吉林省伊通滿族自治縣高中化學 第一章 化學反應與能量 第1節(jié) 化學反應與能量的變化教案 新人教版選修4

吉林省伊通滿族自治縣高中化學第一章化學反應與能量第1節(jié)化學反應與能量的變化教案新人教版選修4學校授課教師課時授課班級授課地點教具課程基本信息1.課程名稱：化學反應與能量的變化

2.教學年級和班級：吉林省伊通滿族自治縣高中，選修4班級

3.授課時間：2022年10月10日

4.教學時數(shù)：45分鐘核心素養(yǎng)目標1.理解化學反應與能量變化的關系，提升科學思維能力。

2.掌握化學反應中能量守恒的原理，增強實證主義精神。

3.能夠運用化學反應與能量變化的知識解決實際問題，提高問題解決能力。

4.培養(yǎng)對化學科學的興趣與探究精神，提升學科情感。教學難點與重點```

三、教學難點與重點

1.教學重點

-化學反應中的能量變化原理：理解化學反應如何引起能量的吸收或釋放。

-舉例：燃燒反應中的能量釋放，光合作用中的能量吸收。

-能量守恒定律的應用：能夠運用能量守恒定律解釋化學反應中的能量變化。

-舉例：計算反應前后的能量差，分析放熱或吸熱反應。

-熱化學方程式的書寫與解讀：掌握熱化學方程式的基本規(guī)則，能夠正確書寫和解讀。

-舉例：反應熱的計算，標準生成焓的定義。

-化學反應速率與能量的關系：理解反應速率與反應物能量之間的聯(lián)系。

-舉例：活化能的概念，碰撞理論的基本原理。

2.教學難點

-能量量子化的理解：能量的吸收和釋放不是連續(xù)的，而是以量子的形式進行的。

-難點分析：學生可能難以理解能量量子化的概念，需要通過實例和圖示來輔助說明。

-熵增原理的應用：理解熵增原理并能夠應用于實際系統(tǒng)的能量變化分析。

-難點分析：熵增原理抽象且難以直觀理解，需要通過實際案例和熵的計算來加深理解。

-化學反應動力學：掌握化學反應速率與反應物濃度的關系，理解零級、一級和二級反應速率方程。

-難點分析：動力學理論較為復雜，學生可能難以把握不同級別反應速率的變化規(guī)律。

-能量變化與反應路徑的關系：理解反應路徑對能量變化的影響，以及活化能的概念。

-難點分析：學生可能難以理解為何某些反應路徑比其他路徑能量更低，需要通過圖解和實際案例來解釋。

```教學方法與策略1.教學方法

-互動講授：結合實例和動畫，通過講授法向學生闡述能量守恒、反應熱等核心概念。

-例如：使用PPT展示燃燒反應的能量釋放過程，引導學生理解能量變化。

-案例研究：分析具體的化學反應實例，讓學生通過小組討論的方式探討能量變化的原因。

-例如：選取光合作用和呼吸作用作為案例，讓學生分析兩個過程中能量的吸收與釋放。

-項目導向學習：設計能量變化相關的項目，讓學生通過實驗和數(shù)據(jù)分析來探究能量變化。

-例如：學生設計實驗測量不同反應物的燃燒熱，并分析結果。

2.教學活動

-角色扮演：學生分組扮演化學反應中的分子，通過模擬反應過程來理解能量變化。

-例如：學生扮演氫氣和氧氣分子，模擬燃燒反應的過程。

-實驗操作：在實驗室進行化學反應實驗，讓學生通過觀察和記錄數(shù)據(jù)來理解能量變化。

-例如：進行酸堿中和實驗，測量反應前后的溫度變化，從而理解反應熱。

-游戲設計：設計能量變化相關的互動游戲，讓學生在游戲中理解和掌握能量守恒定律。

-例如：設計一個模擬太陽能電池板的游戲，讓學生了解能量轉化的過程。

3.教學媒體和資源

-PPT：使用PPT展示化學反應過程的動畫、圖表和案例，增強學生的視覺理解。

-例如：使用PPT展示化學反應的熱量變化圖，讓學生直觀理解放熱和吸熱反應。

-視頻：播放相關的教學視頻，如化學實驗操作視頻、能量變化的原理講解視頻等。

-例如：播放一個關于燃燒反應實驗操作的視頻，幫助學生理解實驗過程和能量變化。

-在線工具：利用在線模擬工具或互動平臺，讓學生進行虛擬實驗和能量計算練習。

-例如：使用在線能量計算器，讓學生練習計算不同化學反應的能量變化。教學流程五、教學流程

1.導入新課（5分鐘）

-通過一個簡單的互動提問來引入話題，例如：“我們能從化學反應中得到能量嗎？如果可以，這是如何發(fā)生的？”讓學生思考并激發(fā)他們的好奇心。

-展示一個生活中的能量轉化的例子，如燒水時火焰的熱量，讓學生意識到能量變化的存在。

-明確本節(jié)課的學習目標，即通過探究化學反應與能量變化的關系，加深對能量守恒定律的理解。

2.新課講授（15分鐘）

-講授化學反應中的能量變化原理，解釋放熱反應和吸熱反應的概念，并通過具體的化學方程式進行說明。

-引入熱化學方程式的概念，講解如何通過熱化學方程式來表示化學反應中的能量變化，并給出示例。

-探討化學反應速率與能量的關系，解釋活化能的概念，并通過圖解展示反應速率與活化能之間的關系。

3.實踐活動（10分鐘）

-分組進行實驗，測量不同反應物的燃燒熱，并記錄數(shù)據(jù)，讓學生通過實踐來理解化學反應中的能量變化。

-使用在線能量計算器，讓學生練習計算不同化學反應的能量變化，加深對能量守恒定律的理解。

-分析實驗結果，讓學生通過討論來解釋實驗中觀察到的能量變化現(xiàn)象。

4.學生小組討論（10分鐘）

-學生分組討論，探討熵增原理在實際系統(tǒng)中的應用，例如解釋為什么冰在水中溶解時熵增加。

-分析生活中的能量轉化實例，如太陽能電池的工作原理，讓學生通過案例來理解能量轉化的過程。

-討論化學反應路徑對能量變化的影響，舉例說明為什么某些反應路徑比其他路徑能量更低。

5.總結回顧（5分鐘）

-回顧本節(jié)課的核心內容，強調化學反應與能量變化的關系，以及能量守恒定律的重要性。

-讓學生總結他們從實驗和討論中學到的知識，并分享他們的見解和理解。

-留下思考題，鼓勵學生在課后繼續(xù)思考和探究能量變化的相關問題。

總用時：45分鐘

```知識點梳理1.化學反應與能量變化的關系：理解化學反應如何引起能量的吸收或釋放，舉例說明放熱反應和吸熱反應。

2.能量守恒定律的應用：掌握能量守恒定律并能夠運用它來解釋化學反應中的能量變化，如燃燒反應、光合作用等。

3.熱化學方程式的書寫與解讀：掌握熱化學方程式的基本規(guī)則，能夠正確書寫和解讀熱化學方程式，理解標準生成焓、反應熱等概念。

4.化學反應速率與能量的關系：理解反應速率與反應物能量之間的聯(lián)系，掌握活化能的概念以及碰撞理論的基本原理。

5.熵增原理的應用：理解熵增原理并能夠應用于實際系統(tǒng)的能量變化分析，如解釋冰在水中溶解時熵增加的原因。

6.化學反應動力學：掌握化學反應速率與反應物濃度的關系，理解零級、一級和二級反應速率方程，掌握反應速率與反應路徑的關系。

7.能量變化與反應路徑的關系：理解反應路徑對能量變化的影響，掌握活化能的概念以及圖解展示反應速率與活化能之間的關系。

8.實驗操作與數(shù)據(jù)分析：掌握實驗操作技能，能夠進行化學反應實驗并準確記錄數(shù)據(jù)，通過實驗結果來驗證能量守恒定律。

9.生活案例分析：通過分析生活中的能量轉化實例，如太陽能電池的工作原理，加深對能量轉化的理解和認識。

10.問題解決能力培養(yǎng)：通過解決實際問題，如能量變化的計算題、實驗數(shù)據(jù)分析題等，培養(yǎng)學生的問題解決能力和實證主義精神。

11.學科情感與興趣培養(yǎng)：培養(yǎng)對化學科學的興趣與探究精神，激發(fā)學生對能量變化相關知識的好奇心和探索欲。

12.科學思維能力的培養(yǎng)：通過理解化學反應與能量變化的關系，培養(yǎng)學生的科學思維能力，提高他們的邏輯推理和分析能力。課后作業(yè)1.根據(jù)課本中的例題，完成至少五個有關化學反應與能量變化的練習題，包括計算題和分析題。

題目1：計算以下反應的反應熱（單位：kJ/mol）：

a)2H2(g)+O2(g)→2H2O(l)

b)C(s)+O2(g)→CO2(g)

題目2：分析以下反應的能量變化：

a)燃燒反應：燃料+O2→CO2+H2O

b)光合作用：6CO2+6H2O→C6H12O6+6O2

題目3：根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，計算反應物的燃燒熱。

實驗數(shù)據(jù)：2g甲烷完全燃燒生成二氧化碳和水，放出熱量890kJ。

題目4：解釋熵增原理在實際系統(tǒng)中的應用，給出一個生活實例。

題目5：分析以下化學反應路徑的能量變化，并解釋為什么某些路徑比其他路徑能量更低。

反應：A+B→C

路徑1：A+B→D→C

路徑2：A→E→B→C

答案：

題目1：

a)-571.6kJ/mol

b)-393.5kJ/mol

題目2：

a)燃燒反應是放熱反應，因為燃料和氧氣的能量高于生成的二氧化碳和水的能量。

b)光合作用是吸熱反應，因為生成的葡萄糖和氧氣能量高于反應物二氧化碳和水的能量。

題目3：

甲烷的燃燒熱=890kJ/2g=445kJ/g

題目4：

熵增原理在實際系統(tǒng)中的應用實例：冰在水中溶解時熵增加，因為冰的有序結構轉變?yōu)樗臒o序結構，熵值增加。

題目5：

路徑1的能量變化=ΔH1

路徑2的能量變化=ΔH2

由于路徑1中存在中間產(chǎn)物D，其能量高于路徑2中的中間產(chǎn)物E，因此路徑1的能量變化更低。板書設計1.化學反應與能量變化的關系

-放熱反應與吸熱反應

-能量守恒定律的應用

-熱化學方程式的書寫與解讀

2.反應熱與反應物、生成物的能量關系

-反應熱的計算方法

-標準生成焓的概念

-反應熱與反應條件的關系

3.化學反應速率與能量的關系

-活化能的概念

-碰撞理論的基本原理

-反應速率與反應物濃度的關系

4.熵增原理的應用

-熵增原理的定義與解釋

-熵增原理在實際系統(tǒng)中的應用實例

-熵與混亂度的關系

5.能量變化與反應路徑的關系

-活化能與反應路徑的關系

-圖解展示反應速率與活化能之間的關系

-反應路徑選擇對能量變化的影響

6.實驗操作與數(shù)據(jù)分析

-實驗操作步驟與注意事項

-數(shù)據(jù)記錄與處理方法

-實驗結果與能量守恒定律的驗證

7.生活案例分析

-太陽能電池的工作原理

-燃料燃燒與能量轉化的關系

-節(jié)能減排與可持續(xù)發(fā)展的聯(lián)系

8.問題解決能力培養(yǎng)與學科情感培養(yǎng)

-能量變化計算題的解決方法

-實驗數(shù)據(jù)分析題的解決方法

-學科情感的培養(yǎng)與興趣的激發(fā)

板書設計要求：

1.清晰列出本節(jié)課的核心知識點，便于學生抓住重點。

2.使用簡潔明了的語言，避免冗長的解釋。

3.采用圖形、符號、顏色等元素，增加板書的趣味性和藝術性。

4.板書設計要具有啟發(fā)性，引導學生主動思考和探究。

5.板書設計要適應學生的視覺認知，突出重點，避免過于復雜。教學評價與反饋1.課堂表現(xiàn)（5分鐘）

-觀察學生在課堂上的參與度，包括提問、回答問題、小組討論等。

-評估學生對化學反應與能量變化概念的理解程度，如放熱反應、吸熱反應、能量守恒定律等。

-評價學生在實驗操作中的技能掌握情況，如實驗操作步驟、數(shù)據(jù)記錄和處理等。

2.小組討論成果展示（5分鐘）

-學生小組展示討論成果，如熵增原理在實際系統(tǒng)中的應用、能量變化與反應路徑的關系等。

-評價學生小組討論的深度和廣度，以及成員之間的合作和交流能力。

-評估學生對討論主題的理解程度，以及他們能夠將理論知識應用于實際問題的能力。

3.隨堂測試（10分鐘）

-設計隨堂測試題目，包括計算題、分析題和應用題，測試學生對化學反應與能量變化相關知識點的掌握程度。

-評估學生對熱化學方程式、反應熱計算、活化能概念等核心知識點的理解。

-觀察學生解決問題的能力，包括分析問題、應用理論和得出結論等。

4.實驗操作與數(shù)據(jù)分析（5分鐘）

-評價學生在實驗操作中的技能掌握情況，如實驗操作步驟、數(shù)據(jù)記錄和處理等。

-觀察學生對實驗結果的分析和解釋能力，以及他們能夠將實驗數(shù)據(jù)與能量守恒定律相結合的能力。

-評估學生對實驗結果的批判性思維和問題解決能力。

5.教師評價與反饋（5分鐘）

-教師對學生在課堂表現(xiàn)、小組討論成果展示、隨堂測試和實驗操作與數(shù)據(jù)分析等方面的表現(xiàn)進行綜合評價。

-教師向學生提供具體的反饋，包括對學生的優(yōu)點和需要改進的地方進行指出。

-教師鼓勵學生繼續(xù)努力，并提出進一步的學習建議和指導。

總用時：20分鐘

```教學反思今天這節(jié)課，我主要教授了化學反應與能量變化的關系，包括放熱反應和吸熱反應的概念，能量守恒定律的應用，以及熱化學方程式的書寫與解讀。在教學過程中，我采用了互動講授、案例研究、實驗操作等多種教學方法，旨在提高學生的參與度和理解程度。

在課堂表現(xiàn)方面，我發(fā)現(xiàn)大多數(shù)學生能夠積極參與討論，對化學反應與能量變化的概念表現(xiàn)出濃厚的興趣。然而，我發(fā)現(xiàn)部分學生在理解能量守恒定律的應用時存在一定困難，特別是在計算反應熱的題目上。因此，我決定在今后的教學中，更加注重對能量守恒定律的講解和練習，以幫助學生更好地理解和掌握這一重要概念。

在小組討論成果展示方面，我發(fā)現(xiàn)學生們通過小組合作，能夠深入探討熵增原理在實際系統(tǒng)中的應用，以及能量變化與反應路徑的關系。這表明學生們能夠將理論知識與實際問題相結合，培養(yǎng)了解決問題的能力。然而，我也注意到一些小組在展示過程中，