4% 氢气 2% 烃 0.2% 氮的氧化物 大于0.05%-4% 二氧化硫 0.006% (另有少量水蒸气和炭黑) 试说明废气中含有氮气、二氧化碳、一氧化碳、氧气、氮的氧化物、二氧化硫的原因。,不妥之处，敬请包涵,谢谢,三、专题2教学方法建议,1、对于教学目标的把握,（1）知识与技能目标上的要求（略）,（2）过程与方法目标上的要求,本专题核心知识的学习一般先通过实验获得感性认识，再利用归纳、演绎等方法上升到理性认识，获得规律。因此，对于本部分知识的教学要重视化学实验的过程与方法，既要训练化学实验技能，更要培养科学研究方法。对于“影响化学反

25、应速率的因素”等半定量实验，学生还能通过探究活动体验变量控制思想在实验研究中的应用，以及定量实验（或半定量实验）研究与定性实验研究的区别与联系，将学生在已有基础上继续深化、发展其对实验方法的认识，提高学生利用实验研究问题的能力。,（3）情感态度与价值观目标上的要求,一是充分利用教材内容，如第二单元中最后的“拓展视野”栏目，介绍了合理利用化石燃料、提高化石燃料利用率的有关知识，能使学生体会本单元知识的价值。又如第四单元（太阳能、生物质能和氢能的利用）的内容，紧密联系社会热点问题和生产生活实际，与物理、生物等学科知识联系密切，对于复习巩固所学的学科知识、提高社会责任感、提高科学素养具有重要作用。,

26、二是在教学过程中，教师要注意从学生生活经验和已有知识出发设计教学过程，如在第三单元（化学能与电能的转化）的教学时，应该联系日常生活中经常应用的各种电池、电解实例和已学的知识，通过实验的观察、分析，帮助学生理解、掌握学习内容。体会化学与生产生活联系。,三是结合教学内容开展形式多样的教学活动。如围绕主题组织专题课堂讨论，走出去参观工厂、了解社会，写出考察报告，举办汇报会等，充分发挥学生的学习主动性，激发学生的求知识欲。,例 “化学反应中的热量变化” 的教学设计,学生阅读讨论：化学反应中的能量转化（化石燃料燃烧、闪电中氮氧化物的产生、化学电池、高炉炼铁、镁条燃烧等）示例图（P32）；列举能量转化实例,教师启发讲解：化学反应中能量转化的形式 分析物质反应过程中能量变化的原因,学生“活动与探究”：通过实验认识放热反应与吸热反应,学生“问题解决”：判断常见的反应是放热还是吸热反应 从键能的变化分析化学反应放热与吸热 分析可逆反应中正、逆反应能量变化的关 系,学生练习：怎样表示反放热、吸热,教师启发讲解：认识放热反应、吸热反应、热化学方程式书写及简单计算,学生知识应用：完成“问题解决” 自制化学暖袋、,