资源简介

(共38张PPT)
“烷”“转”能量
化学反应的热效应
情境：天然气
转化观
主题大概念
单元主题概述
01
单元教学设计
02
单元作业设计与反思
03
CONTENTS
目录
一、单元主题概述
PART.01
课标分析
教材分析
学情分析
定性讨论化学能与热能的转化
定量表示、计算化学反应中的热量变化
了解化学反应
伴随能量的变化
义教课程
（四）物质的化学变化
【内容要求】
4.1　物质的变化与转化
知道物质是在不断变化的，物质变化分为物理变化和化学变化；认识物质的变化过程伴随着能量变化，在一定条件下通过化学反应可以实现物质转化，化学反应中的各物质间存在定量关系，初步形成变化观。
4.2　化学反应及质量守恒定律
4.2.1　化学变化的特征及化学反应的基本类型
认识化学变化是产生新物质的过程，知道化学变化常伴随生成沉淀、产生气体、发生颜色变化、发光，以及吸热或放热等现象。
4.3　认识化学反应的思路与方法
学习从物质变化、能量变化、反应条件、反应现象、反应类型和元素守恒等视角认识化学反应，初步形成认识化学反应的系统思维意识。
必修课程
主题3：物质结构基础与化学反应规律
【内容要求】
3.4化学反应与能量转化
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。知道化学反应可以实现化学能与其他能量形式的转化，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。
选必课程
主题1：化学反应与能量
【内容要求】
1.1体系与能量
认识化学能可以与热能、电能等其他形式能量之间相互转化，能量的转化遵循能量守恒定律。知道内能是体系内物质的各种能量的总和，受温度、压强、物质的聚集状态的影响。
1.2化学反应与热能
认识化学能与热能的相互转化，恒温恒压条件下化学反应的反应热可以用焓变表示，了解盖斯定律及其简单应用。
初中
阶段
必修
阶段
选必
阶段
学习进阶：
知道化学反应伴随着能量变化，而能量变化通常表现为热量的变化。
引导学生认识化学反应中的热量变化是以物质变化为基础的，热量变化的多少与参加反应的物质种类和多少密切相关，从定量的角度研究化学反应的热效应。
建立吸热反应和放热反应的概念，了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；知道一个化学反应释放能量还是吸收能量，与反应物总能量和生成物总能量的相对大小有关。
定性
定量
课标分析：
20版 旧课标
内容要求 学业要求 1.1体系与能量 认识化学能可以与热能电能等其他形式能量之间相互转化，能量的转化遵循能量守恒定律。知道内能是体系内物质的各种能量的总和，受温度、压强、物质的聚集状态的影响。 能辨识化学反应中的能量转化形式， 能解释化学变化中能量变化的本质。 了解化学反应中能量转化的原因，
能说出常见的能量转化形式。
1.2化学反应与热能 认识化学能与热能的相互转化，恒温恒压条件下化学反应的反应热可以用焓变表示，了解盖斯定律及其简单应用。 能进行反应焓变的简单计算，能用热化学方程式表示反应中的能量变化，能运用反应变合理选择和利用化学反应。 通过查阅资料说明能源是人类生存和发展的重要基础，了解化学在解决能源危机中的重要作用。知道节约能源、提高能量利用效率的实际意义。
能举例说明化学在解决能源危机中的重能作用，能分析能源的利用对自然环境和社会发展的影响。能综合考虑化学变化中的物质变化和能量变化来分析、解决实际问题，如煤炭的综合利用、新型电池的开发等 能举例说明化学能与热能的相互转化，了解反应热和焓变的含义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。
学业质量水平
3-1能采用模型、符号等多种方式对物质的结构及其变化进行综合表征；
3-2能运用宏观、微观、符号等方式描述说明物质转化的本质和规律；能定量分析化学变化的热效应；
3-3能实际实验方案探究物质和能量的转化；
3-4能结合生产和生活实际问题情境说明化学变化中能量转化、调控反应条件等的重要应用
4-1能从宏观与微观、定性与定量等角度对物质变化中的能量转化进行分析和表征；
4-2能根据化学变化中能量的转化的原理，提出利用化学变化实现能量储存和释放的有实用价值的建议；能分析评估物质转化过程对环境和资源利用的影响；
教材分析：
研究内容
突出化学对改善人类生活、促进人类发展的重大意义。
既要关注物质变化又要研究能量变化。
研究价值
教材分析：
反应热
中和反应反应热的测定
焓变
热化学方程式
盖斯定律
反应热计算
由浅入深、层层递进、环环相扣
认识视角
反应前后体系内能的变化
体系与环境的能量转化与守恒
化学反应中的能量变化
物质变化和能量变化
定性和定量相结合
热化学方程式
全章内容的逻辑
认识思路
现象水平（已有）
对化学反应的热现象较为熟悉。
能够将化学反应与能量在现象水平上进行关联。
学情分析：
原理水平（发展点）
困难：认识化学反应本质
对"焓"的认识
无法理解"什么是焓""焓与能量的关系""焓变与化学反应的关系"等。
对"条件"的认识
对热力学条件，如孤立体系、封闭体系，等温、等压、无非体积功等，较为陌生。对为什么要规定这些条件，这些条件与恰之间有什么关系等感到困惑。
二、单元教学设计
PART.02
学习主题概述
教学目标
教学结构框架
学习主题概述
学科大概念
主题大概念
核心概念
核心知识
能量
热是化学反应中能量变化的重要表现形式
焓变
定性感受、定量测定
定量计算
符号表征
反应热
中和反应反应热的测定
焓变
热化学方程式
盖斯定律
反应热计算
化学反应中的能量变化
体系内能
体系与环境的能量转化
等温等压下，反应热可用焓变表示
根据热化学方程式、
盖斯定律等计算反应热
变化
守恒
认识线索
认识视角
教学目标
1. 通过对化学物质内能构成成分及影响因素的探究，知道内能是状态能量，建立基于体系和状态认识能量的视角。
2. 基于实验事实，从定性和定量两个角度感受反应热，从宏观和微观两个视角形成对化学能与热能的科学认识，形成反应热、焓变的概念。
3. 通过进阶型“自主符号表征——基于焓变概念的分析评价——发掘热化学方程式书写注意事项——探寻燃烧热价值——为天然气定价“系列活动，将概念理解和技能梳理相融合，培养基于社会性议题的化学学科视角，提升社会责任感、参与意识和决策能力。
4. 通过对更换燃气灶的辩论与计算，形成从物质变化定量化关系寻找能量变化定量关系的思路，认识盖斯定律，建立物质与能量、物质变化与能量变化的关联。
5.以物质转化、能量转化的综合视角，在定量水平上设计反应，在更高水平上利用物质，落实绿色、环保可持续发展理念，发展变化观念与平衡思想、科学态度与社会责任的学科核心素养。
评价目标
通过学生对概念的细节辨析，在认知冲突中能否巧妙选择反应体系，诊断并评价学生对反应热、体系与环境等概念的理解把握程度。
通过学生主动发掘实验中需注意的操作点，评价学生对测定中和反应的反应热原理的认知程度和科学探究意识水平。
通过学生对化学反应中能量变化来源的表述，评价学生对化学反应能量变化的理解深度。
通过学生书写热化学方程式，评价学生对化学反应质能变化的符号表征水平。
通过观察学生自主梳理的书写热化学方程式注意事项结构图，评价学生的对知识的掌握程度和逻辑的严谨性。
通过角色扮演对天然气定价问题的讨论，进一步将课程思政融入化学课程，评价学生参与活动的积极性及辩证地多维度看待问题的能力水平。
通过结合可测定的反应热数据对难测定反应的反应热的计算，评价学生“设计反应途径”的方法论思想的发展水平和定量视角解决化学热力学问题的能力水平。
通过化工生产、生活实际等问题情境中对化学反应过程中热量的利用实例和化学反应条件的控制实例的综合计算，评价学生用化学服务社会，将知识应用于实践的能力水平，感受定量研究的意义与价值，诊断并评价学生高阶思维发展水平。
教学结构框架
研讨会
对天然气的根本需求？天然气提供”热产品“的原理？
听证会
为天然气定价
情境线
论辩赛
更换燃气灶
是否有必要？
”西气东输“大背景
课时1、2
反应热
中和反应反应热的测定
焓变
课时3
热化学方程式
燃烧热
课时4、5
盖斯定律
反应热计算
教学结构框架
板块1
基于热效应定量认识化学反应体系的能量变化和转化
任务1：“气”为何物？根本需求是什么？任务2：从化学反应中获得“热产品”
任务3：测定化学反应中的能量转化
研讨会
对天然气的根本需求？原理？
听证会
为天然气定价
板块2
基于能量视角认识化学物质和化学反应；
基于宏微视角定量描述化学反应的能量变化和转化
板块1
基于热效应定量表征化学反应体系的能量变化和转化
任务1：如何表征化学反应中的质能变化？
任务2：如何衡量燃料的品质？
任务3：为天然气定价出谋划策
体系与环境、反应热
中和反应反应热的测定
情境线
课时板块划分
活动任务线
素养发展线
知识线
宏观辨识微观探析
科学探究
创新意识
变化观念平衡思想
证据推理模型认知
科学态度
社会责任
热化学方程式
燃烧热
反应热与焓变
任务1：如何理解化学物质的能量属性？
任务2：如何表征化学物质的能量属性？
任务3：化学反应中的能量是如何变化的？
任务4：化学反应中的能量是如何转化的？
任务5：西气东输的意义，天然气作为家用燃料的价值研讨
通过学生对概念的细节辨析，在认知冲突中能否巧妙选择反应体系，诊断并评价学生对反应热、体系与环境等概念的理解把握程度。
通过学生主动发掘实验中需注意的操作点，诊断并评价学生对测定中和反应的反应热原理的认知程度和科学探究意识水平。
通过学生书写热化学方程式，诊断并评价学生对化学反应质能变化的符号表征水平。
通过观察学生自主梳理的书写热化学方程式注意事项结构图，诊断并评价学生的对知识的掌握程度和逻辑的严谨性。
通过角色扮演对天然气定价问题的讨论，进一步将课程思政融入化学课程，诊断并评价学生参与活动的积极性及辩证地多维度看待问题的能力水平。
通过学生对内能及影响因素的表述，诊断并评价学生对状态函数的理解程度和从体系和状态认识能量的能力水平。
通过学生对化学反应中能量变化来源的表述，结合宏微分析，诊断并评价学生对化学反应能量变化的理解深度。
论辩赛
更换燃气灶
有必要吗？
板块1
基于难以测定的反应的反应热的获得方法建构化学热力学思维方式
板块2
基于反应热、热化学方程式和盖斯定律建构多情境下的反应热计算模型
任务1：辩论更换燃气灶的必要性
任务2：阅读科学史话，理解盖斯定律含义
任务3：设计反应途径，如何测定甲烷不完全燃烧反应的反应热？
任务4：自主归纳盖斯定律思维模型
任务5：运用模型，解决实际问题：煤炭燃烧时加少量水，是否可以放出更多热量？
宏观辨识微观探析
科学探究
创新意识
变化观念平衡思想
证据推理模型认知
盖斯定律
盖斯定律的应用
反应热计算
盖斯定律综合应用
任务1：建立基于化工生产、生活实际的热化学方程式计算模型，运用模型解决问题
任务2：利用盖斯定律模型进行有关计算
任务3：建立基于物质微观反应机理的键能与反应热模型，运用模型解决问题
任务4：建立基于体系内能与环境的能量变化守恒关系模型，运用模型解决问题
教学结构框架
情境线
课时板块划分
活动任务线
素养发展线
知识线
科学态度
社会责任
通过结合可测定的反应热数据对难测定反应的反应热的计算，评价学生“设计反应途径”的方法论思想的发展水平和定量视角解决化学热力学问题的能力水平。
通过化工生产、生活实际等问题情境中对化学反应过程中热量的利用实例和化学反应条件的控制实例等综合问题，评价学生用化学服务社会，将知识应用于实践的能力水平，感受定量研究的意义与价值，诊断并评价学生高阶思维发展水平。
三、单元作业设计与反思
PART.03
单元作业设计
单元教学反思
单元作业设计：
基础性作业
综合客观选择题、填空题和语言表述题，促使学生认识角度和认识思路的显性化，凸显对学科理解和素养达成情况的评价和发展功能。
单元作业设计：
探究性作业
深化课时内容，以微观视角结合对反应热的理解、盖斯定律的计算、热化学方程式的表征等方面再探基于甲烷的化学反应中物质与能量的关系。
选取与国家发展前沿相关的素材情境，拓展学生视野的同时测评其在相对复杂的真实情境中提取加工信息的能力，发展其学科核心素养，形成学科观念。
单元作业设计：
开放性作业
激发学习兴趣，彰显学科价值。
单元反思：
定性与定量视角
宏观认识（体系与环境的热交换）
微观理解（反应与键能的关系）
变化观（物质变化伴随能量变化）
能量观、守恒观。
多维度视角发掘章节特点
将驱动型问题置于真实的情境中，引导学生在进阶型、富有梯度的问题中思考，实现用高阶思维包裹低阶思维，使深度思维成为可能。
以驱动型问题引导思维的进阶
模拟多样化的会议情境，关注学科思维方式方法的凝练和认识思路外显，促进了宏微结合、模型认知和创新意识、社会责任等学科核心素养的发展，最终将学习素养转化为持续的学习实践。
情境模拟，换位思维
参考文献：
请各位专家批评指正
THE END
听证会：为天然气定价
---热化学方程式 燃烧热
人教版（2019）：选择性必修一 第一章 化学反应的热效应
制作团队：呼伦贝尔市
成员：高晓飞 张萍 卞曦 张继方
第三课时
1.通过从定性和定量两个角度感受反应热，从宏观和微观两个角度分析原因并形成模型后，自主运用符号表征反应热；通过探究书写热化学方程式的注意事项，理解热化学方程式的意义。（定性--定量--符号表征）
2.通过了解燃烧热，对比燃料品质，讨论管道煤气和天然气的“量”与“价”，认识能源在生产、生活中的重要意义。
3.辩论天然气定价，通过角色扮演，从消费者、供应商、政府部门等多角度感受实际问题，引导学生关注与化学有关的社会问题，培养学生的社会责任感、参与意识和决策能力。
教学目标
本课时是学生在已建立体系与环境之间能量交换与传递的定性与定量的思维模型后，运用符号表征反应热。从贴近生活的天然气燃料的定价来设置情境，引导学生积极开展探究学习，并通过学生小组合作、讨论交流等多样化方式解决问题的能力。体会反应热的应用，介绍燃烧热。
教材分析
课标分析
1.内容要求：
1.2认识化学能与热量的相互转化
2.学业要求：
2.1能用热化学方程式表示反应热；
2.2能结合燃烧热等体会研究反应热的价值；
2.3能用热化学方程式表示反应中的能量变化，能运用反应焓变合理选择和利用化学反应。
学情分析
已有认知：
1.初中学生对于化学反应与能量变化有了一定的了解；
2.在必修一学生已经建立能量视角，基于能量认识物质，基于能量认识反应的能力；
3.在选择性必修一的第一节的第一课时，从定性和定量两个角度感受到了反应热，从宏观和微观两个角度分析原因，形成模型。
可能具有认知障碍：
1.反应热与焓变的关系的认知模糊；
2.学生在微观和宏观表示物质能量变化区别上存在一定的混淆；
发展点：
1.理解热化学方程式的意义，为热化学方程式计算提供了基础的思维模型；
2.运用所学知识分析和探讨某些化学过程，并能依据实际条件并运用所学的化学知识和方法解决生产、生活中简单的化学问题。
听证会
为天然气定价
任务
如何表征化学反应中的质能变化
任务
为天然气定价出谋划策
通过学生书写和讨论校正，使学生能将已学知识通过化学术语进行正确表达，并能体会到物质与能量的辩证关系。培养学生宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。
活动1
热化学方程式的书写
活动2
讨论梳理书写注意事项
活动1
燃烧热概念
活动2
燃烧热的热化学方程式书写要点
引导学生从热化学方程式中质能变化演变到燃料的热化学方程式分析中，知道燃烧热是衡量燃料品质的依据。培养学生自主完成燃烧热相关知识的学习能力，发展科学探究与创新意识的化学学科核心素养。
情境
任务线
设计意图
活动线
任务
如何衡量燃料的燃烧品质
议题1
讨论目前选择天然气作为家庭燃料可能会考虑的因素
议题3
对比原有家庭燃料（如管道煤气）与天然气的能量差
议题
议题2
分析可以将什么数据作为家庭燃料选择的依据
通过数据分析和角色扮演等活动将概念理解和技能梳理相融合，培养基于社会性议题的化学学科视角，提升科学态度与社会责任的化学学科核心素养。
活动1
将1.1元/m3管道煤气替换成2.2元/m3天然气,涨价了吗？
活动2
角色扮演从多角度讨论如何定价
第三课时设计思路
新课导入
西气东输
家庭燃料的变迁
柴草
煤炭
液化石油气
或管道煤气
天然气
情境再升华
引出新知识
充分调动学生的主人翁意识，扮演公民参与天然气定价讨论，有意识地运用化学知识解决生活中的实际问题。“热”作为产品，本身就存在着量与价的关系问题，自然地促进学生从定量角度考虑反应热的相关问题，引导学生逐步调用反应热、反应热测定、燃烧热、燃烧热的表征方法等知识。
听证会现场模拟——为天然气定价
议题一：讨论目前选择天然气作为家庭燃料可能会考虑的因素
任务 如何表征化学反应中的质能变化
活动1：甲烷的热化学方程式书写及校正
CH4(g) + 2 O2(g) ＝ CO2 (g)+2H2O(l) H1＝ 890.3 kJ/mol
选择家庭燃料时可能会考虑的因素
能量高
质量轻
污染少
便宜
……
议题一：讨论目前选择天然气作为家庭燃料可能会考虑的因素
任务：如何表征化学反应中的质能变化
活动2：小组合作学习讨论热化学方程式书写注意事项
问题 1：
如果生成的是H2O(g) ，反应热一样吗
标注状态:固体(s)、液体(l)、气体(g)、溶液(aq)
问题2：
如果CH4与O2消耗量增倍，反应热ΔH一样吗
注意：
1.化学计量数不表示分子数，
仅表示物质的量
（可以是整数，也可以是分数）
2. H 数值与化学计量数相对应
问题3：
书写热化学方程式还需要注意什么
问题：ΔH 中的单位mol-1代表什么含义？
教材P9
议题二：分析可以将什么数据作为家庭燃料选择的依据
教材13页课后习题的启示
H2 (g)+ 1/2 O2（g）= H2O(l) ΔH= -285.8kJ/mol
CO (g)+ 1/2 O2（g）= CO2(g) ΔH= -283kJ/mol
CH4 (g)+ 2O2（g）= CO2（g）+2 H2O(l) ΔH= -890.3kJ/mol
资料：
学生讨论：
单位质量.......
教师引导：
单位体积——单位物质的量
问题1：单位质量下的H2 (g) 和CO (g) 谁产生的热量会更多？
问题2：还可以用什么样的数据对比不同燃料谁产生的热量多？
思考表中数据应当有哪些测定的前提条件？
议题二：分析可以将什么数据作为家庭燃料选择的依据
任务：如何衡量燃料的燃烧品质
活动1：燃烧热概念
活动2：燃烧热的热化学方程式书写要点
判断所给焓变是否代表该物质的燃烧热
正确书写CO、H2、CH4表征燃烧热的热化学方程式
类比中和反应反应热的测定，
猜想燃烧热的测定装置
CH4 (g)+2O2（g）= CO2（g）+2H2O(g) ΔH= -802.3kJ/mol
CH4 (g)+ 2O2（g）= CO2（g）+2 H2O(l) ΔH= -890.3kJ/mol
碳元素变为CO2(g) 、氢元素变为H2O(l)、
硫 元素变为SO2(g)、氮元素变为N2(g)等 。
学生书写并解释方程式的含义
议题三：原有家庭燃料（如管道煤气）与天然气的能量对比
任务：为天然气定价出谋划策
活动1：若将1.1元/m3管道煤气替换成2.6元/m3天然气，涨价了吗？
CO(g) + O2(g)=CO2 (g) H＝ 283 kJ/mol
H2(g) + O2(g) =H2O(l) H＝ 285.8 kJ/mol
CH4(g) + 2O2(g)=CO2 (g) + H2O(l) H＝ 890.31 kJ/mol
议题三：原有家庭燃料（如管道煤气）与天然气的能量对比
任务：为天然气定价出谋划策
能源供应商
消费者
政府
其它...
活动2：角色扮演，从多角度讨论如何定价
请各位专家批评指正
THE END

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