化学反应论文

2022-03-22 版权声明 我要投稿

评职称或毕业的时候,都会遇到论文的烦恼,为此精选了《化学反应论文(精选5篇)》,仅供参考,希望能够帮助到大家。摘要:化学键的断裂与形成与化学反应中反应物的总能量与生成物的总能量的关系,懂得判断一个化学反应过程是吸收能量还是放出能量的方法;掌握热化学方程式的书写,并能利用它来判断是放热反应还是吸热反应。化学键与化学反应中的能量关系,热化学方程式的书写及热化学方程式中ΔH与放热反应、吸热反应的关系。

第一篇:化学反应论文

依托化学实验,复习“几种化学反应”

摘要:为了突出学科特点,提高复习课的教学效益,依托化学实验复习了“几种化学反应”。复习过程设计成“观察实验、回顾化学反应,联系生活、探究化学反应,社会发展、依靠化学反应”三个板块,引导学生整理了基础知识、提炼了学习方法、渗透了学科观念。

关键词:化学实验;复习课;几种化学反应

doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2017.12.024

“认识几种化学反应”是《义务教育化学课程标准(2011年版)》中一级主题“物质的化学变化”下的一个二级主题,是化学学科的核心内容,也是九年级化学教学的重点、难点。因此,笔者在中考前夕安排了有关的专题复习。

一、设计理念

通过近9个月的学习,学生已经学习了4种基本反应类型,并具有观察反应现象、分析反应原理的能力,能用化学反应的知识解释生活中的一些现象。特别是在经历了徐州市“学讲方式”课堂训练后,学生的自主学习、合作学习能力都有很大程度的提升。但是,由于化学反应类型的知识点比较零散(穿插在教科书的上下册中),因此这节复习课既要注重基础性的总结,又要兼顾拓展性的提升。

本节课的复习过程设计成三个主要板块:观察实验、回顾化学反应一联系生活、探究化学反应一社会发展、依靠化学反应。每个板块,都以化学实验为依托,如课前十分钟(课间),播放了《奇妙的化学反应》视频,开阔了学生的视野,促进主体先行;第一板块是通过演示一组化学多米诺实验,创设学习情景,引入学习主题(因为实验涉及的反应正好是初中化学中的4种基本类型);第二板块是通过设计化学实验解决实际问题(如真假黄金的鉴别、检验洁厕灵的酸碱性等),从而增强学生学以致用的能力;第三板块涉及铵盐与碱反应、酸雨的中和等实验,以帮助学生认识化学反应的作用。

整节课重视用讨论代替讲述、用互动改变被动、用争论取代提问,以促进学生自主学、合作学、质疑学、学进去、讲出来、教别人。教师自始至终做课堂教学的组织者、引导者、参与者,注重树立学生自信、挖掘学生潜能、启迪学生智慧,努力打造自由、民主、有序、高效的生态课堂。

另外,本节复习课重视归纳知识、提炼方法,让学生在基础知识、基本技能的整理中强化应用、感受创新、训练思维、促进动手、提升能力。

二、预设目标

根据“课程标准”和教材的要求,并结合学情,预设本节课的教学目标如下:

1.能根据实验现象,猜想可能发生的化学反应。

2.能利用化学反应的知识,解决简单的实际问题。

3.能熟练书写相关反应的化学方程式,并判断反应的基本类型。

4.感受化学反应的重要作用(获取新物质、提供能量、保护环境)。

三、重点难点

教学重点:认识4种基本反应类型及其应用。

教学难点:能运用化学反应解决简单的实际问题。

四、教學过程

课间十分钟播放视频《奇妙的化学反应》。

1.实验导入走进专题

【引入】相信同学们都被刚才播放的视频中绚丽多彩的实验现象震撼了。今天老师也带来了一个神奇的化学实验。

【演示】化学“多米诺”实验(装置见下图),引导学生观察现象(A中产生大量气泡,B中液体被压入C中,C中红色液体逐渐褪成无色,随后D中产生大量气泡,接着E中产生大量的肥皂泡;点燃肥皂泡,发出爆鸣声)。

【设问】为什么会出现这些现象?请你大胆猜想几个容器中装的是什么药品。学生先独立思考,然后组内交流。

【点拨】饮料瓶A中发生的反应是二氧化锰催化双氧水,产生的氧气将B瓶中的稀盐酸压到盛有氢氧化钠溶液(滴有酚酞)的C瓶中,中和了氢氧化钠,所以红色褪去;接下来,C瓶中的溶液慢慢变成酸性,然后又被压入到盛有锌粒的D瓶中,稀盐酸与锌反应产生氢气;氢气进入烧杯E中,吹出很多肥皂泡;肥皂泡中的氢气能被点燃,并发出爆呜声。

【练习】学生在白板上书写相关反应的化学方程式,并注明反应的基本类型。

【过渡】今天,我们就来复习“几种化学反应”。

2.小组合作整理归纳

【讲述】请同学们以小组为单位,把你们知道的化学反应按照分解、化合、置换、复分解的顺序写在白板上,每种类型写一个即可。

【练习】学生在白板上书写化学方程式,并注明反应的基本类型。教师巡视、指导。

【投影】下面的表格,请学生完成其中的空白。

【设问】是不是所有的化学反应都属于这4种基本反应类型呢?

【分组实验】学生向澄清石灰水中吹气。

【投影】“一氧化碳还原氧化铁”实验(片段)。

【小结】有些化学反应并不属于这4种基本类型,即化学反应的4种基本类型不能包含所有的化学反应,所以划分化学反应的类型还有其他标准。像一氧化碳还原氧化铁的反应就属于氧化还原反应,二氧化碳与氢氧化钙的反应类型至今还没有定论。

3.联系生活学以致用

【提问】化学反应在生产生活中有着广泛的用途,请同学们举例说明。

【学生1】冶炼金属。

【学生2】合成药物。

【学生3】治理污水。

【学生4】化学除垢。

【学生5】制作焰火。

【讨论】下列实验方案如何设计:①黄铜(铜锌合金)与黄金在外观上很相似,怎样鉴别真假黄金?②洁厕灵主要用于清除马桶内的垢状物,怎样证明洁厕灵显酸性?③复方氢氧化铝和复方碳酸氢钠片,都能用于治疗胃酸过多,如何鉴别它们?

教师巡视、指导、参与;讨论结束,学生汇报实验方案。

【点评】就学生提出的各种实验方案,进行点评、修改或确认。

【分组实验】各小组利用教师准备的仪器和药品,完成上述三个实验。

【小结】利用化学反应可以解决生产生活中的很多问题,所以研究化学反应可以提高生活质量、促进社会发展。

4.拓展深化当堂检测

【演示】教师将少量的烧碱(或熟石灰)、氯化铵(或硫酸铵)装入小塑料袋内,密封后,用手搓揉塑料袋。学生注意观察实验现象。

【小结】铵盐与碱反应会放出氨气,所以铵态氮肥不能与碱性物质混用,否则会降低肥效。

【出示资料】19世纪末,随着世界人口的增长以及工业发展和军事的迫切需要,爆发了全球范围的粮食危机。德国化学家哈伯历经无数次实验,在实验室里固氮成功,结束了人类完全依靠天然氮肥的历史,奠定了大规模合成化肥的基础,缓解了粮食危机。哈伯也因此获得1918年的诺贝尔化学奖。

【练习】学生完成学案上对应的练习题:

将空气中的氮气转化成各种氮肥的过程如图所示。分析工艺流程,回答问题:

①流程Ⅰ中反应的化学方程式为________,

其基本反应类型属于__________。

②流程Ⅱ中氨气与某物质反应后生成一氧化氮,则该物质一定含有的元素是________。

③“化学反应的绿色化”要求原料物质中所有原子能完全被利用且全部转入期望的产品中。下列反应类型中,一定符合“化学反应的绿色化”要求的是 ( )

A.化合反应 B.分解反应

C.置换反应 D.复分解反应

【小结】任何化学反应都要遵循质量守恒定律,化学变化的实质就是分子先分解成原子,原子再重新组合成新的分子。

【设问】化学反应除了有新物质的生成外,其反应过程通常还伴随着能量的转变,而这种能量变化也可以为我们所用。请同学们列举一些生产生活中利用化学反应能量的实例。

【学生1】烧煤取暖。

【学生2】暖宝宝中的发热剂。

【学生3】火箭推进剂。

【学生4】火力发电。

【小结】小到衣食住行,大到太空的探索,化学反应给我们提供了很多能量。

【过渡】长期以来,人们在发展工农业生产、交通运输的同时,忽视了环境保护,导致环境恶化。人类要想继续生存和发展下去,就必须保护和改善我们的自然环境。而治理很多环境污染问题,化学反应起到了举足轻重的作用。

【演示】在滴有石蕊试液的酸雨(用稀硫酸代替)中滴入石灰水,等到溶液红色刚好褪去时停止滴加石灰水,然后测量混合溶液的pH(约为7)。

【讲述】人们常用熟石灰治疗酸雨,可以在空中撒布熟石灰以中和酸雨,也可以将适量的熟石灰加入煤中以固硫。

【小结】化学反应可以获取新物质、提供能量、保护环境。

5.情感升华总结评价

【提问】通过本节课的学习,同学们收获了什么?

【学生1】加深了对4种基本反应的了解。

【学生2】认识了化学反应的作用。

【学生3】利用化学反应可以解决生活中的很多问题。

【结束语】我们的人生恰如这化学反应,有分有合,有失有得。在前行的道路上,面对荆棘,我們终将分解掉困苦,置换出前行的勇气和动力,从而化合出精彩的人生!

五、板书设计

板书不能是学习内容的简单罗列,也不能是讲解内容的机械重复,必须提纲挈领、画龙点睛。鉴于此,笔者根据教学目标、教学环境和教学流程精心设计了如下“提纲式”板书:

六、案例反思及评析

如果说新课是栽好一棵树,那么复习课则相当于育好一片林,其难度显而易见。本节课准确把握学情,紧扣“课程标准”,依托化学实验,积极践行“学讲方式”理念,因此,上出了精彩、透出了新意、生出了实效。

首先,通过化学多米诺实验将4种反应类型巧妙的融为一体。这样设计,不仅从新的视角呈现了已经学习的化学反应,而且水到渠成地进入了学习主题——复习“几种化学反应”。因此,该情境导入具有很强的针对性、新颖性、科学性和趣味性。

其次,始终坚持“自主学习”“合作学习”“学生‘教’学”等原则。在对化学反应类型的总结及化学方程式的书写中,教师注重促进主体行为向着“自主学、合作学、质疑学”的境界发展,不断激发学生“学进去、讲出来、教别人”的积极性,从而实现基础知识的深化、基本规律的提炼、学科观念的提升。尤其在“讲出来、教别人”的过程中,学生不仅有口头的表达、一对一的交流,还有白板的展示、实验的演示等,从而促进复习目标的达成、强化综合素质的发展。另外,师生还通过分析二氧化碳与石灰水的反应、一氧化碳还原氧化铁的反应等,使学生认识到化学反应类型划分的阶段性、发展性和局限性等。

第三,注重基础知识在生产生活中的应用。基于“学讲方式”的化学教学,其最终目的还是为了培养学生学以致用的能力,全面提高学生的科学素养。因此,宗老师精心设计了“学以致用”的版块,借助于湿法冶金、食醋除垢、配制烟幕弹与照明弹等素材设置联系实际的问题,促进学生认识到化学反应在生活生产中有着广泛的应用。

第四,体现学科特点,将化学实验贯穿始终。这节复习课既有基于化学实验的课堂导入,又有真假黄金的初步鉴别、洁厕灵酸碱性的检验、氢氧化铝和碳酸氢钠的区分等实验探究活动,充分发挥了化学实验的培智、激趣、练技、育德等多种功能。尤其在实验探究的过程中,以教师为主导,适时提出问题,以学生为主体,不断寻求解决问题的方案,通过设置疑问、理论探讨、小组合作、实验验证等系列活动,着力培养学生的人文底蕴、科学精神、健康生活、责任担当、实践创新等素养,从而促进学生的可持续发展。

另外,在教学过程中,老师始终面带微笑,能弯下腰来说话,充分体现教学民主和对学生的亲和力。语言生动形象,说话抑扬顿挫,能够循循善诱,注重启发诱导,适时铺垫释疑,促进了学生的知识建构。重视激励学生参与学习过程,让各个层次的学生都体验成功,因此课堂上“没有被遗忘的角落”。

总之,这节复习课没有简单重复“热剩饭”。对化学知识进行了深化,对学科内容进行了拓展,对科学方法进行了提炼,对学科观念进行了渗透,对核心素养进行了培育,对情感态度价值观进行了升华,所以这是一份添油加醋的“蛋炒饭”,有滋有味有营养。

作者:宗金媛 李德前

第二篇:让化学课堂教学起化学反应

摘 要:課堂教学不能只停留在让学生记笔记、背课文,做作业抄课本、课堂答问念课本上;教师要树立以学生为本的教学理念,在课堂教学中努力使自己成为激励者、参与者、创新幼芽的培育者,让每一位学生都张扬个性,自主学习,充分发展,使学生“想学”“会学”“善学”。

关键词:素质教育;多元化教学;文本教育

一、实验为体,学会观察

化学是以实验为基础的自然学科。化学实验是化学学科自身所具有的独特魅力,它是学生学习化学,获得知识的重要手段。无论是时代发展的需要,还是化学学科的特点,都要求我们重视利用化学实验,培养和发展学生的观察能力。

1.增强演示实验效果,激发学生的观察兴趣

演示实验是教师进行表演和示范操作的实验,是化学教学中应用最广泛、最有效的一种教学形式。教师演示实验的娴熟、从容、实验仪器外形的独特、实验装置的和谐流畅、实验现象的生动有趣,都能激发学生对化学实验的兴趣。

在实验教学中,教师应该在实验现象的生动有趣上下工夫,以激发学生观察的兴趣。如用试管试验,要选择大一些的试管,以使全班学生都看得清,还可以拿着实验仪器走到教室后面,让后排的学生看清,如装置较复杂,可以组织后排学生到前面来观察;需要观察颜色的实验,可以采取适当措施,使观察更清楚。如对碘化银颜色的对比观察,可以在试管后面衬一张白纸,使观察更准确。

2.教给观察方法,提高观察效果

学生一般都喜欢化学实验,觉得实验热闹好玩,但是,他们往往不会观察实验现象,导致事倍功半,达不到观察的效果。教师在教学中,必须:(1)指导学生有目的地观察,避免观察的盲目性,防止对实验现象的察而不准,见而不实,从而影响观察效果。如观察镁带燃烧的实验,应指导学生观察变化前后不同的物质,得出化学变化的概念,防止学生被耀眼的光所迷惑,从而观察不到最本质的东西。(2)指导学生全面、有重点地观察。观察时,既能抓住显而易见的现象,又能觉察稍纵即逝,不易被人注意的细微变化,把握实验的本质现象。如在进行实验室加热高锰酸钾制氧气的实验时,可以指导学生在对整个实验进行全面观察的基础上,进行有重点的观察。全面观察实验装置、实验操作、反应物的颜色状态、化学反应等现象,而对反应物本质特征的现象需做重点观察。(3)指导学生做对比观察,使容易混淆和不很明显的实验现象,获得生动具体的感性认识。如“CO2通入紫色石蕊试液中”的实验为什么石蕊试液变红,可设计对比实验:A.石蕊试液+醋酸;B.石蕊试液+稀盐酸;C.石蕊试液+水;D.CO2+水。通过对比实验认识了CO2与水反应生成酸使石蕊试液变红色。

二、以活动促成化学学习

要真正实施素质教育,让学生得到充分的发展,切实提高教学的有效性,就必须让学生在活动中学习化学。

1.学生动脑与动手活动相结合

百闻不如一见,百见不如一练。化学教学亦是如此,有些知识点,教师讲解,演示多次,不如让学生亲自动手做做,体验一下,即学生“在做中学,在做中思考,在做中领悟”。这样的理解透彻,记忆牢固。为此,教师必须相应地增加学生的实验与演示实验,积极引导学生动手实验与动脑思考。例如,在讲授“金属与盐反应”,演示铁与硫酸铜溶液反应的实验,指导学生观察操作步骤与实验现象后,可引导学生思考“钠与硫酸铜溶液、钠与氯化铁溶液能否置换出金属单质?”然后做这一设疑实验。当出现了与其思考所得不同的结果,且颜色效果明显的现象时,学生大为惊疑,激发出更强烈的求知欲望。课堂气氛热烈,学生思维活跃,迫切需要了解问题的症结所在。教师此时再讲授就可以起到事半功倍的效果。

2.课内活动与课外活动相结合

化学是一门实用性很强的应用科学,它与现代高科技、工农业生产和人们的日常生活等方面密切联系。因此,教师应打破课堂教学与学生课外生活的界限,采取有效措施把校内外、课内外、国内外的各种有用的化学资源整合起来,加强同社会各界的沟通、联系,实行“引进来,走出去”教学策略,组织学生走出校园,走进社会,参与社会实践,开展参观调查等活动,邀请相关人员就现实性的化学问题进行讲座、座谈,利用社会大课堂的优势增长学生的见识,拓宽学生的学习空间和视野,激发学生探究化学问题的兴趣。

3.结合学生生活实际、乡土实际进行教学

每个学生对生养他的家乡在许多方面相当熟悉。因此,利用学生所在的当地环境开展化学活动更容易激发他们的学习兴趣,还可以培养学生热爱生活、热爱家园的情感。例如,在讲“自然界中的水”结合“保护洛阳江,善待红树林”科技创新活动,组织学生利用课余时间展开调查、研究,了解水对我们建设美好家园的重要性等。在教学活动中,教师应尽可能引导激发学生关注身边的生产实际、生活实际、乡土实际,尝试从与周围事物的密切联系中学习并提出问题,提出探究问题的思路或解决问题的设想,把化学知识运用到实践中去,服务家乡,服务社会。

参考文献:

[1]胡振开.教育心理学[M].辽宁师范大学出版社,1995.

[2]刘知新,王祖浩.化学教学系统论[M].广西教育出版社,1999.

作者:施金章

第三篇:《化学反应中的热量》教学设计

摘要:化学键的断裂与形成与化学反应中反应物的总能量与生成物的总能量的关系,懂得判断一个化学反应过程是吸收能量还是放出能量的方法;掌握热化学方程式的书写,并能利用它来判断是放热反应还是吸热反应。化学键与化学反应中的能量关系,热化学方程式的书写及热化学方程式中ΔH与放热反应、吸热反应的关系。

关键词:反应;热量;现象;能量;过程

一、 教学目标

知识与技能:

(1) 通过学习化学能可以转化为热能、电能、光能等知识,判断生产和生活中的能量转化。

(2) 通过化学反应过程中化学键的断裂和形成等多角度判断从化学反应中反应物的总能量与生成物的总能量的变化并形成吸热反应和放热反应的概念。

(3) 掌握热化学方程式的书写规则,了解提高燃料燃烧效率的途径。

过程与方法:

(1) 通过课程的讲解引导学生去发现新问题。在问题的提出、研究、解决的过程中培养学生解决问题意识,并学会独立解决思考。

(2) 通过演示实验观察、分析实验现象,并总结实验现象形成结论写成书面报告。

情感、态度与价值观:

(1) 通过实验激发学生学习化学的兴趣,树立将化学知识应用在生活生产中的意识。

(2) 通过本课程的学习,懂得燃料燃烧对环境的污染,提高环境保护意识,在生活中应养成良好的习惯。

(3) 帮助学生用化学的视角认识能源和自然、环境、社会的关系,了解能源问题与化学科学的密切关系。

二、 教学重点和难点

重点:化学键的断裂与形成与化学反应中反应物的总能量与生成物的总能量的关系,懂得判断一个化学反应过程是吸收能量还是放出能量的方法;掌握热化学方程式的书写,并能利用它来判断是放热反应还是吸热反应。

难点:化学键与化学反应中的能量关系,热化学方程式的书写及热化学方程式中ΔH与放热反应、吸热反应的关系。

三、 教学过程设计

[引课]你见过化学反应中伴随着的能量转化吗?能举出具体例子吗?

[演示实验]镁条燃烧。

[提问]通过观察到的现象,你能说出该化学反应中伴随着的能量转化方式吗?

(通过观察、思考、交流、讨论,引导学生分析该反应中有哪些能量的变化及能量之间的转化?)

[媒体播放]几种常见化学反应的能量变化。

(通过生活中的一些实例,如电池、车的蓄电池等等引导学生说出这些化学反应过程中的能量变化,进一步让学生认识到化学反应中常伴随着能量的转化;不同形式的能量之间在一定条件下可以相互转化。)

[板书]一、化学反应中的能量转化

[提问]化学反应中为什么会伴随着能量转化?

[媒体展示]

[学生活动]

1. 观察图像,学会识图。

2. 交流、讨论。

[讲授]化学反应中会伴随着能量转化是因为反应物与生成物的能量的变化,放出和吸收的能量不同。根据反应物的总能量与生成物的总能量的大小能够判断化学反应是放出能量还是吸收能量。不同的化学反应以及不同条件下的化学反应伴随发生的能量变化不一定相同。这节课的重点就是研究化学反应中的能量变化。

[演示实验]生石灰与水混合煮鹌鹑蛋。

(通过播放媒体课件要求学生分析生石灰与水混合煮鹌鹑蛋过程中有哪些能量的变化,体验化学反应中能量变化过程。)

[学生实验]1. 铁片与盐酸反应。

2. 氢氧化钠加水溶解触摸烧杯底部观察现象。

3. 氯化铵晶体与氢氧化钡晶体在烧杯中混合溶解观察现象。

[板书]二、吸热反应和放热反应

吸热反应:放出热量的反应,其反应物的总能量高于生成物的总能量。其实质是,反应物的旧键断裂吸收的能量<生成物形成键释放出的能量。由于放出热量,整个体系能量降低。

放热反应:吸收热量的反应,其反应物的总能量低于生成物的总能量。其实质是,反应物旧键断裂吸收的能量>生成物成键释放出能量。由于吸收热量,整个体系能量升高。

[问题]如何用化学用语表示放热反应和吸热反应?

示例:2H2(g)+O2(g)2H2O(g);ΔH=-483.6 kJ·mol-1

[讲授]该热反应方程式表示2mol氢气跟1mol氧气完全反应生成水蒸气时,放出483.6 kJ热量。ΔH的单位为kJ·mol-1,ΔH为负值表示该反应是放热反应。

[分组讨论]

1. 热化学方程式与化学方程式的区别。

2. 2H2(g)+O2(g)2H2O(g);ΔH=-483.6 kJ·mol-1

2H2(g)+O2(g)2H2O(l);ΔH=?

以上两个热化学方程式的ΔH是否相同?说明原因。

3. 化学方程式2H2+O2点燃2H2O和H2+1/2O2点燃H2O有何不同?

4. H2(g)+1/2O2(g)H2O(l);ΔH=a kJ·mol-1。a=?

5. H2O(l)H2(g)+1/2O2(g);ΔH=b kJ·mol-1。b與a的关系如何?

[分析、归纳]从引导学生认识物质的状态(固态、液态、气态)会影响反应热的大小,说明在热化学方程式中要标明物质的状态;让学生知道热化学方程式计量数可以用分数表示;让学生知道计量数与热值的关系。

[讲授]化学反应的本质是原子的重新组合。在反应中,旧分子→原子→新分子,旧化学键的破坏和新化学键的形成所发生的能量变化。我们就可以通过化学反应过程中断开旧的化学键所吸收的能量与形成新的化学键所放出的能量变化来判断这个化学反应是吸热反应还是放热反应。

[问题]对于化学反应:4H2(g)+2O2(g)4H2O(g),已知拆开2 mol H-H键需要消耗872 kJ能量,拆开2 mol O-O键需要消耗992 kJ能量,形成水分子中的2 mol H-O键能够释放926 kJ能量。你能根据以上的数据判断4H2(g)+2O2(g)4H2O(g)是放热反应还是放热的反应吗?请通过计算回答。

[学生活动]计算,讨论。

[讲授]可以根据反应物的总能量与生成物的总能量差来判断某化学反应是放热反应还是吸热反应。当反应物的总能量小于生成物的总能量时,反应表现为吸收能量,以吸热的形式发生反应,称为吸热反应。当反应物的总能量大于生成物的总能量时,反应表现为放收能量,以放热的形式发生反应,称为放热反应。

[媒体展示]化学反应中能量变化与反应物和生成物总能量的关系

[讨论、分析、归纳]课本“交流与讨论”栏目的内容。

[过渡]氢气可作燃料,还有很多用途。还有哪些物质常用作燃料?

[板书]三、可燃物质燃烧放出的热量是否一样呢?

[思考]1. 物质量相同的不同的可燃物质燃烧所放出的热量一样吗?

2. 甲烷、煤气代替煤炭作为民用燃料,有什么好处?

[板书]1. 不同的燃料燃烧的热值比较

2. 如何科学合理应用燃料

[学生活动]通过引导学生读书、同伴互助,师生交流,自主解决问题。了解可燃物质燃烧如何提高燃烧效率的途径,懂得利用生活垃圾制取沼气燃料,减少燃料对环境的污染。

[本节小结]化学反应中能量变化可以看成是旧化学键的破坏和新化学键的形成所发生的能量变化。通过这节课的学习,我们应该懂得以下知识:

1. 化学反应的判断依据是有新物质生成,反应前后的总能量是不同。

2. 任何化学变化不但要遵循质量守恒还要遵循能量守恒的规律。

3. 如何用化学变化前后的能量变化以热量形式表示出来。

4. 吸热反应、放热反应的定义和判断的方法。

5. 熟练书写热化学方程式并懂得热化学方程式表示的意义。

6. 不同的可燃物质燃烧释放的热量不一样,学会如何提高可燃物质燃烧的利用率,保护好我们的环境。

四、 板书设计

化学反应中的热量

1. 化学反应中的能量转化

2. 吸热反应和放热反应的定义

3. 热化学方程式的书写

4. 可燃物质的燃烧能量变化

五、 教学反思

能量包含热量,热量是能量的一種,在教学过程中不能混为一谈。教学设计中,先介绍能量再介绍热量(概念从大到小),还是先介绍热量再介绍能量(概念从小到大),教学效果各有千秋。

设计直观、有趣、源于生活的实验,如用生石灰煮鸡蛋、自热食品等实验化学,能让学生乐于探索、发现化学问题,感受化学是有用的。

作者:赖传森

第四篇:《必修2》与《化学反应原理》的巧妙融合

《化学反应原理》是在高中化学必修1和必修2基础之上理论性较强的必选修课程,揭示了化学反应的本质规律。“化学反应原理”中的概念是在必修基础上螺旋上升的,在对概念实际的教学过程中,我们即要关注概念的形成及发展过程、又要关注概念的层次性和衔接性。选修模块的《化学反应原理》在陈述方式和内容深度上仍保持高中阶段应有的要求及与基础模块的衔接,但是更注重于学科知识的认知过程和要求,在叙述与推演上更重视事物间的科学内涵与发展的逻辑关系。

认真研究《化学反应原理》模块内容,它与必修教材相比最鲜明特点是:从定性描述走向定量分析。在内容本质上可提高学生学习的化学知识的“含金量”,促进学生专业品质和科学素养的更进一步提升。结合自己对教材的理解、以及多年的教学实践,我浅谈一下概念教学在必修与选修间的关系。

一、必修模块的概念是选修模块概念的“垫脚石”

必修模块的概念有的是让学生初步认识,而到了选修模块则进一步拓展提高。比如对于“化学反应速率”的学习,在必修2中首先是定性的认识化学反应速率,再探究影响化学反应速率的因素,最后让学生体会速率的定量表达式的作用,定量研究速率一是为了比较不同反应的快慢程度,二是在选修阶段定量的探究这些影响因素是如何影响反应速率的。选修在必修的基础上进一步螺旋上升,从定性认识自然过度到定量认识,必修阶段为选修阶段的学习做知识铺垫。 比如对于“化学平衡状态”的学习,在必修阶段只是让学生通过直观的实验使学生感受:化学平衡状态是在一定条件下建立的,当条件改变时,化学平衡状态会改变。至于当条件改变时,平衡将怎样移动?将在选修模块“化学反应原理”中从理论上进行分析。如果在教学过程中,教师把选修的内容补充到必修中来,表面上是一步到位,实际上则是让学生吃“夹生饭”,必修所扮演的角色就有“垫脚石”摇身变成“绊脚石”。

二、必修模块的概念有的只需“浅尝辄止”,在选修模块中可适度的“深挖细嚼”

比如通过对必修模块的学习,学生初步建立了化学平衡的观点,认识到可逆反应的进行是有一定限度的,必修阶段在此就“浅尝辄止”了,那该如何定量的描述化学反应的限度呢?在选修模块中借助于“平衡常数”就可“深挖细嚼”了。

三、在必修模块的学生对概念获得的是“知其然”,而在选修模块则获得的是“知其所以然”

比如对于“原电池”的学习,对原电池的工作原理,在必修阶段要求学生做到能“看图说话”,不要求学生掌握原电池的构成条件及电极反应式的书写。通过必修的学习让学生知道自发的氧化还原反应可设计成原电池,什么是自发?为什么必须是自发的?这一系列的为什么,将在化学反应原理中找到所以然

四、必修模块的概念有的如“一扇窗”,而选修模块的概念则如“窗外的风景”

在教师的启发引导下,在学生的自主探究中,如果能不由自主的推开了那一扇窗,则可惬意的欣赏和体会窗外的风景了。比如对于“化学平衡”的学习,学生在必修模块了解到化学平衡是一种“动态平衡”,而在选修模块则进一步会了解到:弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡、沉淀的溶解平衡等化学平衡;比如对于化学反应与能量的学习,在必修课程化学2中,只需要学生了解化学能与热能、化学能与电能转化的一些常见的实例,而对于发生能量转化的化学反应本质则是《化学反应原理》模块的要求。

五、从必修的概念到选修的概念的过渡,大部分是从“定性认识”到“定量分析”

第一章“化学反应与能量转化”中一个定量的学生实验“测定中和反应的反应热”放到课堂教学中的“活动。探究”,成为第一节教学中的主干组成。“化学反应的焓变”要求用盖斯定律进行探讨与计算。这样从定量层次讨论化学能转化问题,使学生对化学反应与能量转化认识产生质的飞跃;第2章“化学反应的方向、限度与速率”是在具有化学平衡和化学反应速率的初步概念,并已经能够定量描述化学反应的热效应的基础上,引入“焓变”与“熵变”, 定量探讨化学进行的方向。引入“化学平衡常数”定量探讨和描述化学反应的限度,应用化学平衡常数和“气体分压定律”定量探讨温度、浓度和压强对化学平衡的影响。引入“反应速率常数”定量探讨浓度、温度对反应速率的影响;引入“活化能”,结合反应速率常数定量探讨温度和催化剂对反应速率的影响。第3章“物质在水溶液中的行为”是在能够应用理论定量分析化学反应的可能性、计算反应的最大反应限度和平衡移动情况的基础上,引入“电离平衡常数”对水溶液中的弱电解质的电离平衡进行定量探讨和研究;引入“溶度积”对沉淀在水中的溶解平衡和沉淀的溶解与生成、转化进行定量研究和探讨。定量的分析化学问题,使化学教材有了“灵魂和生命力”。

必修模块的概念是基础,选修“化学反应原理”中的概念则是拓展,借助于必修这块跳板,即可登到选修的高台上领略更有品位的风景。“问师哪得清如许,为有源头活水来”,必修中概念的“源头”就在选修《化学反应原理》中,从选修中可不断补充到新鲜的知识。

参考文献:

(1)王磊,普通高中课程标准实验教科书化学2(必修)教师用书

(2)王明召,普通高中课程标准实验教科书化学,化学反应原理 教师用书

(3)王磊,《新观点 大视野 多角度》,《化学教育》2005年第3期

作者:张爱玲

第五篇:关于选择性必修1《化学反应原理》热化学迷思概念的探讨

摘要:由于许多化学概念本身存在高度抽象性以及教材对部分概念定义的不完善性,导致学生极易产生迷思概念,对学习产生不利影响。以鲁科版和人教版高中化学教材中对概念的定义方式及语义描述为着手点,对选择性必修1《化学反应原理》热化学部分内容可能产生的相关迷思概念进行探析。不仅可帮助学生解除迷思概念、提高对概念的认识深度,还能促进学生形成正确的知识结构、提高思维能力。

关键词:迷思概念;热化学;化学反应原理;概念定义类型

科学概念是构成科学理论体系的基础,是学生形成认知结构的基石,所以任何学习都离不开对概念的认识。化学概念是化学事实的结晶,是化学学者站在化学历史发展的角度将化学事实性知识通过类比分析、归纳比较、科学抽象以及高度概括而形成的理性知识,它是对化学现象的本质阐述,是化学学科理论体系的骨架,同时也是学生深度把握化学知识、发展核心素养的关键所在。正因为科学概念具有高度概括、抽象的特点,所以学生在认识化学核心概念时易产生迷思概念(Misconception)。“迷思概念”是由我国台湾学者翻译英文而来,而对于它的理解和界定,不同学者有不同的看法:Bransford认为迷思概念是指学生不正确的已有概念;Disessa认为迷思概念是学生头脑中片段的、零散的、简单的、有待形成网络化结构的概念;Watts D.M.和Gilbert J.K.认为迷思概念是学生在进阶性学习建构中由于理解偏差或缺乏有机联系而形成的有碍于新概念形成的知识或认识;Gunstone认为迷思概念是一种似是而非的理解,是学生的概念和科学概念之间的差异性概念,这种差异概念可作为教学的基点。尽管不同学者对迷思概念的解释有所不同,但这些解释的内涵大体一致,即迷思概念是不完善的、有瑕疵的、甚至是错误的有待转变成科学概念的已有概念。

热力学在化学学科中扮演着十分重要的角色,是选择化学学科的学生必学的重要内容之一,因其具有高度的抽象性,所以学生在学习热化学相关内容时极易产生迷思概念,阻碍学生进一步的学习。作为教师,要帮助学生解除迷思概念,促进学生正确理解化学概念,使学生深度把握化学知识的同时发展学科核心素养。针对迷思概念,本文以人教版及鲁科版高中化学教材为依据,基于教材中概念的表达形式及其本质特征就选择性必修1《化学反应原理》热化学部分的内容浅谈个人看法。

1化学概念定义类型

概念是通过语言对客观事物认识的总结,随着认识的发展而发展且具有高度的抽象性和概括性。有学者根据不同的认识水平总体上把概念分为:常识概念、具体概念及抽象概念,而热化学相关概念几乎全为抽象概念,因此学生在学习热化学相关内容时极易产生迷思概念。一个完整概念的最基本特征便是它的内涵和外延,内涵指向事物的本质属性,外延则规定概念固有的范围。因此传统的概念定义方法是以“属概念加种差”的形式进行的,如“在水溶液或熔融状态下能导电的化合物叫做电解质”这一定义中属概念是“化合物”,种差是“在水溶液或熔融状态下能导电”,这里就揭示了电解质与其他化合物的本质区别。传统的概念定义方式并不能囊括所有,因而有学者在此基础上进行了延伸。武衍杰、王秀红总结前人经验并基于化学学科特点将化学概念定义类型分为内涵定义、外延定义及语词定义,其中内涵定义包括本质定义(揭示事物本质特征)、发生定义(揭示事物现象产生过程)、关系定义(揭示不同概念问的特殊关系)及功用定义(揭示事物的特殊功能);外延定义包括列举定义(列举概念所包含的对象);语词定义则包括规定性定义(以“规定”的形式下定义)、上下文定义(引证上文具体示例)、说明性定义(对专用名词做出说明)及类比定义(与熟悉的现象进行类比)。不同的定义方法会影响学生对概念的理解,例如旧人教版高中化学教材将“共价键”定义为“共价键是常见的化学键之一,它的本质是在原子之间形成共用电子对”,根据概念定义类型可以判断其为本质定义,但是这样的“共价键”定义有很大的问题,常常使学生产生以下迷思概念:(1)共价键其实就是共用电子对;(2)之所以形成共价键是由于形成共用电子对的需要。显然,学生这样对共价键的理解是错误的,共价键是两个原子核对共用电子对所形成的负电区域的吸引力,其本质应为静电作用力。化学概念定义类型的总结如图1所示。

2鲁科版和人教版《化学反应原理》热力学相关的概念统计

从本质上看,两个版本的高中化学教材对热化学相关概念的内涵阐述基本一致,但从形式上看,不同版本教材对相关概念的语义描述有所差异,而概念的形成和巩固要靠词语的帮助,词语是概念的“形”,概念是词语的“心”。因此,尽管内涵相同,不同的表达形式也会影响学生对概念的理解,从而使学生产生迷思概念。在人教版高中化学教材中,热力学内容主要集中在选择性必修1《化学反应原理》的第一章“化学反应的热效应”及第二章第3节“化学反应的方向”中;在鲁科版高中化学教材中,热力学内容主要集中在《化学反应原理》的第一章第1节“化学反应的热效应”及第二章第1节“化学反应的方向”中,两版教材中热化学相关概念及其定义类型的归纳统计如表1所示。

根据统计,鲁科版选择性必修1《化学反应原理》中涉及热化学并有较为明确的定义阐述的概念共10个,其中“热容”“比热”“体积功”及“自由能变”以非正文形式出现;人教版《化学反应原理》中涉及热力学并且有一定阐述的概念共有9个,其中“自由能变”以“资料卡片”栏目方式呈现。对两版本教材中出现的热化学概念进行整合,统计其概念定义类型分布情况如图2所示。

相较于人教版教材,鲁科版教材增添了“熱容”“比热”及“体积功”的概念,在“焓变”的解释上强调能量转化形式问题,其条件化的描述更加准确;对于“燃烧热”及“自发过程”,鲁科版教材未做相关定义阐述,而人教版则有一定的解释说明,并用类比定义的方式呈现自发过程;“热化学方程式”在鲁科版教材中是以功用定义的方式出现,在人教版中则是以上下文定义的方式出现,鲁科版教材强调了物质变化和焓变化的共时性,其概念阐释更加科学。在对“内能”的概念描述上,鲁科版教材结合了微观视角,强调物质微观粒子能量总和,而人教版仅从宏观物质视角呈现;对于“反应热”“盖斯定律”“熵”及“自由能变”概念,两个版本的描述几乎一致。从概念认识水平的角度来看,热化学相关概念多为抽象概念,因此大多数定义类型为“内涵定义”,而内涵定义中属“关系定义”居多,可见相关概念环环相扣、联系紧密。对于有些化学概念,因其定义本身的复杂性以及定义分类标准的不完善性,导致这些概念可能从属于多种概念定义类型,如人教版教材中“燃烧热”的定义为“在101 kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量”,它既可以是规定性定义,也可以为发生定义,前者表明该概念处在一种规定的情形,后者则表明它的属概念为“热量”,种差为“在101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成指定产物”,这里笔者将其划分为规定性定义。虽然这种划分有一定的模糊性,但总体上能够反映教材中概念定义的类型。

3相关迷思概念分析

3.1反应热、热量以及能量之间相关迷思概念的思考

对“反应热”“焓变”“内能”及“键能”等概念的掌握是学生中学阶段学习热化学的重要基础,而理清反应热、热量以及能量三者之间的关系能够使学生更加清晰地认识化学热效应,学生只有深刻把握这些概念之后方能进行下一步的学习。然而由于这些概念本身的抽象性以及教材中概念描述的不完整性,导致学习者很可能会产生迷思观念。

尽管反应热与热量以及能量之间的逻辑关系不是中学热化学核心知识点,但它们却是学生进一步学习热化学的重要基础。倘若在教学实践中适当地引导学生理解它们之间的关系,使学生建立正确的符号表征观念,无疑会帮助学生更加深刻地认识相关概念,有助于学生进一步深入地学习。

3.2反应热与焓变相关迷思概念的思考

對于“焓变”的定义,鲁科版和人教版均采用关系定义的方法。人教版教材从反应热与焓变的关系入手进行“焓变”概念的描述,其语言表达首先规定的是“等压”这一关键条件,其次再阐明“反应热等于焓变”;与人教版不同,鲁科版除了阐明“等压”这一条件外,还强调了“没有电能、光能等其他形式的能量转化”,在条件的表述上更加严谨,学生比较容易理解反应热与焓变的关系。但是,为什么要引入“焓”?“焓”有什么样的物理意义?这里,想必会有学生产生诸如此类的疑问——对“焓”本质认识的不足将会导致学生后面学习的困难,学生带着模模糊糊的概念往后学习将会导致更多迷思概念的出现。

3.3与“自发反应”相关的迷思概念分析

什么是自发反应?一般认为,自发反应在某种特定条件下,不需要外在助力就可以自动进行。而在鲁科版和人教版教材中没有明确的定义,其中对于自发过程人教版倒是有所涉及:“自然界中存在着一些具有方向性的自发过程。例如,水总是自发地从高处流向低处,而相反的过程却不能自发”。显然,这是采用类比定义的方式描述自发过程,使学生较为容易地理解什么是自发过程。但是当把这种自发过程迁移到自发反应时,学生往往会混淆“自发反应”和“自动发生”、“一定条件”和“外界帮助”的关系,产生“自发反应一定能自发进行”的迷思概念。

化学上的自发反应与自然界中的一些自发现象是有一定的差异的,因此不可等同而言。一些化学反应需要在一定的体系环境中方能进行,而非在“常态”下就能自动发生。譬如,碳酸钙的分解CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)在常温(25℃)下无法进行,在高温条件下可以自发进行,那么这个高温条件属于“外界帮助”吗?所谓外界帮助,是指除维持一定的热量交换及体积功之外的其他形式的能量输入,是推动反应进行的非环境因素如通电、光照等,而加热改变的是反应体系的起始状态,当温度达到某一点,反应不需外界帮助便能自发进行,于反应而言,此刻反应条件是确定的,因此温度的改变不属于外界帮助,它并未改变反应本身,只是为反应创造条件环境;“一定条件”指的是反应发生所需要的体系环境,如温度、压强等。综上,学生混淆“自发反应”概念的根本原因是学生未认识到条件的重要性,自发反应不一定能自动发生,但在一定条件下可以自发进行。在实际教学中,教师要帮助学生理清“一定条件”和“外界帮助”“自发反应”和“自动发生”的关系,引导学生建构自发反应的正确观念,促进学生知识结构的形成,解除学生的迷思观念。

3.4与“熵”相关的迷思概念分析

“熵”在热化学当中占有十分重要的地位,深刻认识“熵”是学生建构热化学观念以及通过熵增原理认识世界、感悟人生并形成辩证思维的关键。鲁科版教材通过探讨固体在水中溶解的共性即体系的有序程度降低、无序程度增大,引出物理量熵的概念;人教版教材以功能定义的方式呈现熵的概念,围绕自发反应的条件和一些宏观现象逐步引出熵,把熵看做是描述一定体系混乱度的状态函数,使学生较易理解熵的内涵。我们知道熵的表达公式:S=klnΩ,在实际教学中,教师可以适当地引入粒子的微观状态数Ω,通过排列组合的方式模拟微粒的排列方式,使学生更加直观地感受微观状态数对熵的影响,引导学生从微观的视角认识熵,再结合相应的宏观现象,使学生能够从宏微结合的视角认识熵,提升学生对熵的认识深度。熵增原理的重要的前提——“孤立体系/绝热体系”,学生往往会忽略这一重要条件而产生“任何体系的自发过程将导致熵的增大”的错误观念。人教版教材对其进行了补充说明,指明了孤立体系或绝热体系的先决条件。在实际教学中,教师可以将熵增原理与生活实践联系起来,使学生认识到熵增对社会产生的不利影响,体会到个人的自律、社会的进步、国家的发展在某种意义上是克服熵增、从无序到有序的过程,引导学生在日常生活及学习中克服熵增、力求熵减。

4结语

学生产生迷思概念的根本原因在于未理解概念的内在逻辑,往往只知其然而不知其所以然。教材中所呈现的化学概念定义会对学生产生影响,其中不完善、不严谨的概念描述更是会直接误导学生,促使学生产生迷思概念。在热化学概念的文字表达方面,两个不同版本的教材可能会有不足之处,如在“化学反应的方向”这一节中,对于“自发过程”及“自发反应”的阐述有些模糊,学生很可能会产生一些疑惑或迷思概念。因此,作为化学教育研究者,要不断地研究化学概念,不必拘泥于一种概念定义类型,应结合多种呈现方式去表达概念,从多种角度去诠释化学概念。在实际教学中要灵活多变,不囿于教材所呈现的内容,在概念教学中要做到溯本求源,使学生知其然也知其所以然。

作者:叶华涛 许招会 李瑜珏

上一篇:化学研究性论文下一篇:护士医学院毕业论文