高中化学_化学反应的方向教学设计学情分析教材分析课后反思

《化学反应原理》(鲁科版)
《2.1化学反应的方向》教学设计
 
【设计理念】
英国著名课程专家斯腾豪斯(Lawrence Stenhouse)提出“教师即课程研究者(teachers as curriculum researchers)”。新课程改革倡导教师参与课程的编制与开发。本着“教师参与课程与教材的开发,创造性地使用教科”的理念,力图构建“知识、方法、价值观”有机融合的化学学习内容,实现化学课堂“知能情”多方面的育人功能。
教学目标
知识与技能:
1. 知道有利于化学反应的自发进行,但ΔH <0不是判断反应自发的唯一标志。
2. 知道ΔS >0有利于化学反应的自发进行,但不是判断反应自发的唯一标志。
3. 知道化学反应的是否自发同时取决于ΔH ΔS两个因素的影响,即复合判据ΔG ΔH -S
过程与方法:
1. 体验“化学实验”与“角扮演”的活动过程,在活动中观察描述分析、推理和判断现象与结论
2. 了解科学探究方法中的重要手段——“证伪”和“证明”,了解归纳和演绎的逻辑分析方法。
情感态度与价值观:
1. 基于“熵增原理”的类比体验环境保护与低碳生活的重要性和迫切性,增强学生的社会责任感。
2.通过大量的生活实例,逐步形成从科学原理的角度认识身边事物和变化的世界观。
3.通过介绍科学家的研究过程,逐步让学生养成坚强的意志品质和追求目标的持久的动力。
重点、难点
重点:变对化学反应自发过程的影响
难点:焓减与对化学反应自发过程的影响熵变与环境保护
教法、学法
文曲星NC3000
主要教学内容
教法分析
学法分析
焓变对化学反应自发过程的影响
1、探究法:利用数字化探究实验建立感性认知
2、讨论法:分析推理探究假设
3、讨论法:得出探究结论
利用推理和归纳的分析方法,结合自主学习与探究实验,了解焓变对化学反应自发过程的影响。
熵变对化学反应自发过程的影响
1、趣味体验法:活动建立感性认知
2、探究法:数字化实验证明或证伪
3、讨论法:分析推理探究假设
4、讨论法:得出探究结论
利用归纳和演绎的逻辑分析方法,利用常见的化学反应和物理变化,结合探究实验,学习熵变对化学反应自发过程的影响。
ae-活性酯熵变与环境保护
1、活动体验法:角扮演
2、讨论法:环境保护与低碳生活的必要性
从体验活动中感受熵增原理的简单应用,进而树立正确的世界观、价值观、生活观。
实验仪器和用品
数字温度计、火柴、自制绿环保实验盒、剪好的莲花型滤纸、试管、白纸、玻璃棒、空气清新剂、樟脑球
Na2CO3粉末、盐酸(3mol·L-1)、Ba(OH)2固体、NH4Cl固体、NaCl固体、NH4NO3固体、NaOH固体、酚酞试液、NaOH溶液。
教学过程
教学
环节
教师活动
学生活动
设计意图
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同学们,化学反应有很多是放热的,但也有部分是吸热的,那是不是所有自发进行的反应都是放热的呢?下面请同学们自主完成实验,体验一下这些反应是吸热还是放热?反应是否能自发进行?
指导学生实验
设疑同学们,这两个反应自发吗?什么样的化学反应是自发反应呢?
PPT展示
自发反应的定义及自然界中“高水低流”和“低水高流”等图片
播放音乐“高水低流”
设疑氢气燃烧和水的电解哪个是自发反应,哪个是非自发反应?
小组合作实验
1.向写有碳酸钠标签的试管中加入Na2CO3粉末,然后向试管中滴入盐酸,迅速用数字温度计测量并记录起始温度和反应结束时温度。
2. “冰山雪莲”实验
(1先用酚酞试剂润湿实验盒盖内滤纸并使之紧贴盒盖内壁
(2)将实验桌上盛放的Ba(OH)2和NH4Cl试剂全部倒入实验盒中并用玻璃棒不断搅拌,等滤纸颜变化后迅速将玻璃棒取出插入数字温度计,记录起始温度和反应结束时温度。
小组汇报
电子工业专用设备1.实验数据
2.自发反应在一定温度和压强下,不借助光、电等外部作用就能自动进行的反应。
让学生在“做”中学,在“学”中想。
1.利用雪糕盒进行创新实验“冰山雪莲”激发学生兴趣,(Ba(OH)2和NH4Cl反应后温度降到-2似冰山,放出的氨气使盒盖上被酚酞润湿的试纸变红,似盛开的莲花,盖上盒盖防止氨气污染空气,为讲熵判据及环保铺垫)培养学生创新思维及实验能力。
2.在已有知识和生活经验上构建新知识培养学生类比归纳能力。
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设疑根据你对自发反应的理解,以上两个反应是自发反应吗?请大家继续思考盐酸与碳酸钠反应能自发进行的原因。
设疑请同学们举例说明自发进行的放热反应的实例。
设疑:以铁与硫酸铜反应为例,研究自发进行的放热反应在实际中的应用?
设疑Ba(OH)2和NH4Cl反应是吸热反应,为什么也能自发进行,除了能量外,还有什么因素影响呢?
趣味体验演示
(1)在教室前方喷空气清新剂
(2)实物展示樟脑球
(3)自然散落火柴
设疑把一根火柴想像成组成物质的微粒,它们溶解于水中时,微粒排布是如何变化的呢?
演示酚酞滴入氢氧化钠溶液中
指导学生实验
启发思考微粒从集中到分散,从有序到无序用什么来表示呢?
PPT展示
资料一:熵的含义
资料二:熵的由来
口述科学家告诉我们:在科学的大道上没有捷径可走,需要坚强的毅力和持久的动力,但只要努力,奇迹就会发生,如克劳修斯提出“熵”理论。
启发思考(回归实验)1.Ba(OH)2和NH4Cl反应自发进行的原因?实验加上盒盖的原因?
2.自发进行的判据究竟是什么?
评价引导收集学生交流情况并与学生交流自由能判据的记忆方法“顺者昌,逆者亡”、 “大大高,小小低
评价判断结果
讨论交流
1.可能是能量的原因,因为该反应是放热反应,(焓变)能量降低是该反应能自发进行的重要因素之一。
2.将其设计成原电池,将化学能转化成电能,又如氢气的燃烧,可设计成氢氧燃料电池,实现绿能源。
倾听、观察、思考
微粒从集中到分散,从有序到无需的过程
小组合作实验
1.火柴散落
2.分别向写有NaCl、NH4NO3、NaOH的试管中加入对应试剂溶解,迅速插入数字温度计并记录溶液的温度。
小组汇报
1.实验数据
2.自发进行的原因:三种物质的溶解,尽管热效应不同,但从微粒分布上分析,他们都从集中到分散,从有序到无序。
阅读课本
1.熵的概念
2.影响因素
倾听感悟
倾听化学史,感悟科学研究的曲折过程。
讨论交流Ba(OH)2和NH4Cl反应自发进行的原因。
结论
1.(熵变)熵增是该反应能自发进行的重要因素之一。
2.盖上盒盖,减少氨气向整个教室熵增,防止污染。
阅读课本P37
自由能综合判据ΔG=ΔH-TΔS
讨论交流利用判据判断以下四个反应进行的可能性及快速判断的方法。
1.2K(s)+2H2O(l)=2KOH(aq)+H2(g)
2.2CO(g) =2C(s+O2(g) 
3.CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g)
4.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)
比一比根据判据谁判断得快)
题目见评测练习
激活学生原有知识,并将问题引向深入,引导学生归纳出自发反应的焓变判据并“证明”。
理解研究化学反应方向的社会价值。
“证伪”实例,制造矛盾,引发质疑和探究,激发学习热情。
自身体验,增强兴趣,建立宏观理解
让数字温度计说话,学生理解深刻,把微粒想像成火柴,实现了从宏观到微观的转化。
培养学生探究能力、合作交流能力。
培养学生演绎推理能力。
引导学生了解化学史,激发学生学习兴趣,认识科学研究是一个曲折的过程。
一是前呼后应,回归实验,解释原因,二是引导学生时时要有环保意识。
让学生通过归纳法得出高效解题的方法,有成功的自豪感。
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组织讨论1.从沙丘到芯片使“信息高速公路”畅行无阻,工业上用SiO2制取质Si(荒诞计算机芯片)利用了以下两个反应,请用化学反应方向的判据分析哪个更具优势?
2. 钛在航天、军工、医疗、工业生产等行业用途非常广泛,被称为继铁、铝之后的“第三金属”但从发现钛元素到利用以下两个反应:
TiO商法的基本原则2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g)
TiCl4(l)+2Mg(s)=Ti(s)+2MgCl2(s)冶炼钛,用了一个世纪之久仍未实现,而问题就出在第一个反应上,既TiO2TiCl4的转化难以实现,请用今天所学知识推测反应①可能出现的问题是什么?
科学家研究出了用以下反应很快实现了从TiO2TiCl4的成功转化,取得突破性进展,请认真观察下列反应,思考交流TiO2TiCl4顺利转化的原因。
TiO2(s) +2Cl2(g)=TiCl4(l) +O2(g) 
ΔH +161.9kJ·mol-1   
ΔS -38.4J·mol-1·k-1
2C(石墨)+O2(g)=2CO(g)   
ΔH -110.5kJ·mol-1   
ΔS +89.7J·mol-1·k-1 
TiO2(s)+2Cl2(g)+2C石墨)
TiCl4(l)+ 2CO(g)
ΔH -59.2kJ·mol-1 
ΔS +141.0J·mol-1·k-1 
3. 2015年4月1日,环保部门公布北京、广州、深圳主要污染是机动车,机动车尾气中含有NOCO等有害气体,人们提出利用以下反应将它们转化为可参与大气循环的气体,你认为是否可行,理论依据是什么怎样? 实际转化中还需要解决什么问题?
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)
ΔH = -113.0kJ·mol-1   
ΔS -143.5J·mol-1·k-1
讨论交流
第一个反应熵增更多,所有更有优势,与实际工业原理吻合。
讨论交流
反应①可能是焓增、熵减的恒不自发反应。
讨论交流
  科学家充分利用盖斯定律,借助石墨的燃烧,将反应①恒不自发反应与石墨有机燃烧结合,使之转化成了焓减、熵增的恒自发反应,顺利完成了TiO2TiCl4的转化。
讨论交流
经计算,t〈514℃时,该反应就能自发进行,实际转化中还要解决反
应速率问题,如催化剂。
(设计三个问题的共同意图)
培养学生运用知识分析实际问题,解决实际问题的能力,进一步体现
“化学来源于生活,服务于社会”的理念,激励学生学好科学知识,更好实现“STS”的完美结合,促进社会发展。
使学生明白研究化学反应不仅要解决化学反应方向问题,还要解决化学反应速率问题,使学生对化学反应原理进行全面和深层次的认识和理解。
中国养老金发展报告2012
组织学生思考拓展
1.由“火柴变乱”思考
PPT展示图片
墨西哥湾漏油事件;某工厂排放废气;某河道内废弃物;某工厂排放的废水。
启发思考社会中的这些现象,液体泄露会蔓延开来,工业废气、废水排放后会大面积污染,大家能分析治理工业废气、废液或废物的关键环节在哪里吗?为什么?
2.“熵”的眼光看世界
PPT展示熵与环境、社会、信息、生命的密切关系。
归纳 “熵理论”与宇宙演变、社会发展、能源小号、环境污染、生物衰老都有着密不可分的关系,这也是它的社会价值所在。
思考汇报
在预防环节,要控制污染源的释放。因为乱扔的废物、排放的废气或废液会自发的分布到更大的范围,是自发的熵增的过程。
学生感悟自然本身虽然奥妙诡谲,但它在复杂丰富的演化脉络中,蕴含一种令人惊叹的一致性。
引导学生从生活、社会、生命等角度了解熵变,对学生进行生命情感教育和社会责任感教育。
小结
1.我学到的知识:
2.我得到的解决问题的方法:
3.我的社会责任和从科学家研究知识过程中学到的优秀品质:
作业
1、登录百度网站,键入“熵”字,认识熵在其他领域的应用。
2、请你以一天的活动为线索,观察并分析那些现象“熵增”,你克服了那些“熵增”的过程?
《化学反应原理》(鲁科版)
《2.1化学反应的方向》学情分析
 
从本学科纵向维度上看,学生学习本课题时,已经掌握了化学反应的焓变等有关内容,同时也具备了对化学反应从能量、速率、限度等维度研究的思想。本课题联系以上知识,提出了研究化学反应的另一个维度——方向(自发与非自发)问题,并利用焓变判据和熵变判据综合对化学反应的自发做出判断。由于熵“熵增原理”内容较抽象、陌生度较高,因此在教学中通过引入实际生活中体现“熵增原理”的物理变化和化学变化现象为学生的学习提供了认知的感性材料,通过数字化实验和趣味体验加深学生理解,有利于学生在学习时对熵变和熵增做出一般性地常规探讨,并且创造了学生充分发挥思维能力和交流能力的空间。
在科学方法的学习上,作为高二理科生,对常见的科学方法有一定程度的认识,对科学探究的一般过程也有一定的体验,已具备了根据问题设计方案进行科学探究的能力,为了延
伸学生对科学本质的了解以及科学方法的学习,本课题的科学探究中引入“证明法”与“证伪法”,在交替使用二者的同时让学生了解科学探究中的“证明”与“证伪”方法及其对结果作出相应合理正确的解释,从而能较为顺利的完成从具体到抽象,从宏观到微观的思维转换。
另一方面,当代社会中的环境保护问题与低碳生活也时刻影响着学生,他们已经初步建立起了环境保护与节约资源的意识。本课题通过体验活动发展学生相关认知与情感,强化了从基本化学原理角度看待社会问题的意识,促进他们形成正确的世界观与人生观,进一步增强学生的社会责任感。
《化学反应原理》(鲁科版)
《2.1化学反应的方向》效果分析
 
从实际教学效果来看,本课较好地实现了教学目标的预期。通过本课的学习,学生初步形成了对化学反应自发过程的基本认识,能够了解熵变、焓变及复合判据对化学反应自发过程的影响。同时,通过一系列的课堂体验活动,学生深刻感受到熵增原理对实际生产
生活的指导意义,进而建立正确的世界观与价值观,进一步增强了学生的社会责任感。同时,通“一般与特殊”、“现象与本质”、“微观与宏观”等的逻辑推理及转化和“证明”和“证伪”的科学探究让学生体会科学探究的丰富内涵,进一步了解和体验了认识科学本质特征。

本文发布于:2024-09-21 19:51:48,感谢您对本站的认可!

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