5.2化学反应中的能量变化第2课时教学设计-2026-2027学年九年级化学仁爱科普版上册

课题2 化学反应中的能量变化 教案 仁爱科普版（2024）初中化学九年级上册 单元四 再探燃烧与燃料 第二课时 一、教材分析 本课题选自仁爱科普版九年级上册第四单元“再探燃烧与燃料”课题2，第二课时聚焦化学反应中能量变化的本质认识与生活应用。教材在学生已初步建立放热、吸热反应概念的基础上，引导学生从能量视角重新审视化学反应，将物质转化与能量转化两条线索相融合。内容承上启下，既是对燃烧与燃料知识的深化，也为后续学习化学与能源、环境保护奠定观念基础，具有鲜明的学科价值与生活意义。 二、四维核心素养 化学观念：认识化学反应不仅生成新物质，还伴随能量变化，建立“物质变化与能量变化相统一”的能量观。科学思维：通过对比、归纳吸放热反应特征，运用分类、推理方法解释生活现象。科学探究与实践：亲历实验探究与案例分析，学会观察、记录并解释能量变化现象。科学态度与责任：体会化学反应对人类文明与社会发展的价值，形成节约能源、保护环境的可持续发展意识。 三、教学重难点 教学重点：认识化学反应中伴随的吸热与放热现象，能识别常见的放热反应和吸热反应，理解化学反应在人类能量利用中的重要作用。 教学难点：从微观角度初步理解化学反应中能量变化与化学键断裂和形成的关系；理解“需要加热的反应不一定是吸热反应”这一辩证关系，能够运用能量变化观点解释生产生活中的实际问题。 四、新课导入 教师展示自热火锅发热包与冰袋两个实物，提问：“冬天我们用暖手宝取暖，夏天用冰袋降温，这两样东西里藏着怎样的化学秘密？”引导学生触摸发热包温水后的温度与冰袋揉搓后的冰凉感，追问：“同样是化学反应，为什么一个发热、一个变冷？化学反应中能量究竟从哪里来、又到哪里去？”由此自然导入本节课主题——继续探究化学反应中的能量变化。 五、上课过程设计意图 本节课以“能量”为主线，按照“回顾旧知—深入本质—联系生活—实验验证—拓展应用—总结升华”的认知脉络设计六个递进式任务活动。首先通过温故知新任务唤醒学生对放热、吸热反应的已有认识，为新知建构搭建脚手架；继而借助微观动画与模型演示，引导学生从化学键视角初步理解能量变化的微观本质，突破认知难点。随后以“生活中的能量变化”大搜索、实验再探究等任务，让学生在真实情境中辨识与解释，实现知识的迁移与内化。最后通过能源讨论与思维导图制作，将化学知识与社会议题相联，落实科学态度与责任素养。整个过程以学生为主体，教师作为引导者与促进者，力求让学生在“做中学、用中学、创中学”。 六、教学过程 任务一：温故知新——化学反应能量变化大检阅 【任务情境】教师在大屏幕上呈现一组上节课学习过的反应情境图片：篝火燃烧、镁条与稀盐酸反应、生石灰与水反应、氢氧化钡晶体与氯化铵晶体混合搅拌、碳与二氧化碳在高温下反应。请学生以学习小组为单位，快速判断哪些属于放热反应、哪些属于吸热反应，并说出判断依据。 【教师活动】教师巡回倾听各小组的讨论，适时追问：“你是根据什么判断它放热或吸热的？”“除了用手触摸，还可以用什么方法感知反应的能量变化？”当学生出现分歧时，不急于给出答案，而是引导其回忆上节课的实验现象——试管壁是否发烫、烧杯外壁是否变凉、温度计示数如何变化，让学生自己修正判断。教师随后在黑板上以表格形式整理学生的分类结果，自然过渡到下一问题。 【学生活动】学生以四人小组为单位展开热烈讨论。有的小组代表走上讲台，指着屏幕上的图片一一说明：“篝火燃烧是放热反应，因为燃烧过程中我们看到了火焰、感受到了热。”“镁条与稀盐酸反应时试管壁发烫，所以是放热反应。”“氢氧化钡和氯化铵混合后烧杯外壁冰凉，说明它吸收了周围的热量，是吸热反应。”在教师追问下，有学生补充：“还可以用温度计测量反应前后液体温度的变化，温度升高说明放热，温度降低说明吸热。”其他小组纷纷点头，表示赞同。整个环节中，学生回顾了上节课的核心概念，为新课学习做好了铺垫。 【设计意图】通过图片情境唤起学生的已有记忆，让学生在分类判断中复习放热反应与吸热反应的概念及判断方法。教师的追问促使学生不仅要“说出结论”，还要“说出依据”，培养了证据推理意识。小组合作形式降低了个体认知负担，使每位学生都有参与表达的机会。 任务二：探秘微观——化学反应中的能量从哪里来 【任务情境】教师抛出核心问题：“上节课我们知道了化学反应有的放热、有的吸热，但大家有没有想过——化学反应中的能量究竟是从哪里来的？又藏到哪里去了？为什么有的反应会释放能量，有的却要吸收能量？”大屏幕上播放一段微观动画：氢分子与氧分子在一定条件下反应生成水分子的过程，分子拆开、原子重组、再结合成新分子。 【教师活动】教师结合动画讲解：“化学反应的本质是分子拆成原子、原子重新组合成新分子的过程。就像拆积木一样，把旧积木拆开需要用力、需要消耗能量；而把新积木拼搭在一起时，又会释放出能量。拆开旧物质时吸收的能量，和形成新物质时释放的能量，如果两边不一样多，化学反应就会表现出放热或吸热。”教师进一步用生动的比喻帮助学生理解：“如果拼新积木时释放的能量比拆旧积木用掉的能量多，多余的能量就以热能、光能等形式释放出来，这就是放热反应；反过来，如果拆旧积木用掉的能量比拼新积木释放的能量多，反应就需要从外界吸收能量来补足，这就是吸热反应。”教师同时提醒学生：“这只是帮助大家理解的比喻，真正的化学原理到高中还会深入学习，今天我们先建立一个初步的能量观念。” 【学生活动】学生聚精会神地观看微观动画，不时在笔记本上勾画关键信息。教师讲解过程中，学生频频点头，有人小声议论：“原来如此！”有学生举手提问：“老师，那是不是所有化学反应都有能量变化？”教师肯定地回答：“是的，化学反应在生成新物质的同时，一定伴随着能量变化，只不过有的明显、有的不明显，我们可能感觉不到而已。”又有学生问：“为什么碳还原氧化铜需要加热，它到底是放热还是吸热？”教师笑着说：“这个问题问得非常好！需要加热和吸热反应不是一回事，加热只是反应发生的条件，就像我们点火做饭需要先打着火，但饭做熟了以后煤气灶还在继续放热一样。这个反应开始时需要加热引发，但一旦反应发生，它自己会放出热量，所以它其实是放热反应。”学生们恍然大悟，纷纷在笔记本上记下这一重要辨析。 【设计意图】微观本质是本节课的认知难点。教师没有直接讲授抽象概念，而是借助动画和“拆积木”的生活化比喻，将不可见的微观过程可视化、通俗化，帮助九年级学生在现有认知水平上建立初步的微观能量观。学生的提问与教师的回应，体现了课堂生成性资源的有效利用，“需要加热不等于吸热反应”的辨析则破解了学生最常见的思维误区。 任务三：生活搜索——身边的放热与吸热反应大发现 【任务情境】教师布置探究任务：“请大家以小组为单位，展开一次”身边的化学反应能量变化大搜索“。从生活经验、课外阅读、影视节目中，找出至少三个放热反应的实例和两个吸热反应的实例，并简要说明它是如何被利用的。”教师同时在屏幕上给出“线索提示”：暖宝宝、自热米饭、烟花、蜡烛照明、碳酸饮料冰镇袋、汽车发动机、燃气灶、光合作用、高炉炼铁、煤炭取暖…… 【教师活动】教师巡视各组，倾听学生讨论，适时给予引导。当某组只想到“燃烧”一类例子时，教师提示：“除了燃烧，还有没有其他类型的化学反应也会放热？比如把生石灰倒进水里，或者酸碱混在一起？”当学生列举吸热反应遇到困难时，教师提醒：“除了我们课上做过的氢氧化钡和氯化铵实验，你有没有见过某些化学反应过程中容器变凉的现象？想想外卖冰袋为什么能自己变冷？”教师还鼓励学生将化学知识与生物学知识联系：“植物光合作用需要吸收太阳能，把二氧化碳和水变成有机物和氧气，这其实也是一个吸收能量的过程。” 【学生活动】各小组讨论热烈，记录员在白纸上快速写下本组找到的实例。有的小组展示成果：“我们组找到的放热反应有：煤炭燃烧取暖、天然气灶炒菜、烟花绽放发光放热、自热米饭加水发热、人体消化食物维持体温。”另一组补充：“我们还找到了镁光灯照明、用生石灰做建筑材料时加水放热。”关于吸热反应，有小组汇报：“外卖冷藏包里的物质揉搓后会变冷，里面应该发生了吸热反应；还有碳和二氧化碳在高温下反应生成一氧化碳，需要不断吸热维持。”教师对各小组的汇报给予肯定，并追问：“大家想一想，人体体温是怎么维持的？”学生齐声回答：靠体内化学反应放出的热量！教师顺势总结：“没错，我们每天吃的食物在体内发生缓慢氧化，释放出的能量一部分维持体温，一部分供给我们走路、说话、思考。可以说，没有化学反应中的能量变化，就没有生命本身。”学生们听完后表情专注，深刻体会到化学与生命、与生活的紧密联系。 【设计意图】本任务将化学知识从实验室延伸到广阔的生活世界，让学生意识到能量变化无处不在。小组合作搜集实例，锻炼了学生信息检索与合作表达能力；跨学科联系（人体体温、光合作用）帮助学生建立整体的科学图景。教师的追问把学生的认识从“现象列举”提升到“价值理解”，自然渗透了化学对人类文明贡献的情感态度教育。 任务四：实验探究——动手感受化学反应的温度 【任务情境】教师为每个实验小组准备以下器材与药品：试管若干、温度计、药匙、胶头滴管、烧杯、镁条、稀盐酸、生石灰粉末、蒸馏水、氢氧化钡晶体、氯化铵晶体。任务要求：分组完成三组对比实验，用温度计准确测量反应前后液体或混合物的温度，将数据记录在任务单上，并描述你的真实感受。 【教师活动】教师在实验前强调安全操作要点：“取用固体药品用药匙，不要用手直接接触；稀盐酸有腐蚀性，滴加时小心操作，不要溅到皮肤上；实验过程中不要闻反应产生的气体，如有不适及时报告。”教师示范温度计的正确使用方法——将温度计水银球浸入液体但不接触试管底部和侧壁，读数时视线与液面相平。实验过程中，教师逐个小组观察，提醒学生注意记录反应前初始温度和反应后最高/最低温度，并引导学生触摸试管外壁，将仪器测量数据与触觉感受相互印证。对于氢氧化钡与氯化铵的实验，教师提醒学生闻气体时用“扇闻法”，不要直接把鼻子凑到烧杯口。 【学生活动】学生们以小组为单位有序进行实验。第一组将镁条放入盛有稀盐酸的试管中，插入温度计后观察到温度计示数明显上升，同时试管壁微微发烫，反应过程中有气泡持续冒出。有学生兴奋地喊道：“老师，温度从二十度升到了四十度！太神奇了！”第二组将生石灰粉末加入盛有蒸馏水的烧杯中，用玻璃棒搅拌，杯壁迅速变热，温度计读数显著上升，有学生用手背轻轻靠近杯壁后迅速缩手，说：“好烫！感觉像热水袋一样。”第三组将氢氧化钡晶体与氯化铵晶体在烧杯中混合并快速搅拌，片刻后学生发现烧杯外壁变得冰凉，甚至在桌面上结了一层薄霜，有学生惊讶地说：“真的变冷了！和刚才的生石灰实验完全相反！”各组将实验数据填入任务单，并在小组内交流：“原来放热和吸热不是我们”觉得热/冷“那么主观，温度计上的数字变化才是客观证据。”教师邀请两组学生上台展示自己的实验记录和现象描述，其他小组补充不同之处。最后教师引导全体学生归纳：“化学反应伴随着能量变化，通常表现为热量变化，有的释放热量使体系温度升高，有的吸收热量使体系温度降低。”学生在任务单上完成结论性语句的填写。 【设计意图】实验是化学学习的基石。本环节让学生亲手操作、亲眼观察、亲自测量，将抽象的“能量变化”转化为可感知的温度变化和可记录的数据变化。对比实验设计（一组放热、一组吸热）形成强烈的认知反差，加深了学生对两类反应的理解。教师的安全指导与操作示范，体现了科学探究中规范与安全意识的培养。学生从“凭感觉”到“用数据说话”，科学实证精神在潜移默化中得到熏陶。 任务五：能源视角——化学反应如何驱动人类文明 【任务情境】教师播放一段约两分钟的短视频：从远古人类钻木取火，到蒸汽机的轰鸣，再到现代城市灯火通明、汽车川流不息、火箭升入太空，画面最后定格在“能源是现代文明的血液”这句话上。视频结束后，教师提出三个递进问题：（1）人类从古至今利用的主要能源是什么？它们为什么能提供能量？（2）化学反应除了放热、吸热，还能实现哪些形式的能量转化？（3）面对化石能源日益枯竭和环境污染问题，我们可以从哪些方向寻找新出路？ 【教师活动】教师组织学生进行全班讨论，将学生的回答要点逐条板书。针对第一个问题，教师引导学生认识到：柴草、煤炭、石油、天然气等化石燃料的主要利用方式就是燃烧，燃烧是最常见的放热反应，人类文明史在很大程度上就是一部不断利用化学反应获取能量的历史。针对第二个问题，教师补充：“能量转化的形式远不止热能。比如干电池和手机电池，里面发生化学反应把化学能直接转化成电能；植物通过光合作用把太阳能转化成化学能储存在体内；镁光灯、烟花则把化学能转化成光能。化学反应是一座能量转换的桥梁。”针对第三个问题，教师鼓励学生畅所欲言：“开发太阳能、风能、水能、核能；提高燃料的利用效率；研究新型电池；寻找清洁燃料……同学们提到的这些方向，正是当前科学家们正在努力的前沿。化学不仅能帮我们利用好现有能源，也能帮我们开发新能源。” 【学生活动】学生观看视频时神情专注，有人轻声感叹：“原来我们身边的一切都离不开化学反应。”讨论环节，学生踊跃发言：“我知道我国在大力发展光伏电池板，把太阳能直接变成电能。”“电动汽车用的是锂电池，充电时把电能存成化学能，开车时再把化学能变回电能。”“氢能源汽车燃烧氢气只生成水，没有污染，未来可能会取代汽油车。”有学生联系生活：“我家附近就建了风力发电站，大风车转呀转就能发电，好厉害！”教师及时追问：“风力发电和化学反应有关系吗？”学生思考后回答：“风是太阳晒热空气产生的，而太阳能最初也是通过植物光合作用存下来的，说到底还是化学能。”教师赞许地点头，表扬这位同学把知识融会贯通了。全班在热烈的讨论中，对化学反应的能量价值有了更加全面和深刻的认识。 【设计意图】本任务从更宏阔的能源与文明视角重新审视化学反应的意义，帮助学生跳出“背概念、记现象”的低层次学习，建立化学与社会发展的宏观联系。三个递进问题层层深入，从“回顾历史”到“拓展视野”再到“面向未来”，既落实了知识目标，又自然渗透了科学态度与责任素养。学生在讨论中展现出的跨学科联想和社会责任意识，正是核心素养落地的生动体现。 任务六：建构提升——绘制“化学反应能量变化”思维导图 【任务情境】教师布置课堂收尾任务：“请每位同学在课后学习单的留白处，用思维导图的形式，把本节课学习的内容整理出来。中心词是化学反应中的能量变化，从中心向外延伸出分支，至少包含以下要点：化学反应伴随能量变化、放热反应及其实例、吸热反应及其实例、能量转化的常见形式、化学反应在能源利用中的意义。可以用不同颜色的笔区分不同分支，也可以配上简单的示意图。” 【教师活动】教师先在黑板上用彩色粉笔示范绘制一个思维导图的骨架：中心写“化学反应中的能量变化”，向外画出五条主分支，分别标注“放热反应”“吸热反应”“微观解释”“能量转化”“应用与价值”。教师提示学生：“思维导图不是抄笔记，而是要把你理解的知识结构画出来，线条之间要有逻辑关系，比如分类关系、因果关系、并列关系。”教师巡视指导，看到有的同学画得特别用心，就举起他的作品向全班展示：“大家看这位同学的思维导图，用红色标注放热、蓝色标注吸热，还画了小火焰和雪花图案，非常直观清晰，值得大家借鉴。” 【学生活动】学生们拿起彩笔，在学习单上认真绘制。有的同学先在纸上轻轻勾勒中心圆圈，再用彩色曲线向外延伸分支；有的同学在每个分支下方又分出更细的小分支，写上具体的反应实例和应用场景。一位学生在“放热反应”分支下写下了：燃烧、金属与酸反应、生石灰与水反应、酸碱中和；在“吸热反应”分支下写下了：碳与二氧化碳反应、氢氧化钡与氯化铵反应。还有同学在“能量转化”分支画了电池图标，旁边标注“化学能→电能”，又画了太阳图标标注“太阳能→化学能”。完成后，同桌之间互相欣赏对方的思维导图，提出一两条改进建议。有的同学主动把自己的作品贴到教室后面的学习园地展示。整个过程安静而专注，学生在绘制中完成了对本节课知识的系统梳理。 【设计意图】思维导图是促进知识结构化的有效工具。本任务让学生在课堂尾声动手整理，一方面将零散的知识点串联成有机整体，另一方面培养了归纳概括与视觉表达能力。教师的示范与展示，为学生提供了清晰的标杆；同桌互评则增加了学习的互动性。作品贴到学习园地，既是对学生劳动成果的尊重，也营造了持续学习的班级文化氛围。 课堂小结与拓展延伸 教师与学生共同回顾本节课的核心收获：化学反应不仅生成新物质，还伴随能量变化；有的反应释放热量、有的反应吸收热量；化学反应是能量转换的重要途径；人类利用化学反应获取能量已经走过了漫长的历程，未来仍将继续依靠化学进步解决能源与环境问题。教师最后布置课后拓展任务：“请同学们回家后观察家中或小区中利用化学反应放热或吸热的实例，记录下来，下节课我们举行一次家庭化学能量小调查分享会。有兴趣的同学还可以查阅资料，了解可燃冰或氢能源汽车的最新进展，下节课带来和大家分享。” 七、板书设计 课题2 化学反应中的能量变化（第二课时） 一、化学反应伴随能量变化 物质变化 ←→ 能量变化 二、放热反应 VS 吸热反应 放热反应：反应过程中放出热量 实例：燃烧、生石灰与水、金属与酸、酸碱中和 吸热反应：反应过程中吸收热量 实例：碳与二氧化碳、氢氧化钡与氯化铵 注意：需要加热 ≠ 吸热反应 三、微观解释（初步） 旧键断裂（吸能） ←→ 新键形成（放能） 四、能量转化形式 化学能 → 热能、光能、电能 太阳能 → 化学能（光合作用） 五、应用与价值 取暖、烹饪、发电、冶炼、交通、生命活动 节约能源 · 清洁利用 · 开发新能源 学科网（北京）股份有限公司 $