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视频标签：化学键
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视频课题：高中化学人教版必修2第一章第三节《化学键》从化学键的角度认识化学反应-北京理工大学附属中学
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教学目标
1、知识与技能
(1)通过了解化学反应中物质变化和能量变化的实质,学会如何从微观化学键的角度认识化学反应
(2)运用键能的相关数据能够定量计算判断反应的能量变化情况
(3)了解化学反应与外界的能量转化,了解能量守恒定量
2、过程与方法
(1)通过对真实反应现象的宏观分析,深入到微观本质的探讨,培养学生的分析推理能力
(2)在问题驱动的活动中,小组讨论解决问题任务的过程中建立新的认识视角,内化认识程序,形成认识策略
(3)通过运用键能的相关数据定量计算化学反应的能量变化的过程,深刻具体的体会反应中能量变化的本质,解释宏观现象
3、情感态度与价值观
从化学键的角度对物质构成和反应再认识,体会学习化学键的意义,认识到化学键是建立物质和能量的桥梁,提升对化学反应价值的认识,从而赞赏化学科学对社会发展的贡献。
2学情分析
一、教材分析
1、课标要求:
能从化学键变化的角度认识化学反应的实质;知道化学的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因;了解吸热反应和放热反应的含义;通过生产生活中的实例了解化学能与热能的相互转化。
2、教材地位:
人教版教材第一章的三节内容有着一个共同的核心:原子结构即元素原子的核外电子排布,它不仅决定了元素在周期表中的位置、决定了元素的性质、也决定了元素原子间的成键方式和类型。在前两节的基础上介绍化学键,使学生进一步认识物质结构的知识,以及化合物的形成和化学反应中物质变化的本质,而对于从化学键的角度认识反应中的能量变化则在第二章,所以化学键这一节起到了呈上启下的作用。
而本节的教学设计将以化学键为桥梁,从化学反应中的物质变化和能量变化统两个角度认识化学反应,实现物质与能量的统一。
3、化学键的功能价值:
化学键概念的建立为学生从原子、分子水平认识物质的构成和化学反应的实质提供了途径。基于化学键学生能够对物质的构成、物质的分类、物质具有能量有深入的理解。基于化学键学生也能够深刻的认识化学反应,认识反应中物质变化的实质和能量变化的实质,将物质变化和能量变化两个角度统一起来,理解化学反应在发生物质变化的同时一定伴随着能量变化;能够判断反应的难易以及反应的实际价值,为后续更好的认识化学反应、选择反应、研究和应用化学反应奠定基础。
二、学习者分析
1、认识基础:
通过对化学键第1课时从化学键的角度认识物质的学习,学生已经了解化学键的含义以及离子键和共价键概念的形成,增进了对物质构成、物质分类和物质具有能量的认识:经知道原子通过化学键(离子键或共价键等)构成物质;形成化学键释放能量,断裂化学键吸收能量;不同物质所含有的化学键不同,化学键不同其强弱程度即“键能”也不同;化学键相同,形成键放出的能量和断开键吸收的能量是相同的。
但对化学反应的认识还停留在宏观,知道化学反应过程中会发生物质变化,但不知道物质的变化的实质是什么;知道物质燃烧要释放能量,但不知道化学反应过程中为什么会伴随能量变化。
2、发展空间:
(1)从化学键的角度认识化学反应中物质变化的实质和能量变化的实质,建立从微观化学键的角度认识化学反应的分析模型,并在应用中内化认识程序,形成认识策略
(2)运用键能的相关数据能够定量计算判断反应的能量变化情况
(3)基于从化学键的角度认识反应的分析模型,能够根据实际需要对化学反应进行选择
3、认识障碍:
要“从化学键的角度认识物质”中建立的静态的化学键、物质、能量三者关系转化到动态的化学反应过程,实现以化学键为桥梁实现物质变化与能量变化的统一,是学生认识的障碍点。
3重点难点
教学重点:建立从化学键的角度认识化学反应的新视角
教学难点:要“从化学键的角度认识物质”中建立的静态的化学键、物质、能量三者关系转化到动态的化学反应过程,实现以化学键为桥梁实现物质变化与能量变化的统一
4教学过程
4.1从化学键的角度认识化学反应
4.1.1教学活动
活动1【导入】回顾氢气在氯气里燃烧的实验现象
【教师提问】这个实验有哪些实验现象?这些现象说明了什么?
【学生回答】黄绿色消失,瓶口有白雾,说明有新物质生成——物质变化
继续燃烧发出苍白色火焰,放出大量的热,说明这是个放热反应——能力变化
【设计意图】学生认识宏观化学反应中中存在物质变化和能量变化,自主建立认识化学反应的宏观视角
活动2【活动】基于化学键，对化学反应有什么新的认识视角？
【教师问题】从化学键的角度怎样解释这个反应过程中发生的物质变化和能量变化?
【学生小组讨论】(学案中资料卡片有常见分子的结构式和键能的相关数据)
【交流汇报】
1、定性认识:氢气分子中的H-H键和氯气分子中的Cl-Cl键断裂形成H原子和Cl原子要吸收能量,原子重新结合形氯化氢中的成H-Cl键要释放能量,释放的能量多余吸收的能量,所以反应向外释放能量。
2、定量认识:利用键能数据计算出吸收的总能量为436kJ/mol×1mol + 243kJ/mol×1mol=679kJ,释放的总能量为2×431kJ/mol=862kJ,所以反应向外释放能量为862kJ-679kJ=183kJ
【教师小结】从化学键的角度如何认识化学反应
【设计意图】从化学键的角度分析解释宏观反应中发生的物质变化和能量变化,自主建立认识化学反应的新视角
活动3【活动】基于对化学反应认识的新视角，如何分析化学反应？
【教师提问】从化学键的角度谈谈你对水分解反应有了哪些新的认识?
【学生独立分析——小组交流】(依据键能计算反应的能量变化)
【汇报交流】(在全班交流讨论中学生认识到1molH2O中存在的4molO—H键)
【教师提问】能否解释上述两个反应中“反应条件”在反应过程中所起的作用?
【思考、回答】氢气在氯气中燃烧的反应,“点燃”条件是提供反应物断键时所需的能量启动反应发生,由于这是个放热比较多的反应,所以只需“点”一下;水分解的反应,“通电”条件除了提供反应物断键所需的能量启动反应发生的同时,由于这是个吸收能量所以不断的通电以维持反应的持续进行。
【教师小结】从化学键的角度认识化学反应以及反应与外界的能量转化形式,强调反应与外界构成的大体系内总能量不变——能量守恒
【设计意图】应用新的认识视角分析其他化学反应,将新的认识自主化;认识反应条件的能量意义,了解反应与外界的能量转化。
活动4【活动】从化学键的角度认识化学反应，对实际生活、生产有什么功用？
【任务】氨在国民经济中占有重要的地位。已知有如下反应在合成氨的过程中需要进行选择:
① 2H2O == 2H2↑+ O2↑
② 2H2+ O2 === 2H2O
③ CH4+2H2O === CO2+4H2
④ CH4 + 2O2 === CO2 + 2H2O
(1)若你是合成氨工业的工程师,你会选择哪个反应途径来制备合成氨的原料氢气?你选择的理由是什么?
(2)合成氨反应的反应条件之一是高温,因此在制备合成氨的过程中还需要外界提供热量制造高温环境,请问你会选择哪个反应途径来提供合成氨反应所需的热量?你选择的理由是什么?
【学生小组讨论】
【交流补充】最终能够从物质变化和能量变化两个角度认识化学反应,选择化学反应
【教师小结】在实际生产、生活中不论是利用化学反应制备物质、提供能量、降低温度等,都需要从化学键的角度对反应的物质变化和能量变化进行综合分析后进行选择、应用,更好的利用化学反应为人类服务。
【设计意图】拓展从化学键的角度认识化学的新视角,比较不同反应的差异,选择对生产生活更有价值的反应,体会从化学键的角度认识化学反应的实际价值,体会学习化学键的意义。
从化学键的角度认识化学反应
——《第三节 化学键》第2课时学案
资料卡片
1、某些化学键的键能数据:
|
H—H |
Cl—Cl |
H—Cl |
H—O |
O = O |
C—H |
C = O |
|
436 kJ/mol |
243kJ/mol |
431 kJ/mol |
465 kJ/mol |
498 kJ/mol |
411 kJ/mol |
799 kJ/mol |
2、某些物质的结构式：
H
2：H—H Cl
2：Cl—Cl HCl：H—Cl H
2O：H—O—H O
2：O=O
CO
2：O=C=O CH
4：
【活动1】基于化学键，对化学反应有什么新的认识视角？
点燃
从化学键的角度解释H
2+Cl
2== 2HCl的反应过程中发生的物质变化和能量变化？
【活动2】基于对化学反应认识的新视角，如何分析化学反应？
通电
从化学键的角度谈谈你对 2H
2O==2H
2↑+ O
2↑有哪些新的认识？
【活动3】从化学键的角度认识化学反应，对实际生活、生产有什么功用？
氨在国民经济中占有重要的地位。现在约有80%的氨用来制造化肥，其余用作生产其他化工产品的原料。已知有如下反应在合成氨的过程中需要进行选择：
① 2H
2O === 2H
2↑+ O
2↑
② 2H
2+ O
2 === 2H
2O
③ CH
4 + 2H
2O === CO
2 + 4H
2↑
④ CH
4 + 2O
2 === CO
2 + 2H
2O
（1）要实现合成氨的工业化生产，首先要解决氢气和氮气的来源问题。空气中有充足的氮气，那么解决合成氨原料来源的关键是如何获得大量的氢气。若你是合成氨工业的工程师，你会选择哪个反应途径来制备氢气？你选择的理由是什么？
（2）合成氨反应的反应条件之一是高温，因此在制备合成氨的过程中还需要外界提供热量制造高温环境，请问你会选择哪个反应途径来提供合成氨反应所需的热量？你选择的理由是什么？
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