内容正文:
《7.1 物质的溶解(第二课时):溶解中的“热”与“冷”》
教学设计
一、教学基本信息
课题:物质的溶解——溶解时的吸热或放热现象(科粤版九年级下册)
课时:1课时
核心素养聚焦:化学观念、科学思维、科学探究与实践、科学态度与责任
二、教学目标
1. 化学观念:认识物质溶解过程中伴随着能量的变化,知道有些物质溶解时放热(溶液温度升高),有些吸热(溶液温度降低),有些温度变化不明显;初步建立“能量守恒”的观念,理解溶解过程包含“扩散吸热”和“水合放热”两个过程。
2. 科学思维:通过设计“测量溶解前后温度变化”的实验,培养控制变量和证据推理的能力;通过分析实验数据,归纳出不同物质溶解时的热效应差异;能运用溶解热知识解释生活中的“冰袋”和“热敷袋”原理。
3. 科学探究与实践:亲历“探究物质溶解时的热量变化”的实验过程,学会使用温度计测量液体温度;通过小组合作,提升动手操作、数据记录和现象分析能力;能利用溶解热知识设计简单的“自制冰袋”。
4. 科学态度与责任:感受化学变化中能量转化的神奇,激发探究物质性质的兴趣;认识到化学知识在改善人类生活(如急救冷敷、发热保暖)中的应用价值;养成严谨求实、尊重实验数据的科学态度。
三、教学重难点
重点:探究物质溶解时的吸热或放热现象;知道常见物质(氢氧化钠、硝酸铵、氯化钠)溶解时的温度变化情况。
难点:从微观角度理解溶解过程中能量变化的原因(扩散与水合的竞争);区分“溶解”与“化学反应”产生的热效应。
四、教学准备
教师:多媒体课件(自制冰袋图片、暖宝宝原理图、微观溶解能量变化动画);实验用品(烧杯、玻璃棒、温度计、水、氢氧化钠固体、硝酸铵固体、氯化钠固体);“溶解热探究”实验记录表。
学生:复习溶液的概念;预习教材关于溶解热量的内容。
五、教学过程
环节一:情境导入——神奇的“冰火两重天”(5分钟)
教师活动:展示两张图片:一张是运动员受伤时使用的“化学冰袋”,一张是冬季使用的“暖宝宝”。提问:“这两个物品,一个能瞬间变冷,一个能持续发热。其实,它们的原理都与我们今天要学的‘溶解’有关。物质溶解在水中,温度会发生变化吗?是变热还是变冷?让我们通过实验来揭秘。”
学生活动:观察图片,产生好奇,思考物质溶解是否真的会改变温度。
设计意图:通过生活中常见的冷热用品引入,将抽象的化学知识与实际应用联系起来,激发学生的探究欲望。
环节二:探究活动——谁是“冷”谁是“热”?(20分钟)
模块一:实验设计
教师活动:提出问题:“我们要探究硝酸铵、氢氧化钠、氯化钠三种物质溶解时的温度变化,应该如何设计实验?”
引导思路:
控制变量:水的体积要相同(如50mL),物质的量要大致相同(如一药匙)。
测量指标:溶解前的“水温”和溶解后的“溶液温度”。
操作要点:使用温度计测量,玻璃棒搅拌加速溶解,读取最高或最低温度。
安全提示:氢氧化钠具有强腐蚀性,严禁用手直接接触,若沾到皮肤上应立即用大量水冲洗。
模块二:现象分析与结论
教师活动:邀请小组汇报数据,引导全班总结规律。
学生归纳:
放热:氢氧化钠溶解时,溶液温度显著升高。
吸热:硝酸铵溶解时,溶液温度显著降低。
无明显变化:氯化钠溶解时,溶液温度变化不明显。
设计意图:通过自主探究实验,让学生直观感知不同物质溶解时的热效应差异,培养实验操作能力和数据分析能力。
环节三:微观探秘——热量从何而来?(10分钟)
教师活动:提问:“为什么有的物质溶解吸热,有的放热?物质溶解时到底发生了什么?”
微观解析:播放动画或讲解。物质溶解包含两个过程:
过程一(扩散):溶质的分子或离子向水中扩散。这个过程需要吸收热量(就像把聚在一起的人拉开,需要消耗能量)。
过程二(水合):溶质的分子或离子与水分子结合成水合分子或水合离子。这个过程会放出热量(就像人找到了座位坐下,会释放能量)。
竞争结果:
若吸热 > 放热(如硝酸铵):表现为溶液温度降低。
若放热 > 吸热(如氢氧化钠):表现为溶液温度升高。
若吸热 ≈ 放热(如氯化钠):表现为溶液温度基本不变。
设计意图:利用微观模型解释宏观现象,帮助学生理解溶解热产生的本质,突破教学难点。
环节四:应用与拓展——生活中的“热”与“冷”(10分钟)
模块一:化学冰袋的设计
教师活动:提问:“如果你是急救医生,在运动场上遇到运动员扭伤,需要立即冷敷,你会利用今天学的哪种物质制作‘冰袋’?”
学生活动:回答:硝酸铵。因为它溶解时大量吸热,能迅速降低温度,减轻肿胀。
拓展:介绍现代冰袋通常使用尿素或铵盐,原理相同。
模块二:安全警示
教师活动:提问:“既然氢氧化钠溶解会放出大量的热,我们在稀释浓硫酸(类似原理)或溶解氢氧化钠时,应该注意什么?”
学生思考:不能直接在量筒或试剂瓶中溶解,应在烧杯中进行;操作要小心,防止烫伤或容器炸裂。
设计意图:将化学知识应用于解决实际医疗急救问题,同时强化实验室安全意识,落实“科学态度与责任”。
六、板书设计
7.1 物质的溶解(第二课时)
溶解时的热量变化:
放热:氢氧化钠(NaOH) → 温度升高
吸热:硝酸铵(NH4NO3) → 温度降低
无明显变化:氯化钠(NaCl) → 温度不变
微观原理:
扩散(吸热) vs 水合(放热)
应用:
吸热:自制冰袋(急救冷敷)
放热:加热源(需谨慎操作)
七、教学反思
成功之处:本课通过“化学冰袋”和“暖宝宝”的生活实例引入,极大地调动了学生的积极性;实验设计环节强调控制变量,培养了严谨的科学思维;微观原理的动画演示,将抽象的“扩散”与“水合”过程形象化,有效帮助学生理解了热量变化的本质;安全教育的渗透,体现了化学实验的规范性。
改进方向:在实验环节,可以引导学生思考如何改进装置以减少热量散失,提高测量的准确性(如使用保温杯);在拓展环节,可以补充介绍“自热火锅”的发热原理(生石灰与水反应,虽不是溶解但也是放热反应),引导学生区分物理变化(溶解)与化学变化(反应)中的能量变化。
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