化学中的能量变化模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇化学中的能量变化，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

篇1

书写热化学方程式除了要遵循书写化学方程式的要求外，还应注意几个方面。

（1）反应热与反应物和生成物所呈现的聚集状态有关，在热化学方程式中必须标明各物质的状态（g、l、s、aq）；

（2）反应热与反应温度和压强有关，中学所用ΔH一般是指101KPa和25℃因此不特别指明。但需注明ΔH的“+”与“-”，放在方程式的右边，“+”表示吸热，“-”表示放热。

（3）ΔH的单位kJ?mol-1是指热化学方程式中化学计量数在计量反应热时是以“mol”为单位的，并不一定是指1mol物质。所以热化学方程式中各物质化学式前的计量数可用整数或分数表示，且ΔH与化学计量数成比例。同一反应，化学计量数不同，ΔH也不同。

（4）当反应向逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。

（5）书写燃烧热的热化学方程式，应以燃烧1mol物质为标准来配平其他物质的化学计量数。

例（2004年全国理综Ⅱ）：已知

（1）H（g）+1/2O（g）=HO（g） ΔH=akJ?mol

（2）2H（g）+O（g）=2HO（g） ΔH=bkJ?mol

（3）H（g）+1/2O（g）=HO（l） ΔH=ckJ?mol

（4）2H（g）+O（g）=2HO（l） ΔH=dkJ?mol

下列关系式中正确的是（ ）

A.a＜c＜0 B.b＞d＞0 C.2a=b＜0 D.2c=d＞0

解析由热化学方程式中的ΔH与化学方程式中各物质前面的化学计量数有关，以及物质燃烧时都放热得：ΔH=2ΔH＜0，ΔH=2ΔH＜0；又气态水变为液态水这一过程要放热，则c＜a＜0，d＜b＜0。综上所述答案为：C。

二、化学反应中能量与化学键的关系

反应中的热效应等于反应物的键能之和减去生成物的键能之和。当结果小于零时为放热反应。当结果大于零时为吸热反应。

例：化学键的键能是原子间形成化学键（或其逆过程）时释放（或吸收）的能量。以下是部分共价键键能数据H-S 364KJ/mol，S—S 266KJ/mol，S==O 522KJ/mol，H—O 464KJ/mol。

（1）试根据这些数据计算下面这个反应的反应热：2HS（g）+SO（g）=3S（g）+2HO（g）反应产物中的S实为S，实际分子是一个8元环状分子（如图），则反应热为?解析：因为S分子中有8个S原子，由图可知共有8个共价键。每个S就有1个S—S共价键。则该反应的反应热为：

4×364KJ/mol＋2×522KJ/mol-3×266KJ/mol-4×464KJ/mol=-154KJ/mol.

三、可逆反应的反应热

例已知一定温度和压强下，N（g）和H（g）反应生成2mol NH（g），放出92.4KJ热量。在同温同压下向密闭容器中通入1molN和3molH，达平衡时放出热量为QKJ；向另一体积相同的容器中通入0.5molN和1.5moLH，相同温度下达到平衡时放出热量为QKJ。则下列叙述正确的是（ ）

A.2Q＞Q=92.4KJ B.2Q=Q=92.4KJ

C.2Q＜Q＜92.4KJ D.2Q=Q＜92.4KJ

解析：92.4KJ为1molN（g）与3molH（g）恰好完全反应生成2molNH（g）时所放出的热量。而在实际反应中由于存在平衡状态，反应物不可能完全转化，因此Q＜92.4KJ。当温度不变，相同的密闭容器中，起始反应物物质的量减半（相当于减压）时，由平衡移动原理可知，平衡向逆反应方向移动，有2Q＜Q。故答案为C。

四、盖斯定律的应用

例（2012理综新课标高考）：工业上利用天然气（主要成分CH）与CO进行高温重整制备CO，已知CH、H、CO的燃烧热（ΔH）分别为-890.4KJ/mol、-285.8KJ/mol、-283.0KJ/mol，则生成1m（标准状况）CO所需能量为 。

解析：①CH（g）+2O（g）=HO（l）+CO（g） ΔH=-890.4kJ?mol

②H（g）+1/2O（g）=HO（l） ΔH=-285.8kJ?mol

③CO（g）+1/2O（g）=CO（g） ΔH=-283.0kJ?mol

篇2

1 能量观的内涵

促进观念建构的教学有利于促进学生对知识的深层次地理解，更有利于学生未来的发展。《义务教育化学课程标准（2011年版）》明确了形成化学基本观念在化学教育中的重要意义，化学能量观作为重要的化学学科观念，在九年级学生初学化学期间就开始逐步建构，是认识物质世界、理解科学的关键观念，有利于学生了解从能量的角度研究物质及其转化的思维方法。《义务教育化学课程标准（2011年版）》明确指出“义务教育阶段的化学教育，要激发学生学习化学的好奇心，引导学生认识物质世界的变化规律，形成化学的基本观念……”山东师范大学毕华林教授认为：化学基本观念，是指学生通过化学学习，在深入理解化学学科特征的基础上所获得的对化学总观性的认识。化学基本观念不是具体的化学知识，也不是化学知识的简单积累，而是学生通过对所学知识的深刻理解，在化学知识基础上概括提炼出来的。当学生在多年以后逐渐地将所学的学科知识遗忘，教育所给予人们的无非是当一切学习过的东西都忘记后所剩下来的东西。那这些剩下来的东西是什么？这个时候观念建构就显得尤为重要。

能量变化是化学反应的基本特征之一，而且能量观是化学学科的核心观念，是化学学科研究要考虑的重要问题，是研究物质的理科课程的共通问题；然而现在对中学化学的教学研究中，多数偏向于微粒观、元素观、变化观等，缺乏对能量观的研究；有的研究将能量观点纳入变化观之中分析。梁永平教授对中学化学能量观提炼出以下要点：（1）物质的分子或原子具有内能；（2）核外电子按照能量高低分层运动；（3）原子之间的强烈作用使原子处于能量较低的稳定状态；（4）物质转化过程伴随有能量转化；（5）物质分子发生有效碰撞是物质转化的必要条件；（6）物质转化过程中能量是守恒的；（7）原子核内贮存有巨大的能量。梁永平教授认为能量观的建构有利于学生形成核外电子运动的能量思维方式，了解从能量的角度研究物质及其转化的思维方法等。此外梁永平教授还探讨了能量观建构的基本策略。该阐述虽然详尽，但由于能量观基于物理学习，又与微观世界联系，抽象程度比较高，所以多在高中阶段关注，初中阶段则鲜有研究和实践。

学生在九年级初次接触化学，启蒙阶段其实是建构化学基本观念的重要时期。我们在对2011年版义务教育化学课程标准、2012年修订的人教版九年级化学教科书进行文本分析、联系的基础上将与能量有关的化学学习内容进行分析、归纳，得出能量观的重要性，有利于丰富、完善初中化学教学的内容。

2 课标与教材中能量观点分模块例析

我们按照九年级化学的“科学探究”、“身边的化学物质”、“物质构成的奥秘”、“物质的化学变化”和“化学与社会发展”5个模块，分别举例对能量观进行阐述。

2.1物质的化学变化

正如上文提及，能量观往往作为变化观的一部分，能量变化是化学变化的重要特征，所以该模块是最直接体现能量观的部分，在课程标准“化学变化的基本特征”二级主题中，明确指出“知道物质发生化学变化时伴随着能量变化，认识通过化学反应实现能量转化的重要性”。人教版修订教材在第一单元课题1阐述化学变化的基本特征时，明确指出“化学变化不但生成其他物质，而且还伴随着能量的变化，这种能量变化常表现为吸热、放热、发光等”，点明了这种能量变化可以作为判断化学变化的重要特征，并且化学反应中能量变化存在多样性。

课程标准在本模块里提供了3则与能量相关的学习情境素材。

[例1]生石灰和水反应放出的热量能煮熟鸡蛋

该素材在人教版修订教材中，被安排在第七单元课题2“燃料的合理利用与开发”，作为学生认识“化学反应中的能量变化”的导人实验，学生通过实验的体验有利于消除迷思概念：只有通过燃烧才能获得能量吗。该课题借此明确点明物质变化过程中伴随的能量变化是化学的重要研究对象，体现利用化学反应释放能量的燃料对于人类社会的重要意义。

人教版原教材曾经应用镁条与盐酸的化学反应作为例证，但与如今的实验相比，与学生的生活经验距离太远。生石灰取材于食品干燥剂方便易得，与水的化学反应既是生活中制备澄清石灰水的实验方法，又作为九年级化学中获得碱的重要途径；既是历史典故背后的化学道理，又是生活中即热饭盒的运作原理，也可以作为误服干燥剂带来的伤害解释之一。

[例2]葡萄糖在体内释放能量

作为对人体最重要的化学反应之一，该案例最早出现在生物教材中。但是此时初中生在物理中还没有学习到能量的概念，所以难以深入体会。在人教版化学教材“氧气”课题中，动植物的呼吸作为典型的缓慢氧化之一，并指出放热是氧化反应的特征之一，但是在缓慢氧化中并不容易被察觉。在“人类的重要营养物质”课题中，明确给出葡萄糖在酶的催化作用下缓慢氧化的化学方程式，并指出放出能量的作用是供机体活动和维持恒定体温的需要。并且用1g葡萄糖释放的能量数值、糖类提供能量占据人体所需的百分比等数据强化该反应释放能量的意义所在。

由于该模块是化学的学习基础，且与实际问题联系紧密，所以人教版九年级化学教材将以上2则案例分散在“燃料及其应用”、“化学与生活”2个单元中。

[例3]干电池和充电电池

电池与化学主要是高中化学课程内的重要学习内容，但义务教育课程标准一直给出这样的建议，尤其在“活动与探究建议”中列出“观察铜锌原电池实验”。人教版教材没有安排该实验和详细知识介绍，只在“金属资源保护”中介绍了废旧电池的污染。其实该素材能充分体现化学能与电能之间的转化，而且学习物理教材中的水果电池已经对化学能转化为电能有初步了解，所以九年级化学教学已经具备了介绍化学电池的基础，沪教版教材在第九章“化学与社会发展”中，针对“能源的综合利用”，并结合生活、科技中几种不同类型的电池、化学能转化为电能的铜锌原电池实验，引导学生了解化学能转化为电能的化学反应形式；电能转化为化学能在九年级化学教材中的典型案例就是电解水，但教材的重点落在微观解释，也没有对其他电解反应过多阐述。

2.2身边的化学物质

物质转化过程中伴随有化学能与热能、光能等的相互转化，这种认识不是通过告知的方式形成的，而需要在化学变化现象的不断积累中得到强化。在建立化学变化概念的时候，不仅要注意到有新物质生成的关键特征，也要注意到所伴随的热能、光能等现象。所以化学物质的反应事实是九年级化学教学内容中学习、体验能量变化的重要载体。具体事实的学习是化学能量观形成和发展的基础，没有一定的事实积累，很难形成一定的化学能量观。

[例1]氧化反应

氧化反应是九年级化学最重要的一类放热反应，课标要求“知道氧气能跟许多物质发生化学反应”，在教材中体现为非金属单质、金属单质、一氧化碳以及以甲烷、乙醇为代表的诸多有机物与氧气的反应。氧化反应的能量释放通过实验现象多有呈现，例如铁丝燃烧时的熔化与火星四射都是能量释放的效果；又如红磷燃烧测定空气中氧气含量时大量放热，如果不冷却就继续实验，会导致实验误差；碳单质、氢气、酒精、甲烷和一氧化碳等物质在氧气中燃烧放热更加是它们成为燃料的先决条件。化学反应中的能量还可以通过光能形式释放，例如镁条、硫黄等物质燃烧中的发光现象。

[例2]溶解中的能量变化

溶解不是单纯的物理变化，其中伴随的能量变化其实也涉及到微粒的运动与作用力，当然九年级教材只要求从温度表征层面了解即可。课标里在“水与常见的溶液”二级标准中提出的活动与探究建议有“实验比较氯化钠、硝酸铵和氢氧化钠3种物质在水中溶解时的吸热和放热现象”，人教版教材也有具体的实验探究活动与该建议配套，不仅要求观察溶解过程中的现象，还要求记录溶解前后的液体温度具体数值并加以比较，来了解溶解吸放热的情况——这是一种半定量的实验思维去建构能量观的教材呈现方式。另外，人教版教材在“浓硫酸的腐蚀性”部分，强化突出浓硫酸稀释实验，并提示通过触觉感知、现象分析等途径了解这一典型的溶解放热现象，以此点明稀释要点。

2.3物质构成的奥秘

微观世界同样伴随着种种能量变化，虽然九年级尚未涉及化学键与分子间作用力的问题，但是核外电子运动本身就是一种能量的反映，核外电子按照能量高低分层运动，这在人教版“物质构成的奥秘”单元中有明确描述。

而分子和原子本身就具有能量，温度越高，原子和分子的运动就越剧烈，物质具有的热能就越大。人教版教材中利用品红在热水中扩散加快的案例进行了例证。

课程标准要求认识物质的三态及其转化——虽然相关知识在物理中已经涉及，但是九年级化学需要学生了解温度对物质微粒运动和间距的影响，从而深入理解其对物质三态转化的影响。

2.4化学与社会发展

能量是人类生存和发展基本三要素之一，人类研究能量的最终目的是更好地获取和应用。所以“化学与社会发展”模块与其他模块充分联系，有利于在知识在社会和生活的应用中建构能量观。

[例1]燃烧和燃料

燃烧作为氧化反应的重要表现形式，也是最重要的放热反应之一。笔者认为教学中不应只拘泥于“认识燃烧、缓慢氧化和爆炸发生的条件，了解防火灭火、防范爆炸的措施”，还需要了解那些加热释放氧气的化学物质如高锰酸钾、氯酸钾、硝酸钾和双氧水等同样会体现助燃的效果，所以在药品存放、使用安全方面需要注意——这一点在事实水平上能强化学生对燃烧的理解，也能完善学生的实验安全意识。当学生在日后的深入学习中对于原子结构有了一定的理解性认识，就可以在氧化还原水平上认识燃烧现象，从而将发光、发热与原子得失电子等事实联系起来。虽然在九年级化学教学内容中无须从微观层面诠释燃烧和氧化反应，但是在能量观建构中不断发展对燃烧现象的理解，也是强化物质转化伴随有能量变化认识的重要举措。

基于燃烧反应，一些热值高、来源广的可燃物，成为对人类至关重要的燃料。在九年级化学学习过程中，学生如何“认识燃料完全燃烧的重要性”？人教版教材以碳的不完全燃烧为例，指出不完全燃烧导致的燃料燃烧利用率降低，既浪费资源又污染空气；还从燃烧三要素角度提出燃料充分燃烧的2种方法。

[例2]为人类提供能量的营养物质

课程标准中要求知道一些对生命活动具有重要意义的有机物，其中最主要是供能物质，除了葡萄糖为代表的糖类，还有蛋白质和油脂。人教版教材对这些营养物质的供能数据和对人体一日的需求满足百分比做出定量描述，见表1。

2.5科学探究

人教版教材里，科学探究模块的要求除了在第一单元有独立的设置，大部分内容通常渗透在各个课题的教学中。

温度是分子平均动能的外在表征，在“走进化学世界”单元里，能量观渗透在蜡烛和酒精灯火焰的温度测定之中。而作为最常见的反应条件之一的加热，则是一种为反应体系提供能量的方法。

3 九年级化学教学中能量观建构的建议

通过文本分析，我们发现能量的观点渗透在九年级化学各个模块，且不能通过孤立的知识呈现出来，往往需要不同模块的联系和支撑。例如，课程标准里“物质的化学变化”模块提供的2则情境素材（生石灰与水的反应、葡萄糖的供能反应），在教材中分别出现在“燃料及其利用”、“化学与生活”2个单元中，体现与“化学与社会发展”模块的综合。笔者结合在江苏书人教育集团面向化学特长生的教学实践，谈一谈在九年级化学教学中建构能量观的建议。

3.1吸热还是放热

判断一个化学反应吸热还是放热，逐步建构能量观的最简单方法就是请学生去感受实验中的温度变化。生石灰与水反应，让学生用手触摸试管，温度的变化给予学生最直接的体验，而且请同学在不同时间段感受温度逐步升高的趋势；锌粒与稀硫酸反应制备氢气，别只局限于实验原理和装置，也让学生摸摸试管——也是烫的；酸碱中和时，不要局限于指示剂的变色这种明显的现象，也让学生触摸试管——热的。几次摸试管就可以引发学生对化学反应的热量从哪里来的疑问和思考，通过温度变化的体验潜移默化地建构化学能量观。

观念建构教学的问题还应有一定开放性和挑战性，使学生能从多个角度、多个方面进行思考，不同能力水平的学生可以得到层次、范围不同的结论。

例如，在九年级的化学教学中有很多放热反应的典型案例，但是人教版教材对吸热反应只提及一句话：炭和二氧化碳的反应是吸热反应。学生没有感性认识，理解起来比较困难，建议在这里补充另一个吸热反应的实验：氢氧化钡固体和氯化铵固体在烧杯中研磨，实验前，在烧杯底部放一片硬塑料片，在硬塑料片上滴2滴水，再将固体混合物研磨，过一会儿硬塑料片就和烧杯粘在一起。

由这个补充实验想到：判断一个变化（无论是物理变化还是化学变化）吸热还是放热，是否只有各种教辅书上提及的温度计的方法？以浓硫酸溶于水放热为例，我们可以引导学生思考放热除了对温度有影响，还会引起气体压强、空间体积、物质溶解度、物质状态等的变化。结合学生的思维我们得出如下几种可能的角度：①温度的变化，除了使用温度计外，用手去触摸感受最直接但是无法定量比较，基于目前化学实验教学的现代化，还可以向学生介绍数字化实验在监测温度变化中的应用——温度传感器可以即时反映温度的改变趋势和变化幅度，是作为研究化学反应能量变化的重要手段；②气压的变化，我们可以采用如图1的实验装置，由于溶解放热会引起气体压强增大，所以通过观察液面a、b的变化进行判断；③可以通过一个体积可变但压强恒定的容器（例如带活塞的气缸），观察活塞的运动，了解体积的变化；④如图2所示，将烧杯置于涂有石蜡的木块上，再将浓硫酸和水混合，通过观察石蜡状态的变化，判断反应是放热还是吸热；⑤如图3所示，将浓硫酸和水混合后的试管放在盛有饱和澄清石灰水的烧杯中，观察固体的析出情况。

通过实验表征观察、分析能量变化，是重要的化学学科方法，也是建构能量观的重要途径。

3.2拓展对燃料的认识

九年级化学的“化石燃料的利用”、“能源的利用与开发”教学常常陷入科普化怪圈，如何让这部分内容化学味道浓厚一些？例如以下这些问题就不拘泥于一般的考试题目，但引导学生对化学学科问题深入思考，能充分调动学生思维和积极性：

（1）燃烧能为我们做什么？

（2）是不是所有可燃物都可以充当燃料？充当燃料必须具备怎样的特征？

（3）联系国内现状，如何综合分析国内大众使用三大化石燃料的利弊？

（4）给出煤气、液化石油气、天然气的价格和热值，从定量的角度分析家庭使用哪种气体燃料最经济？

如果与其他单元联系，则可以有更有意义的问题衍生出来。观念建构的问题本身应该潜在地体现与学习者原有知识经验的联系，同时它又蕴含着新的关系和规律，这种联系不只是针对问题的表面特征，更主要的是针对问题中的深层关系和结构，即在观念层面上有联系。例如与科学探究模块中加热这一操作融合，可以提问：

（1）实验室里有多少种加热的手段为化学反应提供条件？

（2）如何在实验中节省能源？

在复习课的教学中燃料话题可以联系社会与科技发展，既有利于强化能量观，也体现考试的热点。例如秸秆的不完全燃烧造成了烟霾的污染，而充分利用秸秆，是改变条件促使其充分燃烧呢？还是将秸秆转化为其他可燃气体来完成生物质能一化学能一热能的转变呢？

3.3放热反应与反应类型

篇3

“能源的综合利用”是具有社会意义的主题，以这样一个主题作为项目，有利于将学科知识和课程内容进行整合，教学过程中让学生借助各种探究手段和活动以及与项目相关的各类资源对学科核心知识进行有意义的建构，从而实现学生综合智能的发展。

二、项目设计

本项目立足于能源的综合利用，将高中化学必修2化学反应与能量的内容进行整合，设计了四个专题：“认识能源”“燃料篇”“电能篇”“化工原料篇”。首先让学生对能源有一个整体的认识，然后在探索化石燃料作为生活中稳定能量来源原因的任务驱动下，先从宏观角度认识化石燃料的燃烧性质，建立能量观、发展变化观，再深入微观本质认识化学反应――燃烧反应提供能量的本质原因，最后定量认识燃料燃烧释放能量的能力大小；之后分析火力发电的原理及弊端，通过探索氢氧燃料电池能否实现化学能与电能之间的直接转化，建构原电池认识模型，从而发展学生的利用模型解决生活实际问题的能力，并培养学生变化守恒的科学素养；通过对化石燃料为原料直接或间接转化成的基础化工原料甲烷、乙烯、乙醇、乙酸及苯的组成、结构、性质及化工方面用途的探讨，帮助学生理解综合利用传统能源的方法，形成对能源可持续发展的意识，培养学生绿色应用的科学素养；最后让学生查阅资料了解新能源对解决能源问题及对能源发展的作用和价值，引导学生对能源有全面的认识和发展的眼光。

项目具体方案设计如图1所示。

三、项目教学中的关键问题

1.项目教学内容分析时，要确认教学内容的基本观念，建立项目中事实性问题、核心概念知识及核心观念之间的联系。

新课标对这两部分内容的教学要求：（1）理解化学键的断裂与形成是化学反应能量变化的主要原因，建立从微观结构的变化看化学反应与能量观。（2） 认识化学键的涵义，知道离子键和共价键的形成。

本专题以“研究化石能源作为燃料的本质原因”为中轴线，辐射到化学反应的本质的探讨，为核心概念知识的落实提供了较为丰富的事实性问题。本专题根据解决实际问题时涉及的核心概念知识及这些概念对学生核心观念的建构的作用来安排教学顺序。其具体联系可用图2来表示。

2.以观念为核心分析学生在主题知识内容与基本观念方面的发展程度。

从学生学习的角度看，“放热反应和吸热反应”的教学价值主要体现在以下几个方面：第一，认识化学反应的视角由关注物质变化转向关注能量变化，拓展了学生认识化学反应的角度。第二，由学生已有的化学反应伴随着能量变化的感性认识，去探索化学反应中能量变化的宏观原因；认识化学反应中能量转化的途径和形式，如化学能与热能的相互转化。第三，通过实验，定性地感受化学反应中能量的变化。

“化学键”的教学价值主要体现在以下几个方面：第一，发展学生从物质结构角度认识分子再分、原子重新组合的原因。第二，由学生已有的化学反应伴随着能量变化的定性认识，去探索化学反应中能量变化的微观原因；认识化学反应中能量转化的途径和形式。第三，通过计算，定量地认识化学反应中能量的变化。

总之，从整个专题看，要求学生的认识方式从宏观到微观、从定性到定量，并且发展和完善学生的微粒观、变化观和能量观。

3.教学中要想学生对相关教学内容有整体把握，必需理清事实、概念及观念之间的关系，抓住关键性内容，教给学生有组织的知识体系，而不是将孤立零碎的、毫无联系的知识教给学生。

化学反应过程中不仅有物质变化，而且伴随着能量变化。从能量角度认识化学反应是高中化学教学的重要内容，也是学生“能量观”“变化观”建构的重要方面。

4.教学过程中，以核心概念为桥梁，发展和完善学生的核心观念。

本专题以“化学键”为桥梁发展和完善学生的微粒观、变化观和能量观。学生核心观念的形成与发展是以相关具体概念性知识的学习为基础的。本专题通过化学键概念的建立，帮助学生认识到微粒之间的相互作用，从结构的角度认识物质的组成，发展学生从原子、分子水平认识物质的构成和化学反应；同时，化学键的概念帮助学生认识物质变化的实质是旧键的断裂和新键的生成过程，这也是解释化学反应有能量变化的原因。

5.教学中需要立足学科的整体高度，利用学生多次认识化学能与热能的机会，在化学事实和相关概念学习的基础上，引导学生通过理性思维不断拓展和深化能量观。

整个专题一围绕“化学反应伴随着能量变化”这一学科基本问题引导和启发学生思维，帮助学生逐步形成相应的认识思路和方法，进而转化为学生从能量角度分析和解释相关问题的经验和能力。

篇4

本节课的教学是围绕化学能与热能的关系而展开的。教学分为三个部分：

在第一部分中教材先从化学键知识入手，说明化学键与能量之间的密切联系，揭示了化学反应中能量变化的主要原因。然后分析了化学反应过程中反应物和生成物的能量储存与化学反应吸收还是放出能量的关系，为后面强调“与质量守恒一样，能量也是守恒的”的观点奠定了基础。

在第二部分中教材通过三个实验，说明化学反应中能量变化主要表现为热量的形式，提出吸热反应和放热反应的概念。这部分内容强调了科学探究和学生活动，让学生在实验探究中认识和感受化学能与热能之间相互转化及其研究过程，学会定性和定量的研究化学反应中热量变化的科学方法。

在第三部分中教材为了拓宽学生的科学视野，图文并茂地说明了生物体内生命活动过程中的能量转化、能源与人类社会发展的密切关系，使学生建立正确的能量观。

关于化学反应与能量之间的关系，学生在初中化学中已经有所了解，在他们的生活经验中也有丰富的感性认识。本节教学内容是让学生在学习物质结构初步知识之后，从本质上认识化学反应与能量的关系。

本节教学重点：化学能与热能之间的内在联系以及化学能与热能的相互转化。

本节教学难点：从本质上（微观结构角度）理解化学反应中能量的变化，从而建立起科学的能量变化观。

依据以上分析，建议将本节课的教学分为三个课堂教学单元：理论思考教学，实验探究教学，实际应用教学。这三个教学单元相互联系，同时又各自平行独立，其中任何一个单元都可以作为教学切入点进行课堂整体教学，这样就形成了以下几种教学思路：

教学设计Ⅰ以理论思考教学作为切入点。

从复习化学键知识入手启发学生思考化学反应中“化学键的破与立”与化学反应中能量变化的关系进入理论思考教学引发学生考虑化学能与热能相互转化的问题进入实验探究教学提出人类如何利用化学反应产生的热量问题进入实际应用教学。

这一教学思路强调的是理论的指导作用，启发学生从理论出发提出化学反应中能量变化的几种科学假设，然后设计实验对各种假设进行验证，以此培养学生应用理论知识解决实际问题的能力。

理论思考教学单元中，应充分利用学生已有的结构化学知识、化学键模型、图表和多媒体课件等课堂内的教学资源，运用模拟课件将“化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因”这一抽象复杂的知识直观化和形象化，运用对比、比喻、联想等教学方法进行“一个确定的化学反应在发生过程中是吸收能量还是放出能量，决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小”的教学，力求用直观化的图表说明问题，注意新、旧知识的衔接和启发学生进行讨论和对比。

教学设计Ⅱ以实验探究教学作为切入点。

首先从一个燃烧实验入手启发学生理解物质发生化学反应的同时还伴随着能量的变化，而这些能量变化通常又表现为热能变化进入实验探究教学提出“为什么有的化学反应吸热，而有的化学反应放热”的问题进入理论思考教学提出人类如何利用化学反应产生的热量问题进入实际应用教学。

这一教学思路强调的是科学研究的一般过程，即应用实验创设教学情境，引发学生发现并提出新的问题，设计并进行实验用以收集、整理事实和数据，再得出结论，抽象出吸热反应和放热反应的概念，然后上升到理论高度去理解概念，最后应用到实际中去。整个教学过程即是一个完整的科学探究过程。

实验探究教学单元中，在探讨化学反应放热、吸热本质时，要使学生明确三点：1.热量变化是化学反应中能量变化的主要表现形式；2.化学反应过程中的能量守恒；3.化学反应在发生过程中是吸热还是放热，决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。实验2-1、2-2、2-3是教学中非常重要的课内教学资源，为了最大限度的发挥其教学价值，建议将实验2-1和实验2-3安排为学生分组实验，因为放热现象不能用眼睛直接观察到，学生亲自动手实验有利于触摸反应器和观察温度计，能增强感性认识。由于实验2-2中产生氨气，因此要在通风条件好的环境下安排学生分组实验，此实验直观，现象明显、有趣，能很好的调动学生的参与热情。经过分组实验，学生有了完整丰富的感性认识后，引导学生进行高质量的理性分析则是至关重要的。通过学生汇报、小组内交流、填写实验报告等多种多样的形式，给学生创造机会学习对现象的描述和分析、对实验事实和数据的处理、依据事实和数据进行抽象等科学方法。最后，为了能使实验教学进入高层次的创造性实验和创造性思维阶段，可以提出一些富有挑战性的学习问题或任务，供学生在课堂内讨论或课外深入学习。例如，除了触摸、使用温度计和观察少量水是否结冰等方法外，还有没有其他指示反应放热或吸热的方法？将你认为可行的方法列出来，并根据这些方法设计实验；在定性实验的基础上能否定量测定一个反应所放出或吸收的热量？如果能，应该怎样设计实验？你怎样设计实验比较两个反应放出能量的大小？

教学设计Ⅲ以实际应用教学作为切入点。

首先让学生观看人类开发和利用能源的录像、图片等，或提出一个有关能源的社会实际问题进行讨论进入实际应用教学使学生认识到化学反应所释放出的能量是当今世界上最重要的能源，研究化学反应中能量变化的重要意义进入实验探究教学引导学生考虑怎样从本质上去理解：为什么有的化学反应吸热，而有的化学反应放热？进入理论思考教学。

这一教学思路强调的是将化学研究与社会的生存和发展密切联系起来，引导学生从实际出发去研究化学反应。

实际应用教学单元中，注意较多地渗透化学社会学的观点，要求的知识比较浅显但涉及的知识面广，这部分内容在课堂内不要讲得过深、过细和过多，应侧重于调动学生的学习兴趣和学习热情，引导学生充分利用课外教学资源进行学习。在课堂内建议选择有针对性的录像片段、具有说服力的图片、数据资料供学生观看和阅读，然后进行讨论和分析。同时，给学生一些学习问题和学习任务，鼓励学生充分利用课外教学资源进行学习，如上网学习，去图书馆查阅资料，到社会上去调研，寻找日常生活中与能量有关的现象等，也可下发一些课后阅读资料让学生分析并写出报告。

本节课整体教学结构及流程图为：

二、活动建议

实验2-1

实验要点：铝与稀酸和弱酸反应现象不明显，常常需要加热，所以要选择强酸且浓度不要太低。尽量使用纯度好的铝条，反应前要用砂纸打磨光亮，这样进行实验时，用手触摸才能明显感觉到反应放热，用温度计测量效果会更好。

实验报告设计：

实验目的1.了解铝与盐酸反应中热量变化的情况；

2.学会观察和测定化学反应中热量变化的方法。

实验要求组内成员共同合作完成下列三个栏目中所要求的学习任务。

实验活动时间：小组成员姓名：

思考与讨论

1.铝与盐酸反应的化学方程式：。

2.在反应过程中你将能看到什么现象？

3.用眼睛不能直接观察到反应中的热量变化，你将采取哪些简单易行的办法来了解反应中的热量变化？

4.要明显的感知或测量反应中的热量变化，你在实验中应注意哪些问题？

实验记录

实验步骤*

眼睛看到的现象

用手触摸的感觉

用温度计测量的数据

在一支试管中加入2～3mL6mol/L的盐酸溶液向含有盐酸溶液的试管中插入用砂纸打磨光的铝条

结论

反思与评价

（一）个人反思和总结

1.通过这个实验你学到了哪些化学知识？学会了哪些实验方法？

2.在整个过程中，你最满意的做法是什么？你最不满意的做法是什么？

（二）组内交流和评价

1.在思考、讨论过程中，同组成员给了你哪些启示？你又给了同组成员哪些启示？

2.在实验过程中，同组成员给了你哪些帮助？你又给了同组成员哪些帮助？

（三）组间交流和评价

1.当听完其他小组的汇报后，发现他们的哪些做法比你们小组的好？哪些不如你们的好？

2.当听完其他小组的汇报后，你是否又有了新的想法？

根据你在这次活动中的收获和表现，以10分制计算，你的得分是：。请阐述理由：。

请将你的报告送交到老师处。谢谢合作！

*实验步骤也可以让学生自己设计和填写。

实验2-2

实验要点：这个实验成功的关键是在短时间内反应充分进行，使体系温度快速降低，将玻璃片上的水凝固。实验中要注意两点：（1）将Ba(OH)2·8H2O晶体研磨成粉末，以便与NH4Cl晶体充分接触；（2）由于该反应属于固相反应，一定要在晶体混合后立即用玻璃棒快速搅拌混合物，以使它们很快起反应；（3）反应放出有刺激性气味的氨气，会造成学习环境的污染，所以要注意对氨气的吸收。

建议实验探究过程如下：

（一）提出研究的题目

在常温下氢氧化钡晶体与氯化铵晶体反应过程中能量的变化。

（二）收集实验证据

1.阅读教材并根据已有知识设计实验方案和实验步骤如下：

图2-1氢氧化钡晶体与氯化铵晶体的反应

2.根据上述实验方案和步骤讨论实验过程中应注意的问题。

3.分组实验，观察实验现象，收集实验事实。

4.汇报实验现象和结果。

（三）整理并得出结论

1.列表整理实验事实和结论：

实验步骤实验现象得出结论将晶体混合后立即用玻璃棒快速搅拌混合物有刺激性气味的气体产生，该气体能使湿润的紫色石蕊试纸变蓝有NH3气生成用手触摸烧杯下部感觉烧杯变凉反应吸热用手拿起烧杯烧杯下面的带有几滴水的玻璃片（或小木板）粘到了烧杯底部反应吸收热量使体系温度降低，使水结成冰将粘有玻璃片的烧杯放在盛有热水的烧杯上一会儿再拿起玻璃片脱离上面烧杯底部冰融化反应完后移走烧杯上的多孔塑料片，观察反应物混合物成糊状有水生成

2.用化学方程式表示上述反应：

Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl==BaCl2+2NH3+10H2O

（四）反思与评价

1.整个实验中有哪些创新之处？

2.在实验过程中对你最有启迪的是什么？

实验2-3建议将教材中的实验改为下列三组对比实验。

实验要点：通过三组强酸和强碱之间的反应对比实验，定性的抽象出“中和热”概念。在实验中要注意：（1）三组实验所处条件要相同，如使用的仪器、外界环境中温度和压强要相同；（2）三组实验酸和碱的用量要相同，以保证生成水的量相同；（3）控制相同的反应时间。

三个学生分成一组进行实验，其中每个学生做一个实验并记录现象和数据，供组内交流、比较使用，然后讨论得出结论。最后向全班汇报，进行组间交流。

步骤一：三个学生各取一个大小相同的试管，分别做一个实验并记录实验现象和数据。

步骤二：汇总实验现象和数据并列表比较。

反应物

及用量

酸

HNO350mL1mol/LHCl50mL1mol/LHCl50mL1mol/L

碱

NaOH50mL1mol/LNaOH50mL1mol/LKOH50mL1mol/L

混合前温度

室温

室温

室温

混合后温度

t1

t2

t3

结论

HNO3与NaOH发生中和反应时放热HCl与NaOH发生中和反应时放热HCl与KOH发生中和反应时放热

对实验进行

归纳和概括

强酸与强碱发生中和反应时放出热量

步骤三：对实验进行原理性抽象──为什么强酸与强碱发生反应时都会放出热量？

本质分析──三个反应的化学方程式和离子方程式分别为：

HNO3+NaOH=NaNO3+H2O，H++OH-=H2O

HCl+NaOH=NaCl+H2O，H++OH-=H2O

HCl+KOH=KCl+H2O，H++OH-=H2O

由此可见，三个反应的化学方程式虽然不同，反应物也不同，但是它们的反应本质相同，都是H+与OH-离子反应生成水的反应，属于中和反应，其离子方程式都是：H++OH-=H2O。所以，可提出推测，即中和反应都放热。由于三个反应中H+和OH-离子的量都相等，则生成水的量也相等，故放出的热量也相等（在上述三个实验中，温度上升的幅度接近）。

形成概念──酸与碱发生中和反应生成1molH2O时所释放的热量称为中和热。

三、问题交流

学与问

这里所列举的两类反应说明了化学反应与热能之间的辩证关系以及它们之间的相互转化：

一方面，用煤、石油、天然气的燃烧放热来说明化学能向热能的转化，人们利用这些化学反应获取能量；另一方面，用CaCO3经过高温煅烧分解生成CaO来阐述热能对化学反应的支持作用，人们利用热能来完成常温下很难发生的化学反应。

总之，通过列举实例和提出问题，引导学生不仅思考化学反应与能量的关系和相互转化问题，还要探讨背后的本质问题。

思考与交流

学生通过实验认识和感受中和反应中的热量变化，教材又提出了“如何通过实验来测定盐酸与氢氧化钠反应的中和热”的问题，将定性实验探究引向定量实验探究上。这对学生的实验技能要求更高，因为学生在设计定量实验时要考虑的因素更多。在设计实验装置和操作时应从两个方面考虑，一是注重“量”的问题，如①反应物的浓度和体积取定值；②测量反应前后的温度值；③做平行实验取平均值。二是尽量减小实验误差，如①用经过标定的盐酸和氢氧化钠溶液；②量液器最好使用移液管；③搅拌使反应充分进行；④及时散热，使混合液温度均衡；⑤温度计的精确度高，最好使用精度为0.1℃或更高的温度计；⑥盐酸跟氢氧化钠溶液混合后液面上方的空间尽可能小；⑦使用绝缘装置，避免热量散发到反应体系之外；⑧温度计要读准确。

四、习题参考

1.吸收能量，放出能量，反应物总能量与生成物总能量的相对大小。

2.热量，放出。

3.C、H元素，CO2、H2O。

篇5

关键词 新课标改革；高中化学；教学策略

高中对学生来说是一个十分关键的学习阶段，这时的学生接受能力和理解能力以及运用能力都需要在原先基础上有一个质的飞跃。而新课改前提下的高中化学教学更要做到这一点，即在重视化学基础知识和技能教学的同时更要培养学生社会主题和知识的应用，加强其与社会实际的联系。除此之外，教师还要注重学生学习逻辑的培养和创新能力的塑造，旨在为国家培养实用创新型人才。在这种新环境下，教师就要改变传统的教学模式，而学生也要改变以往僵化的学习模式，通过师生互动来适应课改，提高学习效率。所以，本章就对如何实现化学教学策略的转向提出几点建议。

1.教师树立先进的教学理念

教师教学理念的落后与先进直接会对学生学习的好坏造成影响。我国教育部门正是意识到了这一点，才将师生观的转变作为新课改理念的核心。所以，为了顺应改革的潮流，教师的教学手段也要实现转向，改变以往陈旧落后的教学观念，从而树立民主科学平等的教学理念，以便为培养学生的创新思维和创新能力服务。而教师教学的新理念不仅体现在其教学思想上，还体现在教学方法的革新上，以下面教学内容为例。案例1.《化学反应中的能量变化》教学

本章的教学目标是让学生了解吸热反应、放热反应的相关概念和能量变化（吸热、放热）的本质原因并最终能够灵活运用。而传统的教学模式便是教师满堂灌，一股脑地将相关理论抛给学生，让学生熟记概念然后根据相关概念答题，这就造成很多学生对概念的理解只停留在表面，做题时也是死记死套，长此以往，学生的思维就僵化了，这也是为什么很多学生只会做题不会解释其原因的一个重要原因了。为了扭转这一教学现状，教师在教学时就应该有所改进。

这章的教学内容与初三的质量守恒定律有相通之处，所以，高一的学生对此并不陌生，而教师就可以抓住这一机会，充分调动学生的思考能力，让学生思考本节和原先所学有什么联系又有什么不同，这样一来，学生的学习思维就不仅仅局限于本章了。在学生提出自己答案之后，教师就可以根据学生理解的差异有针对性地进行讲解，而不是主观臆断了。同时，教师除了培养学生积极主动思考能力之外，更要注意学生的学以致用。而为了有效地考察学生灵活性，教师在选择练习题时也要有所侧重，不要专挑老套、俗烂的题型给学生练习，而要注重新题型的培训，加强学生学习迁移能力的训练，这也是新课标改革的主要目标之一。如下题：

1840年盖斯根据一系列实验事实得出规律，他提出“若是一个反应可以分几步进行，则各步反应的反应热总和与这个反应一次发生时的反应热相同”，参照它回答：现已知道热化学方程式：

C（固、金刚石）＋O2（气）＝CO2（气）＋395.41kJ

C（固、石墨）＋O2（气）＝CO2（气）＋393.51kJ

则金刚石转化为石墨时的热化学方程式为：C（固、金刚石）＝C（固、石墨）＋1.90kJ；由热化学方程式看来更稳定的碳的同素异形体是（碳）

显然，这道题是意在考察学生对能量变化本质原因的掌握，但它与传统的题型存在很大的差别，那就是它在考察能量变化本质原因的同时考察了碳的性质，这就使得学生将初中的化学知识和高中所学有机地结合在一起，有利于学生学习体系的形成。而传统的题型则没有这一优势。如：已知在25、101Kpa下，1gC8H18（辛烷）燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40KJ热量。则表示上述反应的热化学方程式正确的是(B)

A.8H18（l）+25—2O2（g）=8CO2（g）+9H2O（g）；ΔH=-48.40kJ/mol

B．C8H18（l）+25—2O2（g）=8CO2（g）+9H2O（l）；ΔH=-5518kJ/mol

C．C8H18（l）+25—2O2（g）=8CO2（g）+9H2O（l）；ΔH=+5518kJ/mol

D．C8H18（l）+25—2O2（g）=8CO2（g）+9H2O（l）；ΔH=-48.40kJ/mol

这便是传统题型的设定，这种题型只单单就学生目前所学的知识进行巩固，对能量变化本质原因的考察过于僵硬，缺乏灵活性，不能很好地体现新课标的改革要求。所以，教师在平常教学中就应该多注意新型题型的出现并及时反馈给学生，让学生的学习思维不断更新，这样才能真正促进学生的智力发展。

2.学生养成良好的自学习惯

授之以鱼不如授之以渔。这就告诫教师在教学活动中要将培养学生的自主学习能力放在首位，通过多种教学方法鼓励学生自主学习，让他们养成独自发现问题、分析问题、解决问题的习惯。因为学生才是学习的真正主体，新课改的目的也是要加强学生学习的自主性，所以，学生应该做到减少对教师的依赖，养成独立思考的习惯。只有这样，学生才能从本质上弄懂知识结构并且使自己的学习能力得到提升。

案例2.高中化学内容的归类

为了让学生能够有清晰的知识结构，形成完整的知识框架，教师应该引导学生对高中整本教材的学习章节进行一个整体的分析，而这个分析的具体过程是由学生单独或是通过讨论的形式来完成的，教师在此只是一个引导者。而我们知道，高中化学课程内容虽然在不同模块之间，但它们内部都有着千丝万缕的联系。只要我们对它稍加研究就不难发现，高中化学是以物质结论理论和物质变化理论两大部分组成，而之前的《化学反应中的能量变化》则是联接初高中化学的纽带，这样一来，庞大的化学体系就被分成了三部分。然后，我们再对每个部分的子部分进行分类总结，结果发现原子结构、元素周期律、化学键、分子结构、晶体结构都属于物质结论理论，而氧化还原反应、离子反应、化学反应速率和化学平衡、化学反应和能量变化、化学反应规律、有机化学反应的类型等恰恰是属于后一理论体系，如此一分，整个化学框架就清晰可见了。如果学生能养成这样的自学和思考能力，自主学习、自主探究，那么化学的学习就变得轻而易举了。

所以，为了适应新课标改革，实现高效灵活的教学模式，切实培养高素质人才，眼下的高中化学教学应该从教师和学生双维度进行改变，实现教师新教、学生自学的互动教学，从而真正地做到优化教学效果，为我国教育注入活水。

参考文献

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“化学反应中的热效应”是《化学反应原理》模块中非常重要的内容，它主要是从能量变化角度来认识化学反应。先引入焓变ΔH，利用物质总能量的变化、化学键的变化、盖斯定律、化学实验等方面来学习化学反应的热效应。这些知识对高中生来说是全新的知识，学习起来有一定的难度，而且又派生出了焓变、放热反应、吸热反应、热化学反应方程式等陌生概念，增加了学生学习的难度。因此，在化学反应热效应的教学中，如何在较短时间内让学生理清学习的思路，掌握好教学内容就成为教师值得研究的重要课题。笔者根据教学实践经验，从以下几个方面谈谈化学反应热效应教学的策略问题。

一、巧妙设问，化解知识疑点

心理学研究表明，思维永远是从问题开始的，而创造潜能往往能在排除疑难的过程中得到激发。随着教育教学的不断改革，随之而来的教学方式必须由“教教材”向“用教材”转变。这就需要高中化学教师转变传统化学课堂的教学模式，利用“问题”思考，教会学生学习。俗话说：“学起于思，思源于疑。”可以说问题是推动学生学习的原动力，也是学生进行一系列探究活动的前提。西方学者德加默曾经说过：“提问得好就是教得好”。在高中化学教学中，有效提问是建立在师生之间的双向交流，教师教得如何，学生们掌握的程度怎样，都能在课堂中学生的提问过程中加以了解。因此，在高中化学的课堂教学中，利用巧妙设疑来进行化学反应热效应的教学，不仅可以活跃课堂教学氛围，调动学生化学学习的积极性，还可以对教学过程实施进行实时监控，提高教学质量和效率。

1.在概念教学中设置疑问

在化学反应热效应的教学过程中，笔者有意识地设置疑问，引导学生参与教学，加强师生互动。如在化学反应热教学的开始，笔者设置以下的问题对学生进行引导，并让学生对化学反应中的能量变化有一个总体的 认识。

问题1：化学反应的实质和特征是什么？

问题2：凡是有能量变化的过程一定发生了化学反应吗？举例说明。

问题3：化学反应的ΔH与反应物的总能量、生成物的总能量的关系？

问题4：化学反应的ΔH与反应物、生成物的键能有什么关系？

通过上述设问，学生们从两个方面来理解放热反应与吸热反应概念，一个是宏观方面物质的总能量，另一个是微观方面键能的变化。这样设置问题有助于学生对抽象问题的理解，也有助于后面知识的学习，接着师生共同解决疑难点：为什么规定放热反应ΔH0？这主要是化学反应以体系为中心，放出热量，环境温度升高，体系本身能量降低，就认为ΔH0。这样建立起体系与环境的基本概念，有利于学生理解学习。

2.在实验教学中设置疑问

中和热的测定实验是从实验角度描述化学反应热效应，中和热的测定实验是一个定量实验，在仪器的选择，方案的设计，数据的记录方面等要加强对学生的引导，并关注控制变量的方法。师生围绕误差产生的原因及减少误差的措施展开讨论，笔者设置以下疑问引导学生一起对实验进行探究。

问题1：在中和热的测定实验中，为什么要将氢氧化钠溶液迅速、一次性倒入盛有盐酸的烧杯中？此实验中氢氧化钠溶液的加入不能分步进行吗？

问题2：烧杯上的纸板为什么要及时盖上，怎样改进能使误差更小？

问题3：环形玻璃搅拌棒需要不断地进行搅拌吗？环形玻璃搅拌棒能否换成金属材质的呢？

问题4：在实验过程中，小烧杯和大烧杯之间为什么要填充满纸片或者塑料呢？

这些问题都是有关中和热实验操作的关键所在。这些关键操作也是减少实验误差的必要操作，师生一起解决完这些问题之后，教师安排学生自己动手进行实验操作，这样的教学可起到事半功倍的教学效果。

二、利用图像，突破知识难点

图像是一种较为直观、形象的教学工具。图像在高中化学反应热效应的教学中具有广泛的应用价值，不但能有效促进知识间的联系，而且能加强学生对知识的理解，同时能在很大程度上指导与帮助学生搭建知识的整体框架，从而提高学生的学习效率。

1.利用图像判断放热反应与吸热反应

在利用图像判断热化学反应方程式的吸、放热时，我们只需要看图像上纵坐标所对应的起点和终点对应的热量大小情况，即反应物的总能量和生成物的总能量的大小情况。利用图像可以直观地分析和比较反应物的总能量和生成物的总能量的大小关系，从而判断反应是吸热反应还是放热反应。如果从图像上能分析出生成物的总能量高于反应物的总能量，则该反应一定为吸热反应即H>0，如果从图像能分析出反应物的总能量高于生成物的总能量，则该反应一定为放热反应，即H

2.利用图像书写热化学方程式

在化学反应热效应的学习过程中，其热化学反应方程式的书写既是高考的重点同时也是学生学习的难点。在热化学反应方程式的书写过程中，以焓变的计算难度最大。焓变的计算主要有两种途径：第一，用生成物的总能量与反应物的总能量的差值直接进行计算；第二，如果有出现过渡状态的计算，从图像上可以反映出反应热与活化能大小无关。

3.利用图像进行知识应用

我们可以利用图像判断反应的ΔH的大小。比如： S（g）+O2（g）=SO2（g） H1；S（s）+O2（g）=SO2（g） H2，同种物质，它的状态不同，所含能量也不同，一般来说气态>液态>固态。所以我们可以画出图1。

由此我们可以得出结论，H1>H2。同理我们可以从这类图像中判断物质的稳定性。已知金刚石、石墨与氧气反应能量变化如图2所示。

从图2中我们可以知道金刚石与氧气反应放出的热量比石墨与氧气反应放出的热量高，也就是说金刚石的能量比石墨的高，依据“能量越低越稳定”，可得出石墨要比金刚石更稳定，也可以得出石墨转化成金刚石的化学反应肯定是吸热反应。

三、借助思维导图，掌握知识重点

结合近年高考有关“化学反应中的热效应”的相关考题，笔者总结出在高考中，有关化学反应热效应的核心知识主要有：能量、焓变、热化学方程式、标准燃烧热、盖斯定律、键能等。而其中最重要的核心内容是热化学反应方程式的书写。要掌握热化学反应方程式的书写以及判断需要具备以下的知识，见表1。

为了让学生更好地掌握热化学反应方程式的书写这一核心知识，笔者在课堂教学中构建了如图3所示的思维导图，这样学生就能更好地抓住热化学反应方程式的书写各项要点。

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二、理论基础

1.手持技术

手持技术又称传感技术。是一种集采集与分析于一体的现代实验系统。它在突破概念认知，尤其在传统实验无法验证概念的情况下，是化学教学中辅助教学的重要工具和手段。手持技术利用现代电子传感器，如pH传感器、温度传感器、电导率传感器等进行实验，自动收集数据、列表、绘图，使实验的结果更直观、形象并实现定量化。

2.“SOLO”分类理论

“SOLO”是英文“Structure of the Observed Learning Outcome”的缩写，其涵义为可观察到的学习成果结构。SOLO分类理论是基于皮亚杰的的儿童认知发展阶段理论和结构主义学说，由澳大利亚教育心理学家John Biggs及其同事在《学习质量的评价―SOLO分类法》一书中率先提出。SOLO分类理论关注的是学生在解决问题时所反映的思维方式以及所能处理的相关线索的复杂程度。学生在学习具体知识都会经历从量变到质变的突跃，随着这种跃变，学生的认知发展到更高一级的阶段，教师可以根据学生在回答问题时的表现来了解学生思维所处的发展阶段。SOLO分类理论的基本特征是等级描述，根据学生的思维水平由低到高可以划分为五个层次：（1）前结构层次，学生基本上无法理解问题和解决问题，或者被材料中的无关内容或已有经验误导，回答问题逻辑混乱，或同义反复；（2）单点结构层次，学生在回答问题时，只能涉及单一的要点，找到一个解决问题的线索就立即跳到结论上去；（3）多点结构层次，学生在回答问题时，能联系多个孤立要点，但这些要点是相互孤立的，彼此之间并无关联，未形成相关问题的知识网络；（4）关联结构层次，学生在回答问题时，能够联想问题的多个要点，并能将这多个要点联系起来，整合成一个连贯一致的整体，说明学生真正理解了这个问题；（5）拓展抽象层次，学生在回答问题时，能够进行抽象概括，从理论的高度分析问题，而且能够深化问题，使问题本身的意义得到拓展。

3.“四重表征”教学

“四重表征”教学模式（Tetra-Representation Teaching Model，简称TRTM）具体指的是对化学变化从“宏观-微观-符号-曲线”四个角度进行表征并进行表征间的转换。自1982年苏格兰Johnstone首次提出著名的化学三角形之后，对于学生化学概念的三重表征的分析及相关教学实践研究就备受关注。我国的研究也有了很大的进展，于2009年，钱扬义基于手持实验即时收集数据和自动生成曲线的技术背景首次提出并构建化学“四重表征”的教学模式。形成正确的化学观念有利于学生科学素养的提高，而中学化学的基本观念有微粒观、实验观、变化观等，恰好与宏观表征-微观表征-符号表征-曲线表征的四重表征方式有契合点，所以利用化学四重表征教学模式不失为一种提高学生化学素养，建立正确的化学基本观念的一种有效的方式。而且教师可按学习进度的要求设计四重表征的认知发展路径，引导学生进行“四重表征”间的转换，减轻学生的记忆负担，便于知识的迁移应用，提高问题解决能力。根据这一模式，笔者将化学反应与能量变化的“四重表征”作如下定义（见表1）

三、四重表征教学设计与实施

教学目标

（1）知识与技能：理解中和反应热测定的实验原理；理解中和反应的本质；掌握中和反应热测定的操作步骤，注意事项和数据处理；初步认识到“手持技术”的使用方法与优势。

（2）过程与方法：通过中和热的测定活动，让学生体会定量实验研究方法对研究和学习化学的重要作用；通过手持技术呈现中和反应热的测定实验，让学生体验化学反应的热效应，培养学生发现问题、分析问题与解决问题的能力；通过“四重表征”教学，培养学生运用“宏观-微观-符号-曲线”的联系来解决问题的化学思维。

（3）情感态度与价值观：充分利用实验手段、启发学生通过实验、观察、思考、探索，获得感性认识，利用归纳、演绎等方法上升到理性认识，获得规律；通过手持技术，激发学生的学习兴趣，提倡敢于质疑的态度；在教学过程中渗透培养学生科学态度，在“四重表征”的转换迁移中建立正确的化学基本观念。

四、教学反思

首先，在学生的教育中，身教胜于言传，教师要想强化学生在学习化学概念和知识中进行“四重表征”，首先自身应该提高“四重表征”的意识和各表征之间相互转化的水平。在新课标中提倡教师应该在教学过程中突出化学学科的思维方式，化学学科的“四重表征”是以化学的各个视角来理解和认识化学现象、原理以及本质，所以教师在进行教学设计时应该充分挖掘教材中能够进行“四重表征”的知识和概念，引导学生以“四重表征”的角度来思考问题，提高其发散思维。

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文章编号：1008-0546（2014）04-0035-03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

一、问题提出的背景

建构主义理论认为，知识不是被动接受的，而是认知主体积极自我建构的。主动参与是指学生在课堂学习中表现出强烈的主体意识和自我意识，包括主动参与和主动学习。主动参与的行为应该是参与者基于原本的生活经验和学习基础主动发起的、自愿的、平等互助的行为。在教学中，教师是学习的主导，学生是学习的主体，学生在教师引导和同伴互助下，主动地建构关于现实知识的过程，并达成相关课程的学习目标。

以往的高中化学教学，特别是关于化学概念的教学多采用“注入式”，把学生当成一个被动的接受者，往往忽视学生已有的认知和体验，导致学生认识上的矛盾冲突无法解决，更不能使这种矛盾冲突为学生学习新的化学概念服务。在化学教学中，教师应该创设有效的课堂学习情境，推进学生积极主动地参与化学课堂，全面提高学生的化学学科素养，使化学课堂散发生命活力。笔者在江苏省教育学会化学教学专业委员会2013年学术年会的观摩课上对促进学生主动参与化学课堂的策略做了一些尝试，下面以苏教版“化学反应的方向与限度”第1课时为例进行探讨。

二、促进学生主动参与学习的化学课堂教学策略

1. 从已知到未知，创设情境让学生“心动”

知识总是在一定的情境下产生和发展的。教学应该以学生已有的概念为起点，通过主动学习解决认知矛盾，建构更科学的概念。学生的生活体验和能力是逐步增强的，学生头脑中的化学概念的形成也是由模糊到清晰，由片面到全面的渐进过程。

教学片断Ⅰ：感知“方向”

[教师]人类追求客观真理和知识的过程是曲折的、分阶段的。我们高一时做过碳酸钠与碳酸氢钠分别与盐酸反应的反应。

[演示实验]在两个锥形瓶中分别放入等体积、等浓度的盐酸，在红色气球中放一药匙的碳酸钠固体，在黄色气球中放一药匙的碳酸氢钠固体，观察反应现象。

[学生]描述实验现象：黄色气球体积更大，锥形瓶中的反应更剧烈。

[教师]在化学反应中我们会很自然关注物质的变化，实际上伴随着物质变化的还有什么变化？

[学生]能量变化。

说明：碳酸钠、碳酸氢钠分别与盐酸的反应学生是熟悉的，但是没有从能量方面考虑过这两个焓变不同的化学反应为什么都可以自发进行，教学中创设这个情境，很好地引出能量判据，并引发矛盾，从而引出熵变判据。教学中运用这些已知的知识，引导学生得出相关判据，突出“熵”的概念的形成。

2. 大胆猜想、小心求证，让学生“脑动手动”

科学史上很多进步都与大胆假设密不可分，学会合理假设是学生科学探究的重要组成部分，通过培养学生合理猜想和假设的能力，可以培养学生的学科素养，发展学生对科学活动的预见性。化学是一门实验科学，化学概念的建立与化学规律的发现必须以事实为依据，实验事实是求证猜想的最佳途径，实验和科学探究密不可分。

教学片断Ⅱ：

[教师]你以前关注过这两个反应的能量变化吗？（没有）那今天我们就来特别关注一下其中的能量变化。在做实验之前请你先预测一下反应结果。为什么？

[学生]有可能是放热的，但是放热不一样多。因为这两个反应都可以自发进行。

[教师]我们先来做定性实验。

[学生实验]取两支洁净干燥的小试管，向其中分别加入适量的碳酸钠和碳酸氢钠固体（约1/2药匙），再用胶头滴管分别向其中加入两滴管3mol/L的盐酸。

[学生]碳酸氢钠固体与盐酸反应是吸热的，碳酸钠固体与盐酸反应好像是放热的。

[教师]每个人的感觉有可能不一样，让我们用数据来说话。

[学生定量实验]用灵敏数字温度计先测定盐酸的温度，再测定反应后液体的温度。

[学生2]碳酸钠固体与盐酸反应温度明显升高，碳酸氢钠固体与盐酸反应温度明显降低。

说明：让学生猜想时要注意引导学生说出猜想的理由，防止学生猜想的随意性。在化学概念的教学中，用实验作为载体，借助直观的实验现象来阐述抽象的科学知识。从猜想到求证时引发的矛盾更能激起学生的求知欲和主动参与化学课堂的激情。

3. 概念因需而生，让学生“情动”

科学史上，每个概念都是因需而生、浑然天成的产物，不仅合情合理，甚至很有人情味。从克劳修斯、玻尔兹曼到吉布斯，“熵”概念的提出、发展和广泛应用都有其巨大的学科价值、社会价值。但是很多时候教师仅仅简单介绍化学史，略显生硬。笔者尝试将化学史融入到学生的学习过程中，让学生和化学家一起发现问题，并且为了解决实际问题，必须要引入新的物理量，让学生深切感受到概念并不是枯燥的，是有其自己强大的生命力的。

教学片断Ⅲ：理解 “方向”

[思考1]为什么碳酸钠与盐酸的反应能够自发进行？

[学生]能量有从高能量到低能量变化的趋势。能量降低是使得化学反应能够自发进行的因素。

[教师]能量趋于降低是判断化学反应方向的唯一判据吗？有没有什么反应可以说明问题？

[思考2]为什么碳酸氢钠与盐酸在室温下也能自发进行？

（矛盾冲突）除了能量肯定还有其他因素在制约化学反应的方向，是什么呢？

[教师]回顾我们上课前看的一段视频，我们发现火柴散落后会自发变得怎么样？

（说明：上课前用视频引出化学反应方向的课题，视频是笔者自己拍摄的，并且在后期用会声会影软件制作时间轴倒转效果。分别表现了火柴散落出去，再重新按原路径回到火柴盒中； 烧杯中的水泼出去，再回到烧杯中。）

[学生]乱！

[教师]所以混乱度应该也是使得过程和反应自发的因素之一。那么如何定量的描述一个体系的混乱度呢？这时我们需要一个新的物理量。

[化学史]160多年前科学家就做了非常多的探索。

（1）1855年德国科学家克劳修斯首次提出entropy（熵）的概念，这是表示封闭体系杂乱程度的一个量，entropy（熵）是希腊语“变化”的意思。

（2）1877年，奥地利科学家玻尔兹曼用下面的关系式来表示系统无序性的大小：S=klnΩ，这就是玻尔兹曼熵公式，被后人称为影响世界的十个公式之一。

（3）这个概念传到中国是1923年，德国物理学家普朗克来南京第四中山大学讲学，我国著名的物理学家胡刚复教授担任翻译，将entropy翻译为“熵”，从此为浩瀚的汉文字库中增加了一个新字。

[讲解]衡量体系混乱度的物理量叫做熵，符号：S，单位：J·mol-1·K-1

反应前后体系熵的变化叫做熵变。

ΔS>0 （熵增）：表示体系混乱度增大。

ΔS

[教师]现在你能解释为什么碳酸氢钠与盐酸在室温下也能自发进行吗？

[学生]在碳酸氢钠与盐酸的反应过程中，从反应的整体过程看，反应是吸热的，但是熵值是增大的，这是反应得以自发进行的主要原因。

[教师]对于NH4Cl（s）= NH3（g）+ HCl（g）；NH3（g）+ HCl（g）=NH4Cl （s）这两个反应能否自发进行？

[学生]不知道，因为能量判据和熵变判据矛盾。

[引导]能否从实验事实的角度进行解释？

[学生]第一个反应高温下可以自发进行，第二个反应低温下可以自发进行。

[继续引导]对你有什么启示？如何判断反应的自发性？

[学生]判断反应的自发性要结合能量判据和熵变判据，有时候还要考虑温度。

[化学史]1878年，美国著名科学家吉布斯经过大量研究表明：在温度、压强一定的条件下，化学反应自发进行方向的判据是ΔG = ΔH - TΔS

ΔG =ΔH - TΔS < 0 反应能自发进行。

ΔG =ΔH - TΔS > 0 反应不能自发进行 。

说明：熵的概念学习和理解过程贯穿从高中化学学习到高等教育的始终，在建构“熵”的概念时，将学生遇到的问题与化学史有机结合起来，让学生感悟科学探究的曲折和艰辛，体会到某些规律的获得是一代又一代人努力的结果，激发学生追求科学、勇于创新的情感，培养学生成为事物规律的发现者而不是守卫者。

4. 渗透生命教育，让学生“感动”

生命教育，是直面生命和人的生死问题的教育；生命教育，就是对学生的生命活动进行关怀，让学习的过程成为一种享受生命的过程。化学课堂上有很多时机可以渗透生命教育，让学生在学习化学的过程中，学会尊重生命，学会积极的生存，感受生命的美好、理解生命的意义。

教学片断Ⅳ：

[教师]熵给了我们一个化学的观点，更给了我们一个看世界的眼光。最后给大家介绍一本书：薛定谔写的《生命是什么》，它不仅是一本书，更是一个化学事件，是一个伟大的科学家第一次从熵和热力学角度解释了生命。人为什么最终不可避免要面对死亡？人的一生从整体上看就可以认为是一个不断熵增的过程，但即使死亡不可避免，我们仍然会努力地活着、幸福地活着！

篇9

中图分类号：G623 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）07（b）-0180-01

人教版必修1《分子与细胞》第5章第4节“能量之源――光与光合作用”，是“细胞的代谢”单元的重点内容，学好本节内容不仅有利于深入理解代谢的本质，还为后面生态系统的学习打下基础。在《普通高中生物课程标准（实验）》中对本节的具体内容标准要求是：“说明光合作用以及对它的认识过程”“研究影响光合作用速率的环境因素”，分别属于理解水平和应用水平，在多年来的全国及各地高考中，光合作用是必考的，其重要性可想而知。笔者就自己多年生物教学中对课 本图1“光合作用过程的图解”（以下简称图解）的理解与应用谈谈自己的心得。

1 利用图解，总结光合作用中的物质变化和能量变化及两个阶段的联系

教学中，我先让学生仔细观察图解，然后提出一系列问题让学生思考：光合作用分几个阶段？各个阶段的场所在哪儿？光反应阶段的需要的原料及产物各是什么？光能被吸收后到哪儿去了？光反应阶段的物质变化的反应式该怎样书写？暗反应阶段需要的原料及产物各是什么？暗反应阶段的物质变化的反应式该怎样书写？光反应阶段和暗反应阶段有什么联系？通过对以上问题的思考，学生不难得出光合作用的物质变化及能量变化过程。即：

光反应阶段的物质变化：

水的光解：H2OO2+2[H]

光合磷酸化：ADP+Pi+能量ATP

光反应阶段的能量变化：光能转变为ATP中活跃的化学能。

暗反应阶段的物质变化：

CO2的固定：CO2+C52C3（注意，暗反应达到平衡时：C5∶C3=1∶2）

C3化合物的还原：2C3+2[H]+ATP

C5+（CH2O）+ADP+Pi

暗反应阶段的能量变化：ATP中活跃的化学能转变为（CH2O）中稳定的化学能。

光反应阶段和暗反应阶段的关系：从图解不难看出，光反应为暗反应提供还原剂[H]和能量ATP，暗反应为光反应提供ADP和Pi；没有光反应，暗反应无法进行，没有暗反应，有机物无法合成。

2 利用图解，总结影响光合作用的外部因素及对图解的标注

光对光合作用的影响：从光的角度分析，影响因素包括了光照强度、光照时间、光照面积和光质四个方面。从而对原图进行标注。

CO2对光合作用的影响： CO2是光合作用的原料，CO2n浓度对光合作用的影响在生产上的应用表现为：施用有机肥；大棚作物可用CO2发生器等适当提高棚内CO2浓度；大田生产中的“正其行，通其风”等。

水对光合作用的影响：植物缺水时，一方面使细胞的整体代谢速度降低；另一方面导致植物叶片气孔关闭，CO2供应不足，植物光合作用下降。生产上通过适时适量的合理灌溉来解决作物对水的需求。

3 利用图解，解析高考真题，深化对图解的把握

例1：（2011课标，3）番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，与对照组相比，其叶片光合作用强度下降，原因是（ ）

A.光反应强度升高，暗反应强度降低

B.光反应强度降低，暗反应强度降低

C.光反应强度不变，暗反应强度降低

D.光反应强度降低，暗反应强度不变

解析：选B。学生头脑中只要有光合作用的图解，稍加分析，可发现镁是叶绿素的组成成分，缺镁会导致叶绿素缺少而使光反应强度降低，[H]和ATP合成不足而使暗反应强度也降低。

例2：（2009海南单科，15）在其他条件适宜的情况下，在拱试植物正常进行光合作用时突然停止光照，并在黑暗中立即开始连续取样分析，在短时间内叶绿体中C3和C5化合物含量的变化是

A.C3和C5都迅速减少

B.C3和C5都迅速增加

C.C3迅速增加，C5迅速减少

D.C3迅速减少，C5迅速增加

解析：选C。突然停止光照后，光反应供给暗反应的[H]，ATP减少，C3的还原受阻而C5和CO2生成C3的速度短时间不变，所以C3积累C5减少。

例3：（2010海南单科，4）光反应为暗反应提供的物质是（ ）

篇10

引言：在《考试大纲》中对化学学习能力的要求中明确提出了“通过对实际事物、实验现象、实物、模型、图形、图表的观察，以及对自然界、社会、生产、生活中化学现象的观察，获取有关的感性知识和印象，并进行初步加工、吸收、有序储存的能力；将分析和解决问题的过程及成果，用正确的化学术语及文字、图表、模型、图形等表达，并做出解释的能力。”由此，对图像的认识和理解也作为教学中一个重点和难点，但往往学生对此却是怕之又怕。其实，若干考古发现，人类图像的历史先于文字的。在远古时代，人们传递和交流信息的主要途径就是图像，眼睛是视觉直接接受通道。生理学家统计，人类每天获得的信息约90%以上来自眼睛，而眼睛往往最先捕捉到的是图像。所以在学生认知的过程中，图像教学是个很值得深究的一种方法。它可以有效锻炼学生接受、吸收、整合化学信息的能力，同时提高学生分析数据和解决问题的能力。

高中化学教学中，有些图像可以通过很简单的绘制即可完成，有些就需要借助多媒体辅助教学，更直观的将文字、图像等呈现在学生面前。

针对图像教学，我在教学工作中也总结了一些，就下面几个例子加以说明：

（1）高中化学选修四――化学反应和能量变化

例：比较下列两组热化学方程式的 H大小

H2（g） + 1/2 O2（g） == H2O（l） H1

H2（g） + 1/2 O2（g） == H2O（g） H2

S（s） + O2（g） == SO2（g） H1

S（g） + O2（g） == SO2（g） H2

常规解法中，可以运用盖斯定律，也可以通过H2O由液态到气态吸热，故生成H2O（l）放热多，故 H1 < H2 。其实，本节内容是化学反应和能量变化，而学生最熟悉不过的图像就是化学反应过程中能量变化图图1-2，而该图也是本节的重点，只要同学们知道物质三态能量高低，做出两条曲线，并根据图1-1就可得出答案，也更加深对该图的理解，何乐而不为呢？ 图1-1

（2）高中化学选修四――水的电离和溶液的酸碱性

例：常温下，pH相同的盐酸和醋酸分别稀释m倍后其pH大小；常温下，pH相同的盐酸和醋酸分别加水稀释m倍和n倍后溶液的pH仍相同，则比较m和n的大小。这两个问题往往对于学生来说总是思维混乱，导致学生认为这部分知识很难，其实不然，既然是运用弱电解质的电离平衡，那么可以引导学生画出这两个物质稀释过程中的V（H2O）-pH图像即可，只需要学生在图2中做两条水平和垂直的辅助线即可以从看出这两个问题的答案。这样做，第一，学生能更理解弱电解质电离平衡规律；第二，将难解决的知识转化为直观的图像；第三，学生还能从图像中自己总结规律。

（3）高中化学选修四――水溶液中离子浓度大小比较

例：25 ℃时，向10 mL 0.01 mol/L KOH溶液中滴加0.01 mol/L CH3COOH溶液，混合溶液中粒子浓度关系正确的是（ ）

A. pH>7时，c（CH3COO-）>c（K+）>c（H+）>c（OH-）

B. pHc（CH3COO-）>c（H+）>c（OH-）

C. V[CH3COOH（aq）]=10 mL时， c（K+）=c（CH3COO-）>c（OH-）

=c（H+）