《化学反应与能量变化》教学设计

指导思想与理论依据 　　本教学设计首先依据《普通高中化学课程标准》对能量的要求：了解反应热和焓变的含义；认识热化学方程式的意义，能正确书写热化学方程式并利用热化学方程式进行简单计算。北京高考大纲中的要求"通过化学键的断裂和形成，能说明化学反应中能量变化的原因"；"通过化学能与热能的相互转换，认识常见的能量转化形式及其重要应用"；"能正确书写热化学方程式并根据盖斯定律进行有关计算"。

　　依据《化学反应原理》模块的功能定位，发展学生的在"能量"方面的学科素养，建立整体的能量观，知道化学反应原理在生产、生活和科学研究中的应用，明确了教学设计的核心目标：初步了解焓变的含义，从焓变的角度看体系能量的改变，了解热化学方程式这种外在的表现形式与体系能量之间的关联。根据环境所需，选择恰当的反应体系为我所用。

　　焓是状态函数，在恒压反应过程中，我们用焓变来定量的衡量体系的能量变化。化学键的变化是引起反应体系能量变化的主要因素，但并不是全部。物质的聚集态、体系所处的反应环境等对于体系能量均有一定的影响，而这些因素均在热化学反应方程式中均逐一外显。焓变是一个统括性的衡量体系能量的概念，它的"正负" 帮助我们明晰体系与环境之间的能量转化；帮助学生整体的看待体系的能量，从而进行选择、评价，为我所用。

　　 教学背景分析 教学内容：化学热力学可以解决化学反应中能量变化的问题，同时可以解决化学反应进行的方向和进行的限度问题。在中学化学中，感知化学反应能量的变化，并加以应用的重任落在了化学能与热能这样的章节上。

　　本节内容《化学反应与能量变化》提出一个重要的物理量焓，并引导学生利用焓变来定量表征体系的能量变化。学生首先利用键能计算几个化学反应中的能量变化，在单一物质体系的转化中感受"化学键"的局限，仅有它是不够的。学生从化学键的角度出发逐一探讨物质、微粒数目、物质的聚集态、温度压强等其他因素对体系能量的影响，并在热化学方程式的理解过程中，全面地认识物质和体系的能量。用符号语言定量表征特定反应的热效应，利用焓变来衡量反应吸放热的多少，体现其基本应用价值；让学生在本节内容的学习中树立起化学反应的能量转化观以及定量研究能量转化的思想，从理论和定量层面更深入地让学生体会和感受到运用化学变化实现能量转化的重大意义。

学生情况：

（1）学生已有知识背景

　　从微观原子及其内部角度学习了化学键的形成，了解到化学变化过程中电子的得失或转移，即电子运动状态的变化引起了势能的改变，从而初步了解到能量是怎样存在的。在高一必修化学能与热能的章节中建立了体系与环境的关系，知道化学能可以转化为其他形式的能量，理解化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因，学会从微观和宏观两个角度判断一个化学反应是吸收能量还是放出能量，初步学会从物质和能量两个角度认识一个化学反应。

（2）学生认识障碍点分析

　　学生同意物质是具有能量的，但是不能说明物质能量的本质是什么；认为键能就是化学能。学生认为化学键是能量改变的主要因素，也用化学键去解释化学反应的能量改变，但物质总能量跟化学键有何关系时，学生往往不知如何解释；学生知道微粒之间有作用力，但这与能量有什么关系，他们无法将两者建立起联系。学生不太追寻物质为什么具有能量，能量到底是什么贡献的，当他追寻时，他又有很多的困惑，例如不能用动能和势能去统一他们对能量本质的认识。他们没有办法把化学键和物质的能量联系起来，只能接受断键吸收能量，成键释放能量。

　　对于为什么要学习化学反应中的能量没有知觉，用知识解决生活中的问题的意识薄弱。从能量视角看反应到底意味着什么？能帮我们干什么？从实验现象的角度，学生看能量变化是从温度这个指标来看的，但是为什么要建立焓变，用焓变去看体系的能量改变，引出焓变这个指标后，对于看体系的能量变化又有什么独特的意义和价值，学生是不清楚的。

（3）学生的认识发展分析

　　基于学生的已有认识和学习障碍点分析，在本节课中，学生将首先感受在单一物质体系的转化中感受"化学键"的局限，在引导学生分析原因的过程中，他们会发现化学键的因素是主要的，但温度、压强、状态、微粒的个数乃至种类都对"能量"起到一定的影响，总括性的概括体系的能量，建立焓变，初步了解建立焓变的必要性，较之过去更加深入的，全面的研究体系的能量。通过热化学反应方程式的解读，进一步了解焓变与化学反应之间的关系。通过对自然固氮和人工固氮反应的分析，感受化学学科在人类选择、应用化学反应时所起的作用。

教学方式：讨论、讲授

教学手段：多媒体