視頻標簽：化學鍵

所屬欄目：高中化學優質課視頻

視頻課題：高中化學人教版必修2第一章第三節《化學鍵》從化學鍵的角度認識化學反應-北京理工大學附屬中學

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教學目標
1、知識與技能
(1)通過了解化學反應中物質變化和能量變化的實質,學會如何從微觀化學鍵的角度認識化學反應
(2)運用鍵能的相關數據能夠定量計算判斷反應的能量變化情況
(3)了解化學反應與外界的能量轉化,了解能量守恒定量
2、過程與方法
(1)通過對真實反應現象的宏觀分析,深入到微觀本質的探討,培養學生的分析推理能力
(2)在問題驅動的活動中,小組討論解決問題任務的過程中建立新的認識視角,內化認識程序,形成認識策略
(3)通過運用鍵能的相關數據定量計算化學反應的能量變化的過程,深刻具體的體會反應中能量變化的本質,解釋宏觀現象
3、情感態度與價值觀
從化學鍵的角度對物質構成和反應再認識,體會學習化學鍵的意義,認識到化學鍵是建立物質和能量的橋梁,提升對化學反應價值的認識,從而贊賞化學科學對社會發展的貢獻。
2學情分析
一、教材分析
1、課標要求:
   能從化學鍵變化的角度認識化學反應的實質;知道化學的斷裂和形成是化學反應中能量變化的主要原因;了解吸熱反應和放熱反應的含義;通過生產生活中的實例了解化學能與熱能的相互轉化。
2、教材地位:
人教版教材第一章的三節內容有著一個共同的核心:原子結構即元素原子的核外電子排布,它不僅決定了元素在周期表中的位置、決定了元素的性質、也決定了元素原子間的成鍵方式和類型。在前兩節的基礎上介紹化學鍵,使學生進一步認識物質結構的知識,以及化合物的形成和化學反應中物質變化的本質,而對于從化學鍵的角度認識反應中的能量變化則在第二章,所以化學鍵這一節起到了呈上啟下的作用。
而本節的教學設計將以化學鍵為橋梁,從化學反應中的物質變化和能量變化統兩個角度認識化學反應,實現物質與能量的統一。
3、化學鍵的功能價值:
化學鍵概念的建立為學生從原子、分子水平認識物質的構成和化學反應的實質提供了途徑。基于化學鍵學生能夠對物質的構成、物質的分類、物質具有能量有深入的理解。基于化學鍵學生也能夠深刻的認識化學反應,認識反應中物質變化的實質和能量變化的實質,將物質變化和能量變化兩個角度統一起來,理解化學反應在發生物質變化的同時一定伴隨著能量變化;能夠判斷反應的難易以及反應的實際價值,為后續更好的認識化學反應、選擇反應、研究和應用化學反應奠定基礎。
 
二、學習者分析
1、認識基礎:
   通過對化學鍵第1課時從化學鍵的角度認識物質的學習,學生已經了解化學鍵的含義以及離子鍵和共價鍵概念的形成,增進了對物質構成、物質分類和物質具有能量的認識:經知道原子通過化學鍵(離子鍵或共價鍵等)構成物質;形成化學鍵釋放能量,斷裂化學鍵吸收能量;不同物質所含有的化學鍵不同,化學鍵不同其強弱程度即“鍵能”也不同;化學鍵相同,形成鍵放出的能量和斷開鍵吸收的能量是相同的。
    但對化學反應的認識還停留在宏觀,知道化學反應過程中會發生物質變化,但不知道物質的變化的實質是什么;知道物質燃燒要釋放能量,但不知道化學反應過程中為什么會伴隨能量變化。
2、發展空間:
(1)從化學鍵的角度認識化學反應中物質變化的實質和能量變化的實質,建立從微觀化學鍵的角度認識化學反應的分析模型,并在應用中內化認識程序,形成認識策略
(2)運用鍵能的相關數據能夠定量計算判斷反應的能量變化情況
(3)基于從化學鍵的角度認識反應的分析模型,能夠根據實際需要對化學反應進行選擇
3、認識障礙:
      要“從化學鍵的角度認識物質”中建立的靜態的化學鍵、物質、能量三者關系轉化到動態的化學反應過程,實現以化學鍵為橋梁實現物質變化與能量變化的統一,是學生認識的障礙點。
3重點難點
教學重點:建立從化學鍵的角度認識化學反應的新視角
教學難點:要“從化學鍵的角度認識物質”中建立的靜態的化學鍵、物質、能量三者關系轉化到動態的化學反應過程,實現以化學鍵為橋梁實現物質變化與能量變化的統一
4教學過程
4.1從化學鍵的角度認識化學反應
4.1.1教學活動
活動1【導入】回顧氫氣在氯氣里燃燒的實驗現象
【教師提問】這個實驗有哪些實驗現象?這些現象說明了什么?
【學生回答】黃綠色消失,瓶口有白霧,說明有新物質生成——物質變化
                     繼續燃燒發出蒼白色火焰,放出大量的熱,說明這是個放熱反應——能力變化
【設計意圖】學生認識宏觀化學反應中中存在物質變化和能量變化,自主建立認識化學反應的宏觀視角
活動2【活動】基于化學鍵，對化學反應有什么新的認識視角？
【教師問題】從化學鍵的角度怎樣解釋這個反應過程中發生的物質變化和能量變化?
【學生小組討論】(學案中資料卡片有常見分子的結構式和鍵能的相關數據)
【交流匯報】
1、定性認識:氫氣分子中的H-H鍵和氯氣分子中的Cl-Cl鍵斷裂形成H原子和Cl原子要吸收能量,原子重新結合形氯化氫中的成H-Cl鍵要釋放能量,釋放的能量多余吸收的能量,所以反應向外釋放能量。
2、定量認識:利用鍵能數據計算出吸收的總能量為436kJ/mol×1mol + 243kJ/mol×1mol=679kJ,釋放的總能量為2×431kJ/mol=862kJ,所以反應向外釋放能量為862kJ-679kJ=183kJ
【教師小結】從化學鍵的角度如何認識化學反應
【設計意圖】從化學鍵的角度分析解釋宏觀反應中發生的物質變化和能量變化,自主建立認識化學反應的新視角
活動3【活動】基于對化學反應認識的新視角，如何分析化學反應？　
【教師提問】從化學鍵的角度談談你對水分解反應有了哪些新的認識?
【學生獨立分析——小組交流】(依據鍵能計算反應的能量變化)
【匯報交流】(在全班交流討論中學生認識到1molH₂O中存在的4molO—H鍵)
【教師提問】能否解釋上述兩個反應中“反應條件”在反應過程中所起的作用?
【思考、回答】氫氣在氯氣中燃燒的反應,“點燃”條件是提供反應物斷鍵時所需的能量啟動反應發生,由于這是個放熱比較多的反應,所以只需“點”一下;水分解的反應,“通電”條件除了提供反應物斷鍵所需的能量啟動反應發生的同時,由于這是個吸收能量所以不斷的通電以維持反應的持續進行。
【教師小結】從化學鍵的角度認識化學反應以及反應與外界的能量轉化形式,強調反應與外界構成的大體系內總能量不變——能量守恒
【設計意圖】應用新的認識視角分析其他化學反應,將新的認識自主化;認識反應條件的能量意義,了解反應與外界的能量轉化。
活動4【活動】從化學鍵的角度認識化學反應，對實際生活、生產有什么功用？
【任務】氨在國民經濟中占有重要的地位。已知有如下反應在合成氨的過程中需要進行選擇:       
① 2H₂O == 2H₂↑+ O₂↑
② 2H₂+ O₂ === 2H₂O
③ CH₄+2H₂O === CO₂+4H₂
④ CH₄ + 2O₂ ===  CO₂ + 2H₂O
(1)若你是合成氨工業的工程師,你會選擇哪個反應途徑來制備合成氨的原料氫氣?你選擇的理由是什么?
(2)合成氨反應的反應條件之一是高溫,因此在制備合成氨的過程中還需要外界提供熱量制造高溫環境,請問你會選擇哪個反應途徑來提供合成氨反應所需的熱量?你選擇的理由是什么?
【學生小組討論】
【交流補充】最終能夠從物質變化和能量變化兩個角度認識化學反應,選擇化學反應
【教師小結】在實際生產、生活中不論是利用化學反應制備物質、提供能量、降低溫度等,都需要從化學鍵的角度對反應的物質變化和能量變化進行綜合分析后進行選擇、應用,更好的利用化學反應為人類服務。
【設計意圖】拓展從化學鍵的角度認識化學的新視角,比較不同反應的差異,選擇對生產生活更有價值的反應,體會從化學鍵的角度認識化學反應的實際價值,體會學習化學鍵的意義。
 
從化學鍵的角度認識化學反應
——《第三節 化學鍵》第2課時學案
 

資料卡片
1、某些化學鍵的鍵能數據:

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、某些物質的結構式：
H₂：H—H     Cl₂：Cl—Cl    HCl：H—Cl     H₂O：H—O—H    O₂：O=O
CO₂：O=C=O  CH₄： 
 
 
 
【活動1】基于化學鍵，對化學反應有什么新的認識視角？                
 點燃
從化學鍵的角度解釋H₂+Cl₂== 2HCl的反應過程中發生的物質變化和能量變化？
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
【活動2】基于對化學反應認識的新視角，如何分析化學反應？
                              通電
從化學鍵的角度談談你對 2H₂O==2H₂↑+ O₂↑有哪些新的認識？
 
 
 
 
 
 
 
 
【活動3】從化學鍵的角度認識化學反應，對實際生活、生產有什么功用？
氨在國民經濟中占有重要的地位。現在約有80%的氨用來制造化肥，其余用作生產其他化工產品的原料。已知有如下反應在合成氨的過程中需要進行選擇：

通電

       
① 2H₂O === 2H₂↑+ O₂↑

	點燃

 

② 2H₂+ O₂ === 2H₂O

	高溫

 

③ CH₄ + 2H₂O === CO₂ + 4H₂↑

	點燃

 

④ CH₄ + 2O₂ ===  CO₂ + 2H₂O
 
 
 
（1）要實現合成氨的工業化生產，首先要解決氫氣和氮氣的來源問題。空氣中有充足的氮氣，那么解決合成氨原料來源的關鍵是如何獲得大量的氫氣。若你是合成氨工業的工程師，你會選擇哪個反應途徑來制備氫氣？你選擇的理由是什么？
 
 
 
 
 
 
 
 
   （2）合成氨反應的反應條件之一是高溫，因此在制備合成氨的過程中還需要外界提供熱量制造高溫環境，請問你會選擇哪個反應途徑來提供合成氨反應所需的熱量？你選擇的理由是什么？
 
 
 
 
 

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