吉林省伊通满族自治县高中化学 第一章 化学反应与能量 第1节 化学反应与能量的变化教案 新人教版选修4

吉林省伊通满族自治县高中化学第一章化学反应与能量第1节化学反应与能量的变化教案新人教版选修4学校授课教师课时授课班级授课地点教具课程基本信息1.课程名称：化学反应与能量的变化

2.教学年级和班级：吉林省伊通满族自治县高中，选修4班级

3.授课时间：2022年10月10日

4.教学时数：45分钟核心素养目标1.理解化学反应与能量变化的关系，提升科学思维能力。

2.掌握化学反应中能量守恒的原理，增强实证主义精神。

3.能够运用化学反应与能量变化的知识解决实际问题，提高问题解决能力。

4.培养对化学科学的兴趣与探究精神，提升学科情感。教学难点与重点```

三、教学难点与重点

1.教学重点

-化学反应中的能量变化原理：理解化学反应如何引起能量的吸收或释放。

-举例：燃烧反应中的能量释放，光合作用中的能量吸收。

-能量守恒定律的应用：能够运用能量守恒定律解释化学反应中的能量变化。

-举例：计算反应前后的能量差，分析放热或吸热反应。

-热化学方程式的书写与解读：掌握热化学方程式的基本规则，能够正确书写和解读。

-举例：反应热的计算，标准生成焓的定义。

-化学反应速率与能量的关系：理解反应速率与反应物能量之间的联系。

-举例：活化能的概念，碰撞理论的基本原理。

2.教学难点

-能量量子化的理解：能量的吸收和释放不是连续的，而是以量子的形式进行的。

-难点分析：学生可能难以理解能量量子化的概念，需要通过实例和图示来辅助说明。

-熵增原理的应用：理解熵增原理并能够应用于实际系统的能量变化分析。

-难点分析：熵增原理抽象且难以直观理解，需要通过实际案例和熵的计算来加深理解。

-化学反应动力学：掌握化学反应速率与反应物浓度的关系，理解零级、一级和二级反应速率方程。

-难点分析：动力学理论较为复杂，学生可能难以把握不同级别反应速率的变化规律。

-能量变化与反应路径的关系：理解反应路径对能量变化的影响，以及活化能的概念。

-难点分析：学生可能难以理解为何某些反应路径比其他路径能量更低，需要通过图解和实际案例来解释。

```教学方法与策略1.教学方法

-互动讲授：结合实例和动画，通过讲授法向学生阐述能量守恒、反应热等核心概念。

-例如：使用PPT展示燃烧反应的能量释放过程，引导学生理解能量变化。

-案例研究：分析具体的化学反应实例，让学生通过小组讨论的方式探讨能量变化的原因。

-例如：选取光合作用和呼吸作用作为案例，让学生分析两个过程中能量的吸收与释放。

-项目导向学习：设计能量变化相关的项目，让学生通过实验和数据分析来探究能量变化。

-例如：学生设计实验测量不同反应物的燃烧热，并分析结果。

2.教学活动

-角色扮演：学生分组扮演化学反应中的分子，通过模拟反应过程来理解能量变化。

-例如：学生扮演氢气和氧气分子，模拟燃烧反应的过程。

-实验操作：在实验室进行化学反应实验，让学生通过观察和记录数据来理解能量变化。

-例如：进行酸碱中和实验，测量反应前后的温度变化，从而理解反应热。

-游戏设计：设计能量变化相关的互动游戏，让学生在游戏中理解和掌握能量守恒定律。

-例如：设计一个模拟太阳能电池板的游戏，让学生了解能量转化的过程。

3.教学媒体和资源

-PPT：使用PPT展示化学反应过程的动画、图表和案例，增强学生的视觉理解。

-例如：使用PPT展示化学反应的热量变化图，让学生直观理解放热和吸热反应。

-视频：播放相关的教学视频，如化学实验操作视频、能量变化的原理讲解视频等。

-例如：播放一个关于燃烧反应实验操作的视频，帮助学生理解实验过程和能量变化。

-在线工具：利用在线模拟工具或互动平台，让学生进行虚拟实验和能量计算练习。

-例如：使用在线能量计算器，让学生练习计算不同化学反应的能量变化。教学流程五、教学流程

1.导入新课（5分钟）

-通过一个简单的互动提问来引入话题，例如：“我们能从化学反应中得到能量吗？如果可以，这是如何发生的？”让学生思考并激发他们的好奇心。

-展示一个生活中的能量转化的例子，如烧水时火焰的热量，让学生意识到能量变化的存在。

-明确本节课的学习目标，即通过探究化学反应与能量变化的关系，加深对能量守恒定律的理解。

2.新课讲授（15分钟）

-讲授化学反应中的能量变化原理，解释放热反应和吸热反应的概念，并通过具体的化学方程式进行说明。

-引入热化学方程式的概念，讲解如何通过热化学方程式来表示化学反应中的能量变化，并给出示例。

-探讨化学反应速率与能量的关系，解释活化能的概念，并通过图解展示反应速率与活化能之间的关系。

3.实践活动（10分钟）

-分组进行实验，测量不同反应物的燃烧热，并记录数据，让学生通过实践来理解化学反应中的能量变化。

-使用在线能量计算器，让学生练习计算不同化学反应的能量变化，加深对能量守恒定律的理解。

-分析实验结果，让学生通过讨论来解释实验中观察到的能量变化现象。

4.学生小组讨论（10分钟）

-学生分组讨论，探讨熵增原理在实际系统中的应用，例如解释为什么冰在水中溶解时熵增加。

-分析生活中的能量转化实例，如太阳能电池的工作原理，让学生通过案例来理解能量转化的过程。

-讨论化学反应路径对能量变化的影响，举例说明为什么某些反应路径比其他路径能量更低。

5.总结回顾（5分钟）

-回顾本节课的核心内容，强调化学反应与能量变化的关系，以及能量守恒定律的重要性。

-让学生总结他们从实验和讨论中学到的知识，并分享他们的见解和理解。

-留下思考题，鼓励学生在课后继续思考和探究能量变化的相关问题。

总用时：45分钟

```知识点梳理1.化学反应与能量变化的关系：理解化学反应如何引起能量的吸收或释放，举例说明放热反应和吸热反应。

2.能量守恒定律的应用：掌握能量守恒定律并能够运用它来解释化学反应中的能量变化，如燃烧反应、光合作用等。

3.热化学方程式的书写与解读：掌握热化学方程式的基本规则，能够正确书写和解读热化学方程式，理解标准生成焓、反应热等概念。

4.化学反应速率与能量的关系：理解反应速率与反应物能量之间的联系，掌握活化能的概念以及碰撞理论的基本原理。

5.熵增原理的应用：理解熵增原理并能够应用于实际系统的能量变化分析，如解释冰在水中溶解时熵增加的原因。

6.化学反应动力学：掌握化学反应速率与反应物浓度的关系，理解零级、一级和二级反应速率方程，掌握反应速率与反应路径的关系。

7.能量变化与反应路径的关系：理解反应路径对能量变化的影响，掌握活化能的概念以及图解展示反应速率与活化能之间的关系。

8.实验操作与数据分析：掌握实验操作技能，能够进行化学反应实验并准确记录数据，通过实验结果来验证能量守恒定律。

9.生活案例分析：通过分析生活中的能量转化实例，如太阳能电池的工作原理，加深对能量转化的理解和认识。

10.问题解决能力培养：通过解决实际问题，如能量变化的计算题、实验数据分析题等，培养学生的问题解决能力和实证主义精神。

11.学科情感与兴趣培养：培养对化学科学的兴趣与探究精神，激发学生对能量变化相关知识的好奇心和探索欲。

12.科学思维能力的培养：通过理解化学反应与能量变化的关系，培养学生的科学思维能力，提高他们的逻辑推理和分析能力。课后作业1.根据课本中的例题，完成至少五个有关化学反应与能量变化的练习题，包括计算题和分析题。

题目1：计算以下反应的反应热（单位：kJ/mol）：

a)2H2(g)+O2(g)→2H2O(l)

b)C(s)+O2(g)→CO2(g)

题目2：分析以下反应的能量变化：

a)燃烧反应：燃料+O2→CO2+H2O

b)光合作用：6CO2+6H2O→C6H12O6+6O2

题目3：根据实验数据，计算反应物的燃烧热。

实验数据：2g甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水，放出热量890kJ。

题目4：解释熵增原理在实际系统中的应用，给出一个生活实例。

题目5：分析以下化学反应路径的能量变化，并解释为什么某些路径比其他路径能量更低。

反应：A+B→C

路径1：A+B→D→C

路径2：A→E→B→C

答案：

题目1：

a)-571.6kJ/mol

b)-393.5kJ/mol

题目2：

a)燃烧反应是放热反应，因为燃料和氧气的能量高于生成的二氧化碳和水的能量。

b)光合作用是吸热反应，因为生成的葡萄糖和氧气能量高于反应物二氧化碳和水的能量。

题目3：

甲烷的燃烧热=890kJ/2g=445kJ/g

题目4：

熵增原理在实际系统中的应用实例：冰在水中溶解时熵增加，因为冰的有序结构转变为水的无序结构，熵值增加。

题目5：

路径1的能量变化=ΔH1

路径2的能量变化=ΔH2

由于路径1中存在中间产物D，其能量高于路径2中的中间产物E，因此路径1的能量变化更低。板书设计1.化学反应与能量变化的关系

-放热反应与吸热反应

-能量守恒定律的应用

-热化学方程式的书写与解读

2.反应热与反应物、生成物的能量关系

-反应热的计算方法

-标准生成焓的概念

-反应热与反应条件的关系

3.化学反应速率与能量的关系

-活化能的概念

-碰撞理论的基本原理

-反应速率与反应物浓度的关系

4.熵增原理的应用

-熵增原理的定义与解释

-熵增原理在实际系统中的应用实例

-熵与混乱度的关系

5.能量变化与反应路径的关系

-活化能与反应路径的关系

-图解展示反应速率与活化能之间的关系

-反应路径选择对能量变化的影响

6.实验操作与数据分析

-实验操作步骤与注意事项

-数据记录与处理方法

-实验结果与能量守恒定律的验证

7.生活案例分析

-太阳能电池的工作原理

-燃料燃烧与能量转化的关系

-节能减排与可持续发展的联系

8.问题解决能力培养与学科情感培养

-能量变化计算题的解决方法

-实验数据分析题的解决方法

-学科情感的培养与兴趣的激发

板书设计要求：

1.清晰列出本节课的核心知识点，便于学生抓住重点。

2.使用简洁明了的语言，避免冗长的解释。

3.采用图形、符号、颜色等元素，增加板书的趣味性和艺术性。

4.板书设计要具有启发性，引导学生主动思考和探究。

5.板书设计要适应学生的视觉认知，突出重点，避免过于复杂。教学评价与反馈1.课堂表现（5分钟）

-观察学生在课堂上的参与度，包括提问、回答问题、小组讨论等。

-评估学生对化学反应与能量变化概念的理解程度，如放热反应、吸热反应、能量守恒定律等。

-评价学生在实验操作中的技能掌握情况，如实验操作步骤、数据记录和处理等。

2.小组讨论成果展示（5分钟）

-学生小组展示讨论成果，如熵增原理在实际系统中的应用、能量变化与反应路径的关系等。

-评价学生小组讨论的深度和广度，以及成员之间的合作和交流能力。

-评估学生对讨论主题的理解程度，以及他们能够将理论知识应用于实际问题的能力。

3.随堂测试（10分钟）

-设计随堂测试题目，包括计算题、分析题和应用题，测试学生对化学反应与能量变化相关知识点的掌握程度。

-评估学生对热化学方程式、反应热计算、活化能概念等核心知识点的理解。

-观察学生解决问题的能力，包括分析问题、应用理论和得出结论等。

4.实验操作与数据分析（5分钟）

-评价学生在实验操作中的技能掌握情况，如实验操作步骤、数据记录和处理等。

-观察学生对实验结果的分析和解释能力，以及他们能够将实验数据与能量守恒定律相结合的能力。

-评估学生对实验结果的批判性思维和问题解决能力。

5.教师评价与反馈（5分钟）

-教师对学生在课堂表现、小组讨论成果展示、随堂测试和实验操作与数据分析等方面的表现进行综合评价。

-教师向学生提供具体的反馈，包括对学生的优点和需要改进的地方进行指出。

-教师鼓励学生继续努力，并提出进一步的学习建议和指导。

总用时：20分钟

```教学反思今天这节课，我主要教授了化学反应与能量变化的关系，包括放热反应和吸热反应的概念，能量守恒定律的应用，以及热化学方程式的书写与解读。在教学过程中，我采用了互动讲授、案例研究、实验操作等多种教学方法，旨在提高学生的参与度和理解程度。

在课堂表现方面，我发现大多数学生能够积极参与讨论，对化学反应与能量变化的概念表现出浓厚的兴趣。然而，我发现部分学生在理解能量守恒定律的应用时存在一定困难，特别是在计算反应热的题目上。因此，我决定在今后的教学中，更加注重对能量守恒定律的讲解和练习，以帮助学生更好地理解和掌握这一重要概念。

在小组讨论成果展示方面，我发现学生们通过小组合作，能够深入探讨熵增原理在实际系统中的应用，以及能量变化与反应路径的关系。这表明学生们能够将理论知识与实际问题相结合，培养了解决问题的能力。然而，我也注意到一些小组在展示过程中，