牡丹江第三高级中学 于景智
一、 教学目标：
1.变化观念与平衡思想：
认识化学变化的本质是有新物质生成，并伴有能量的变化；认识原电池的本质是氧化还原反应，能从多角度、动态地分析原电池中物质的变化及能量的转化；能认识化学反应速率是变化的，知道化学反应速率与外界条件有关，并遵循一定规律，认识化学变化有一定限度，是可以调控的。能多角度、动态地分析化学变化，运用化学反应原理解决简单的实际问题。
2.科学的精神和社会责任：
以原电池为例认识化学能可以转化为电能，从氧化还原反应的角度初步认识原电池的工作原理；体会提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型电池的重要性；确认能源对社会发展的重大贡献，具有可持续发展意识和绿色化学观念，能对与化学有关的社会热点问题作出正确的价值判断。
3.宏观辨识与微观探析:
认识物质具有能量，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。能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。
4.证据推理与模型认知：
建立观点、结论和证据之间的逻辑关系，知道可以通过分析、推理等方法认识化学平衡的特征及其影响因素，建立模型。通过运用模型解释化学现象，揭示现象的本质和规律。
5.科学探究与创新意识
能从问题和假设出发，运用化学实验、调查等方法进行实验探究；了解化学能和热能，化学能与电能的转化关系及其应用，认识热能、电能对现代化的重大意义，初步了解化学电池的化学反应基础及研制新型电池的重要性；勤于实践，善于合作，敢于质疑，勇于创新。
二、单元内容和知识体系
1.本章主要内容
本章内容分为三部分内容化学能与热能、化学能与电能、化学反应的速率和限度，属于化学反应原理范畴，是初步认识化学反应特点和进程必修章节，本章节内容为能源和化学反应相关问题在社会生产、生活和科学研究中的应用，现在社会的一切活动都离不开能源，能源影响着整个世界的经济和发展格局，能源的利用离不开化学反应，能源是现代物质文明的原动力，与我们每一个人息息相关。化学反应过程中的能量变化取决于化学能，化学能对人类文明进步的重要性和化学反应速率、限度及其反应条件控制对化学反应的重要性，决定了本章的重要性。化学反应速率属于化学动力学的范畴，学生在研究化学反应进行的快慢有感性的认识；化学平衡属于化学热力学的范畴，当化学反应达到该条件的最大限度时，即达到了化学平衡状态。
2.本章知识体系
以化学反应为中心，通过两个主线进行研究， 一条主线从化学键的变化引起了反应体系的能量变化（化学能的转化），通常表现为化学能转化为热能和电能，热能包括吸热反应和放热反应 。化学能转化为电能的途径为火力发电和和化学电池，结合氧化还原反应设计原电池，放热反应中燃烧反应与火电站的能量转换相结合。利用原电池的用途引出传统电池，锌锰干电池和充电电池，在探究两类电池的利与弊过程中，进行改进和创新，创造出新型电池---锂电池和燃料电池，特别是氢氧燃料电池在实际生产生活中的应用。另一条主线为化学反应速率和限度，对实际生产过程中所涉及的化学反应进行控制，最终提高燃料的燃烧效率。对于如何提高能源利用率，它的意义在于节约能源、节省资源、减少污染，对开源节流有初步的认识。
3.本单元的地位、作用和前后联系
本章讨论的是最基本的化学反应原理，包括化学能与热能、电能的相互转换，反应速率及限度等问题。化学反应速率和限度时在学习了物质结构、元素周期律等知识的基础上学习的中学化学的重要化学理论之一。有助于加深理解元素化合物的知识，也为后续的学习提供理论依据，因此本章属于基础性的理论章节。这部分知识在化学选修四《化学反应原理》中将再次出现知识在认知层面上更加系统更加深入的学习化学反应与能量、化学反应速率及限度的相关理论，因此必修二第二章《化学反应与能量》既是对初中知识的拓展和提升，也是选修四《化学反应原理》提供必要的基础知识。
三、学生的学习基础和可行性分析
我的学校由于全市的招生政策问题，学校通常招收第三批次的初中毕业生，学生排名一般都在3000名之后，学生大多没有良好的学习习惯，自律性比较差，基础知识比较差。我所教授的班级一个是平行班，另一个是国际班，学生学习意识比较差，对知识的认知和理解都比较薄弱，因此不能把目标定的太高，通过各种方式让学生产生学习产生学习化学的兴趣，目标仍然以拓实基础为主，学生在高一阶段能够大部分掌握教材上的基础知识点，其他拓展内容进入到高考一轮复习的时候再进行渗透。
经过高一一个学期的学习，学生基本适应了高中学习，积累了一定的化学知识的基础上，掌握了一些高中化学学习方法，养成基本的学习化学的习惯，能够层层深入的完成本部分知识的学习。
四、重点、难点和教学关键点
1、教学重点：
（1）、化学反应中能量变化的主要原因以及化学能和热能、电能转化的重大意义。
（2）、初步认识原电池的原理及应用。
（3）、化学反应速率和反应限度的含义，了解化学反应速率的影响因素。
2、教学难点：
（1）、从微观结构理解化学反应的能量变化。
（2）、通过对原电池实验探究，引导学生从电子转移 的角度理解原电池反应的本质。
（3）、认识化学反应是有限度的。
3、教学关键点
对化学反应原理的理解和应用
五、课时分配和教学方法
1、课时分配：
第一节 化学能与热能 4课时
第二节 化学能与电能 4课时
第三节 化学反应的速率和限度 4课时
章复习及测试 2课时
2、教学方法：
本章将化学反应原理与实验、实例相结合，对化学概念或术语采用直接使用或直接下定义的方式呈现，以降低学生学习的难度。实际教学中学生自主提前预习，分组自学、交流，学生小组实验和教师演示实验相结合，小组抢答加分模式，利用照片、视频、PPT等多媒体进行教学。
六、教学策略和主要措施
第一节教学策略和措施：
从放热反应吸热反应化学实验入手，启发学生理解物质发生化学反应时伴随着能量变化，物质中的化学能变化原因在于化学键的改变，反应物和生成物总能量产生能量差通常表现为热量的变化，抽象出放热反应和吸热反应的概念，然后提升到理论高度理解化学能和热能的转化，最后应用于实际中去。
能源与材料、信息一起被称为现代社会发展的三大支柱，特别是能源与人类整个发展史息息相关，本章通过对化学反应中的能量变化的讨论以及化学反应速率和限度，以学生实验和教师演示实验贯穿整章的化学教学中以实验探究教学作为切入点，适当改变教学顺序，将化学能和热能的相互转化相关实验提前，用实验创设教学情境，引发学生发现并提出问题，收集、整理实验数据，利用整个体系温度升高或降低来总结出放热反应和吸热反应的概念。对于化学反应放热、吸热的实验探究中，最好在实验室进行学生分组实验。由于反应放热、吸热的实验现象不能用眼睛直接观察到，最简单的方法用手触摸的方法或者借助温度计来确定温度的变化。如果在班级授课的话，要打开门窗，注意室内的通风，在进行实验2-1的时候，会产生氨气，刺激性气味较大，我在实际教学中，在班级进行实验，用两层塑料袋包裹药品，在塑料袋的两端分别放入Ba(OH)2•8H2O晶体和NH4Cl晶体，并用皮筋将塑料袋口密封好。实验室，学生只需将塑料袋内两个角中药品混合在一起，用双手揉搓塑料袋药品来引发反应发生，学生能够感受到温度的变化和观察到药品状态上的变化以及能闻到少量氨气的气味。结合实验报告或者课时学案，对实验现象分析和描述，对实验事实和数据进行处理，最终得出结论，最后，为了能使实验教学进入高层次的创造性实验，设计实验选择其它可行的方法确定实验中能量变化，比如澄清石灰水中氢氧化钙的溶解度受温度的影响，进而确定放热反应还是吸热反应。
化学反应能量变化从实验分析的角度进而转换到微观角度认识能量变化的成因，结合初中化学反应的基本特征化学键的相关知识，引出化学反应的本质和特征，得出化学键与化学反应中能量变化的关系。以微观结构和宏观表现两个方面来确定化学反应后的结果是吸收能量还是释放能量结合教材图2-1水能、化学能变化示意图对化学反应能量变化给出直观的认识，结合化学反应中的能量守恒规律进行分析，这样可以上升到理论高度去理解化学反应能量变化的本质，最终应用到实际中去。化学在过去、现在和未来人类能源的利用和开发上扮演着重要的角色，在未来多能源时期，能源的利用本质上是化学反应。最后需要总结常见的放热反应和吸热反应要求学生进行记忆。
第二节教学策略和措施：
化学能是能量的一种形式，在发生化学反应时，除了可以转化为热能，也可以转化为其他形式的能量，化学能也可以转化为电能。学生对生活中的化学能和电能之间的转化产生浓厚的兴趣，对于化学能和电能仍然以实验的形式创设教学情境，选择生活中的物品制作水果电池激发学生学习化学的兴趣，为了能够证明水果电池能够产生电流，可以在装置中加装LED小灯泡或者是音乐贺卡芯片再或者是灵敏电流计，这些装置都能证明水果电池将化学能转化为电能。通过水果电池引出本节课所学内容—化学能与电能，结合生活实际牡丹江第二发电厂发电原理为火力发电，说明人类生活的方方面面都离不开电能，结合第一节课“化学能和热能的转化”为基础理解火力火力发电的原理，在能量转换过程中，“化学能→热能→→机械能→电能”，分析火力发电的利与弊，火力发电的两大弊端就是污染环境和能源综合利用率地（能源利用总效率只占9%），如何解决该弊端呢，引导学生从减少能量转化步骤的方向考虑，最终得出结论：将化学能直接转化为电能，这样能够提高能源利用率，减少环境污染。充分调动学生的生活经验，以及导线中会发生电子定向移动，总结出氧化还原反应中的电子转移是化学能直接转化为电能的反应基础。
结合Zn和稀硫酸发生的氧化还原反应分析将氧化反应和还原反应分开，在两个不同的区域进行，两个区域之间增加导线，导线中会出现电子定向移动，学生小组讨论设计出铜锌原电池，结合flash动画分析原电池的工作原理，总结原电池的本质、定义、构成条件、现象、电极反应式以及电子、电流、离子的移动方向等知识，原电池关键之一为正负极的判断，结合原电池的举例和练习，引导学生总结出原电池正负极的判断方法。学习原电池有什么用途呢？其中一个重要的用途就是制造化学电源，观看有关伏打电池的相关视频，引出生活中的化学电源，列举学生生活中能够接触到的化学电源，并对其进行分类，逐一进行分析和研究发电原理，书写电极反应式。与学生们交流电池的购买、储存、使用、回收等问题，分析电池的利与弊，让学生建立环保意识。
第三节教学策略和措施：
研究化学反应中化学能与电能、热能的转化后，需要考虑人类在对于一个具体的化学反应时，通过人为的方式有效的控制化学反应，提高反应物的利用率以及如何缩短反应周期的问题上来，引出外界条件对化学反应速率和限度的影响。化学反应速率和限度是化学反应与能量知识的延伸和拓展。学生分组实验2-5 2-6过氧化氢溶液改变外界条件分解的实验，结合学生生活中一些化学现象和，学生发现化学反应进行是有快慢之分的，结合物理课学的描述物体运动快慢的物理量分析出化学反应速率的概念，化学反应速率从定性分析和定量分析来分析化学反应速率，通过实验现象观察确定化学反应进行快慢的方法，用单位时间内反应物、生成物浓度的变化量来定量分析化学反应进行快慢程度，结合教材实验和实际生活实例学生小组讨论影响化学反应的因素，强调影响化学反应速率的决定因素是内因—反应物本身的性质，而不是外界条件。
教材通过科学史话高炉炼铁的事例引出化学反应的可逆性，而为了让学生对可逆反应有更直观的认识，我仍然采用实验的方式来创设教学情境，含有Fe3+的溶液中加入过量的含有I-的溶液，对反应后的溶液用硫氰化钾溶液进行验证，该反应是有可逆性的，进而引出可逆反应，认识化学反应是有限度的。列举二力平衡、收支平衡、水流平衡、溶解平衡的相关实例引出化学平衡的概念。结合概念提出问题，从宏观角度分析化学平衡的外部特征，从微观角度分析化学平衡的本质。结合化学平衡的概念和特征以及本质学生分组讨论、交流对于一个可逆反应达到化学平衡状态的标志有哪些？最后通过化学反应速率的影响因素和化学平衡本质的角度去探究人类在生产生活中涉及的化学反应，对化学反应条件进行控制，通过控制反应条件提高对人类有利的化学反应速率以及提高反应物的转化率，降低对人类不利的化学反应速率以及减少有害物质的生成。
总之，化学反应与能量中相关化学反应原理对人类的方方面面都有着积极深远的影响。
七、章末检测
《化学反应与能量》章末随堂小测（25分钟）
一、单选题：
1、已知反应A＋B===C＋D的能量变化如图所示，下列叙述正确的是( )
A． 该反应为放热反应
B． 该反应为吸热反应
C． 反应物的总能量高于生成物的总能量
D． 该反应只有在加热条件下才能进行
2、下列反应一定属于放热反应的是( )
①H2SO4与Ba(OH)2溶液的反应 ②Mg与CH3COOH溶液的反应 ③燃烧反应 ④中和反应 ⑤复分解反应
A． 仅①②③ B． 仅①②④
C． 仅①②③④ D． 仅③④⑤
3、X、Y、Z、W四种金属片浸在稀盐酸中，用导线连接，可以组成原电池，实验结果如图所示：
则四种金属的活泼性由强到弱的顺序为( )
A． Z＞Y＞X＞W B． Z＞X＞Y＞W
C． Z＞Y＞W＞X D． Y＞Z＞X＞W
4、如图是以稀硫酸为电解质溶液的原电池装置，下列叙述正确的是( )
A． 锌片上有气泡产生
B． 锌片为负极，铜片发生氧化反应
C． 电解质溶液中的H＋向铜极移动
D． 电子流动方向：锌极→导线→铜极→电解质溶液→锌极
5、100 mL 6 mol·L－1硫酸溶液与过量锌粒反应，一定温度下，为了减缓反应进行的速率，但又不影响生成氢气的总量，可采取的措施是( )
A． 加入少量碳酸钠粉末 B． 加入少量硫酸铜溶液
C． 加入适量NaCl溶液 D． 加热
6、在2 L密闭容器中充有2 mol SO2和一定量的O2，发生反应2SO2＋O22SO3。当反应进行到4 min时，测得此时SO2为0.4 mol，那么反应进行到2 min时，密闭容器中SO2的物质的量是( )
A． 1.6 mol B． 1.2 mol C． 大于1.6 mol D． 小于1.2 mol
二、填空题：
7、向容积为2 L的密闭容器中充入2 mol A气体和1 mol B气体，在一定条件下发生如下反应：2A(g)＋B(g) 3C(g)；经2 s后达到平衡，测得C气体的浓度为0.6 mol·L－1。
①用物质A表示该反应的平均速率为
②平衡时物质A的转化率
③平衡时物质B的浓度为
三、能力提升：
1.（拓展探究）同质量的硫粉在空气中燃烧和在纯氧中燃烧，哪一个放出的热量多，为什么？
2.（动手能力培养）某学校研究性学习小组欲以镁条、铝片为电极，以稀NaOH溶液为电解质溶液设计原电池。给你一只电流表，请你画出该原电池的示意图，并标出正负极，写出电极反应式。