第二单元 化学反应中的能量教案设计范例

化学反应中的热量变化（一）教学设计

执教者：杨芙蓉

徐州市铜山中学

一、课程标准、教材及学生分析

1.课程标准与教材分析 本设计使用的教材是苏教版《化学2》，教学内容是专题2“化学反应与能量转化”中第二单元“化学反应中的热量变化”第一课时。对于这部分的教学，课程标准要求认识物质具有能量，知道化学反应可以实现化学能与其他能量形式的转化，认识吸热反应与放热反应，了解化学反应体系能量改变与化学键的断裂和形成有关。

本部分内容既是对初中所学化学能量的提升与拓展，又为后续要学习《化学反应原理》奠定知识基础，作为一条重要的知识主线贯穿整个高中化学教学。对教材内容教学顺序我做了些调整，热化学方程式放到了下一课时，能量变化原因提到这一节来。教材从日常生产、生活中的实例入手，让同学们感受化学反应中的能量变化，指出许多化学反应能量变化主要表现为热量放出与吸收。又通过实验探究认识和感受化学反应中热量变化，能识别常见的吸放热反应，最后从物质总能量和化学键的角度对化学反应中为什么总伴随有能量变化给出解释。

2.学生分析

关于化学反应与能量之间的关系，学生在初中化学中已经有所了解，在他们的生活经验中也有丰富的感性认识。同时通过学习一些物质性质（如生石灰）及化学反应，对通过实验判断化学反应过程中的热量变化有一定的认识，为本节的学习奠定了基础。以学生已有知识为平台，通过设置相关的实验，让学生在探究中学习，调动学生的学习热情，培养学生的学习兴趣。提供生产、生活中的应用实例，让学生认识学习本节的价值，感受化学对社会发展的重大贡献。

二、教学与评价目标

1. 教学目标

（1）通过实验探究感受化学反应中吸放热现象；形成吸热反应和放热反应的概念，并能识别常见的吸热

反应和放热反应。

（2）通过分析化学反应中能量变化的原因，初步学会从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。

（3）通过氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应装置改进及再设计活动，培养学生科学探究与创新意识，同时感受

绿色化学理念。

（4）通过了解生产生活中的能量变化，赞赏化学对社会发展的重大贡献，激发学生树立以化学作为专业和职

业的兴趣和理想

2. 评价目标

（1）通过对“氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应装置改进”的交流和点评，诊断并发展学生实验探究的水平

（2）通过对化学反应中能量变化的原因的分析，诊断并发展学生对反应中能量变化实质的认识进阶。(表观现

象、物质总能量、化学键角度) 三、教学重难点

1.能识别常见的吸热反应和放热反应。

2. 分析化学变化中能量吸收或释放的原因,知道化学键的断裂和形成是化学反应能量变化的主要原因。

四、教学过程

教学过程

能量变化-初识

教师活动

【提问】你认识化学吗？

【视频】纪录片-《我们需要化学》片段。

【追问】化学研究的核心内容是什么？

【引入新课】化学研究的核心内容是物质物质之间的相互转化，而且在转化过程中必然伴随能量的变化。

【讲解PPT】有些反应需要吸收能量：植物的光合作用，水分解生成氢气和氧气，有些反应放出能量：化石燃料的燃烧，火箭推进剂的氧化反应，混合铝与碘（PPT展示动态图片）

【叙述】眼前的这些能量变化让我们感到惊叹和惊奇，其实一些能量变化早已进入寻常百姓家。

【投影】暖贴，一些自热食品，网红小火锅等。

【过渡】通过以上的介绍，对于能量变化有了初步的认识，纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。进入能量变化-体验环节

【活动与探究】

【实验1】

学生活动

回答

观看、感悟

回答：是物质与物质之间的相互转化

观看PPT动态图片，感受通过化学反应可以实现化学能与其他能量形式的转化

观看，思考，感受能量变化在身边

设计意图

通过观看视频让学生感受到我们需要化学，需要化学给我们提供物质世界，更需要物质通过化学反应提供的能量，让学生由衷感受到爱生活，更要爱化学。

采用动态能量变化图，增加学生对能量变化的感识度

感受能量变化在日常生活中应用

培养学生动手能力，温度计的使用让学生感受定量实验，为热化学方式的学习打下基础

通过化学实验的创新改进激发学生学习化学的兴趣和情感，培养学生的创新精神。方案二的评价与选择让学生拥有绿色化学观念。

能量变化-体验

【实验2】

【方案一】

【方案二】

完成实验操作，观察物质及其变化的现象，客观进行记录，对实验现象做出解释

现象：镁条溶解，产生大量气泡。试管外壁发热，温度计示数上升

结论：镁与硫酸反应有热量放出

小组讨论：对两个设计方案进行评价与选择。汇报实验现象

方案一现象：烧杯外壁冰凉，有刺激性气味气体生成。

方案二现象：试纸变蓝，密封袋外表面冰凉，温度计示数下降。

方案二优点：药品用量少，现象明显，反应体系密闭，无污染，符合绿色化学理念等。

给出结论：氢氧化钡晶体与氯产物

化铵反应需要吸收热量，中有NH3生成。

【板演】Ba(OH)2·8H2O + NH4Cl

=2NH3↑ + BaCl2

+ 10H2O

能量变化主要体现形式--热量

了解常见的吸放热反应

【过渡】像氢氧化钡晶体与氯化铵这种需要吸收热量的化学反应称为吸热反应。

【PPT副板书】一、放热反应、吸热反应

1.吸热反应：吸收热量的化学反应

2.放热反应：有热量放出的化学反应

【讨论】请结合你的生活经验和已学知识，再举出一些放热反应和吸热反应的例子。

【PPT副板书】二、常见的吸放热反应

【练一练】判断下列反应是放热反应还是吸热反应：

1.镁条的燃烧。

2.高温煅烧石灰石

3.氧化钙与水的反应。

4.盐酸与氢氧化钠溶液反应

5.高温下木炭与CO2反应生成CO。

6.炸药爆炸

7.Ca(OH)2和NH4Cl的反应

8.炽热的碳与H2O的反应

9.甲烷在氧气中的燃烧

【辨析】是不是吸热反应都需要加热，而放热反应不需要加热呢?

【结论】反应是吸热还是放热与反应条件无必然联系

【阅读教材36页】思考为什么化学反应总伴有能量的变化？

【PPT副板书】三.化学反应中能量变化的原因1.反应物、生成物总能量的相对大小

【类比解释】

【小组回答】

通过实验探究感受化学反应中吸放热现象；形成吸热反应和放热反应的概念

通过讨论、回顾、总结归纳，识别常见的吸热反应和放热反应。

抢答

练习巩固

思考，回答，举例论证

引导学生深入思考Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl的化学反应中能量变反应（常温）为吸热反应

化的原因

镁条燃烧、铝热反应需加热但为放热反应

阅读，思考，回答

1.反应物、生成物总能量的相对大小

引导学生从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。

通过反应过程中能

化学反应中能量变化原因

∑

E(反应物) + 吸收的能量=∑E(生成物) 量变化曲线图，结合

能量守恒定律，让学生学会从物质总能量角度分析化学反应中能量变化原因

∑ E(反应物) = ∑

E(生成物) +放出的能量

【PPT副板书】⑴

放热反应

∑

E(反应物) ＞

∑

E(生成物) ⑵

吸热反应

∑

E(反应物) ＜

∑

E(生成物)【过渡】化学反应的特征是什么？

新物质的生成实则是旧键断裂和新键形成必然结果。

化学反应实质：旧键的断裂和新键的形成

回答：新物质的生成

认识化学键的断裂和形成是化学反应中物质变化的实质及能量变化的主要原因。

【PPT副板书】2.化学键角度

断键

吸收能量

成键

放出能量

【思考】1.反应中断键吸收的总能量和成键放出的总能量相等吗？

2.若不相等，它们的相对大小和吸放热反应类型有何关系？

计算

通过从化学键角度，定性定量结合的方式揭示化学变化中能量变化的本质原

因

神奇的创造力—化学能量

【讲解PPT】回顾历史长河，人类对于化学能量的追求从未停止过。50万年前，原始人举起了第一个火把，从此学会了用草木为燃料燃烧放出的热量从事各种活动。时至今日，不管是日新月异的航天事业，还是我们的日常生产生活活动，均离不开化学能量，化学能量也以它神奇的创造力不断地改造着我们的世界，不管是过去，现在，还是将来。

本节课我们主要学习了三个问题：了解吸放热反应，能识别常见的吸放热反应，能从总能量和化学键的角度解释化学反应中有能量变化的原因。

1.依据方案二设计原则，改进氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应装置。

2. 暖贴和自热食品给我们的生活带来了方便，但使用不当却存在安全隐患，结合已学知识并查阅相关资料，1-4组探究暖贴发热包发热原理；5-8组探究自热食品中发热包发热原理，比较它们发热原理的异同点，结合发热包成分，总结使用注意事项。

观看，聆听，感受化学能量的重要性。

让学生感受化学对社会发展的重大贡献，激发学生树立以化学作为专业和职业的兴趣和理想，鼓励学生关注并投身于化学事业。

课堂小结

回顾，总结，归纳，进行简要的课堂整理

1.从安全、健康、环境、经济成本、操作便利等多个角度考虑进行改进。

2.课后查阅资料，设计方案，进行实验探究。

课堂要点再现，便于学生查漏补缺，完善知识体系。

通过真实的问题促使学生查阅文件、设计方案和讨论交流，这些过程可以培养学生的探究能力和实践能力，分析解决问题的能力等。

课外延伸

五、教学设计反思

本节课整体构思是让学生“从生活走进化学，用实验探究化学，再从化学走向社会，走向未来”。教学设计中主要注意几点：

1.贴近生活、社会实际，重视化学与其他学科之间的联系

化学科学与生产、生活以及科学技术的发展有着密切的联系，对社会发展、科技进步和人类生活质量的提高有着广泛而深刻的影响。在教学中，教师应紧密联系生产、生活实际，使学生认识化学与人类生活、生产的密切关系，让学生感受化学对社会发展的重大贡献。教学中还要注意与其他学科的联系，如从物质总能量角度解释为什么化学反应中总伴有能量变化时，就可以借助物理学中的能量守恒定律，以培养学生综合运用化学和其他学科的知识分析解决问题的能力。

2. 充分认识化学实验的独特价值

以实验为基础是化学学科的重要特征之一，化学实验对于全面发展学生的化学学科核心素养有着极为重要的作用。教师应依据“科学探究与创新意识”素养发展水平和学业质量要求，结合学生的认知发展特点，精心设计实验探究活动，如氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应，方案一为教材设置实验，但该实验操作药品用量大，体系敞开，实

验中氨气逸出，不符合绿色化学理念，精心改进后，为学生提供方案二，学生对两个设计方案进行评价并做出选择。由此鼓励学生继续改进氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应装置，培养学生的创新意识。

3. 结合所学知识创设真实问题情境，促进学习方式转变

真实、具体的问题情境是学生化学学科核心素养形成和发展的重要载体，也为学生化学学科核心素养提供了真实的表现机会。因此，教师在教学中应重视创设真实而有价值的问题情境，促进学生化学学科核心素养的形成和发展。如暖贴和自热食品给我们的生活带来了方便，但使用不当却存在安全隐患，可以引导同学们探究发热包发热原理，比较它们发热原理的异同点，结合发热包成分，总结使用注意事项。这些具体的问题解决任务，促使学生查阅文献、设计方案、实验探究等，改变了学生的学习方式，学生的化学学科核心素养也得到了提升和发展。