化学教与学 2022年第 9期（下半月刊）
化学教与学（http：//www.jschemedu.com）
《普通高中化学课程标准（2017 年版 2020 年修
订）》（以下简称新课标）中指出：“重视开展‘素质为
本’的教学，倡导真实问题情境的创设，重视教学内容
的结构化设计。”
［1］
在“化学反应的热效应”的教学中，
基于单元整体剖析常规的课时内容、知识点之间的内
在联系，
［2］
尝试借真实的情境设计问题，对教材中的相
关知识进行整合。
一、单元教学内容分析
1. 内容要求
本单元的知识要求为：认识化学能可以与热能相
互转化；恒温、恒压条件下，化学反应的反应热可以用
焓变表示；了解盖斯定律及其简单应用。
［3］
2. 教材分析
在初中阶段，主要描述了化学反应的进行伴随着
能量变化，而能量变化通常表现为热量的变化。在高
一必修阶段，介绍了吸热反应和放热反应的概念，了
解反应的能量变化与反应物、生成物总能量的大小相
关，且由化学键的断裂和形成引起。
人教版《化学选择性必修 1》中，本章包括两节内
容：第一节“反应热”，介绍了反应热的概念、中和反
应反应热的测定、焓变、热化学方程式和燃烧热等；
第二节“反应热的计算”，介绍了盖斯定律和反应热
的计算。内容编排由浅入深、层层递进、环环相扣，
具有很强的化学学科逻辑。
教材注重对化学认识视角和认识思路的提炼。
从认识视角来看，强调从体系内能的变化、体系和环
境的能量转化与守恒，认识反应热，并从物质变化和
能量变化、定性和定量相结合的角度理解热化学方程
式。从认识思路上来看，强调从宏观、微观和符号表
征来认识反应热，引导学生建构三重表征模型，形成
化学表征的一般思路。
3. 学情分析
本单元的重难点有以下两点：一是从宏观和微观
两个视角认识反应热；二是对盖斯定律的理解。
本单元主要培养学生从宏观和微观相结合的视
角分析、解决实际问题的能力，认识化学变化的本质
是有新物质生成，并伴有能量的转化，能基于物质的
组成、结构、变化提出可能的假设，建立认知模型，并
能运用模型揭示化学反应现象的本质和规律。
4. 学习进阶
“化学反应的热效应”单元的学习进阶如图1所示。
初中（定性） 必修（定性） 选择性必修（定量）
知道化学反应伴随
着能 量变 化，而能
量变化通常表现为
热量的变化。
认识物质具有能量，认识
吸热反应与放热反应，了
解化学反应体系能量改
变与化学键的断裂和形
成有关。
认识化学能与热能的相
互转化，恒温、恒压条件
下化学反应的反应热可
以用焓变表示，了解盖斯
定律及其简单应用。
图 1 单元学习进阶
二、单元教学目标和教学流程
1. 教学目标
（1）通过讨论天然气的定价，知道反应热、燃烧热
的概念，理解热化学方程式的意义，能正确书写热化
学方程式，增强学生的社会责任感。
（2）通过解释反应热产生的原因，建构宏观和微
观两个角度的模型。
（3）通过中和反应反应热的测定实验，分析实验
“化学反应的热效应”的单元教学实践与反思
朱旭文
（南京市金陵中学 江苏 南京 210005）
摘要：以“南京天然气定价”为讨论主题，开展“化学反应的热效应”的教学。在主题任务的驱动下，学生主动调用反应
热、反应热的测定、燃烧热、热化学方程式、盖斯定律等相关概念进行学习。在此过程中，学生不仅主动设计了学习路
径，还体会到了将化学知识运用到社会生活中的成就感。
关键词：单元教学；反应热；盖斯定律
文章编号：1008-0546（2022）09x-0049-03 中图分类号：G632.41 文献标识码：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2022.09x.013
·教学设计研究·
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方法，了解测定原理。
（4）通过讨论反应间的能量关系，了解化学反应
中能量转化所遵循的规律，理解盖斯定律，建立变化
与守恒的观念。
2. 教学流程
“化学反应的热效应”单元的教学流程如图2所示。
教学环节
驱动性问题或学习内容
创设情境
引入问题
天然气的定价问题。
认识反应热
测定中和热
认识燃烧热
表征反应热
研究能量关系
理解盖斯定律
了解反应热，讨论中和反应反应热测定实验，
分析实验装置的特点和实验的操作方法。
了解燃烧热，讨论热化学方程式的书写方
法，从微观上理解反应热的实质。
分析发现反应的能量关系，理解盖斯定律，
建立守恒观念，运用其解决实际问题。
图 2 教学流程
三、教学过程
1. 创设情境，引出问题
［师］2004 年 1 月 1 日，西气正式向南京送气，直到
2004 年 6 月 9 日，南京市物价局才公布了天然气的销
售价格。这期间时隔半年之久，可见天然气定价的复
杂性。今天请你做一次听证会代表，履行市民义务，
为天然气定价出谋划策。
［任务一］作为听证会的代表，请为天然气定价出
谋划策。讨论天然气定价需要考虑的因素。
设计意图：充分调动学生的主人翁意识，通过参
与这一讨论，有意识地运用化学知识解决生活中的实
际问题。“热”作为产品，本身就存在着量与价的关系
问题，自然地促使学生从定量角度考虑反应热的相关
问题，引导学生逐步调用反应热、反应热的测定、燃烧
热、燃烧热的表征方法等知识。
2. 认识反应热，测定中和热
［师］无论是管道煤气，还是天然气，它们的燃烧
都是放热反应。在等温条件下，化学反应体系向环境
释放或从环境吸收的热量，称为化学反应的热效应，
简称反应热。恒压条件下的反应热就等于反应的焓
变ΔH。
［讨论 1］影响焓的因素有哪些？
如何测定化学反应的焓变？（反应热的测定装置
见图 3）
温度计
玻璃
搅拌棒
杯盖
外壳
内筒
隔热层
图 3 反应热的测定装置
设计意图：学生能定性地认识反应的能量变化，
在对燃料燃烧热值讨论的驱动下，定量地认识反应
热，并且能设计实验进一步直观地定量认识化学反应
的焓变。
3. 认识燃烧热，表征反应热
［师］燃烧热也可以用类似测定反应热的装置测
定。常见燃料的燃烧热见表 1。
表 1 常见燃料的燃烧热
物质
CH
4
（g）
H
2
（g）
CO（g）
ΔH/（kJ·mol
-1
）
-890.3
-285.8
-283.0
［讨论 2］根据燃烧热的定义，以甲烷为例说明表
述其燃烧热需要注意哪些问题？
写出甲烷燃烧的热化学方程式，并归纳书写热化
学方程式的注意事项。
［讨论 3］从甲烷燃烧过程中体系能量的变化，分
析甲烷燃烧放热的实质。
［任务一总结］根据下列燃烧反应的热化学方程
式分析：相同条件下，等体积的天然气和水煤气分别
燃烧，前者放出的热量是后者的几倍？
CH
4
（g）+ 2O
2
（g）
==
CO
2
（g）+ 2H
2
O（l）
ΔH=-890.3 kJ·mol
-1
H
2
（g）+
1
2
O
2
（g）
==
H
2
O（l） ΔH =-285.8 kJ·mol
-1
CO（g）+
1
2
O
2
（g）
==
CO
2
（g） ΔH =-283.0 kJ·mol
-1
［师］从反应热来看，相同条件下，等体积的天然
气和水煤气分别燃烧，前者放出的热量是后者的 3 倍
·教学设计研究·
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左右。最终，参考管道煤气的定价 1.1元/m
3
，天然气定
价为 2.2元/m
3
。所以，在燃气置换初期，大家都发现改
用天然气后每个月的燃气费变少了，现在你知道为什
么了吗？这个过程中依据的天然气定价的最重要的
原则，即“与管道煤气的热值比合理”。但其实天然气
定价是一个非常复杂的技术和经济问题。
［展示］《全球天然气价格机制》封面图片。
设计意图：通过讨论如何表达才能准确对应燃料
燃烧热的数值，使学生进一步理解焓的影响因素，逐
步提炼出燃烧热的表达要点，并能总结出有关热化学
方程式书写的注意事项。
通过对任务一的小结，使学生获取完成任务所带
来的成就感，认识到化学的学习对社会生活的重要意
义，并且借助有关新闻和相关论著，引导学生建立将
科学技术应用于社会问题的意识。
4. 研究能量关系，理解盖斯定律
［任务二］前期的燃料换代过程中，用管道煤气
（水煤气）替代煤炭是否也是类似于天然气置换的原
因呢？
［思考］已知：C（s）、CO（g）和 H
2
（g）完全燃烧的热
化学方程式分别为
C（s）＋O
2
（g）==CO
2
（g） ΔH
1
＝-393.5 kJ·mol
-1
H
2
（g）＋
1
2
O
2
（g）== H
2
O（g） ΔH
2
＝-242.0 kJ·mol
-1
CO（g）＋
1
2
O
2
（g）== CO
2
（g） ΔH
3
＝-283.0 kJ·mol
-1
（1）比较反应热的数据，1 mol CO（g）和 1 mol H
2
（g）
完全燃烧放出的热量之和，比 1 mol C（s）完全燃烧放
出的热量，谁更多？
（2）有同学据此认为：“煤炭燃烧时加少量水，可
以使煤炭燃烧放出更多的热量。”你有什么看法？
［师］分析以上四个反应的能量关系。
焓（H）
C（s）+O
2
（g）
CO
2
（g）
ΔH
1
=-393.5 kJ/mol
ΔH
1
=-393.5 kJ/mol
ΔH
2
+ ΔH
3
=
-525.0 kJ/mol
C（s）+O
2
（g）+H
2
O（g）
ΔH
4
CO（g）+H
2
（g）+O
2
（g）
ΔH
2
+ ΔH
3
=ΔH
1
+（-ΔH
4
）
CO
2
（g）+H
2
O（g） CO
2
（g）+H
2
O（g）
图 4 四个反应的能量关系
根据图 4可得：C（s）+ H
2
O（g）
==
CO（g）+ H
2
（g）
ΔH
4
= +131.5 kJ·mol
-1
［任务二总结］四个反应的能量关系为
ΔH
2
+ΔH
3
+ΔH
4
= ΔH
1
［小结］盖斯定律的应用。
例如，可以采用上述方法计算出碳燃烧生成 CO
时的焓变。
设计意图：通过用水煤气替代煤炭的原因的讨
论，呼应本课设计的情境“家庭燃料的演变”，并利用
反应热的定量计算解决问题。通过问题的设计，以及
对比反应的焓变，借助图示直观地认识反应间的能量
关系，从而导出盖斯定律，并加以应用。
［课堂总结］
用概念图对本课进行总结（见图 5）。
反应热
测定
表征
应用
计算
中和反应
的反应热
宏观
微观
符号
燃烧热
形成概念
迁移应用
热化学方程式、
盖斯定律等
图 5 课堂总结
四、教学反思
1. 充分发掘章节特点，发展学生化学核心素养
“化学反应的热效应”单元中，既有对反应热的宏观
认识（体系与环境的热交换），又需要从微观理解（反应热
与键能的关系）；即体现出变化观（物质变化伴随着能量
变化），又有守恒观（能量守恒）；化学反应中物质的能量
转化遵循盖斯定律。本单元教学借助情境，发现并提出
有研究价值的问题；运用化学实验进行中和反应反应热
的测定，参与有关化学问题的社会实践活动。
2. 整体设计单元教学，开展“素养为本”的教育
（1）单元教学高效完成教学任务
在本单元教学设计中，借助真实的问题情境的创
设，进行教学内容的结构化设计，使知识更具有整体
性、连贯性。如：贯穿教学始终的线索为燃料的燃烧，
前面围绕天然气的燃烧展开，涉及反应热、中和反应反
应热的测定、燃烧热、热化学方程式等知识点，后面利
用其他家庭燃料进行进一步讨论，理解盖斯定律及其
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·教学设计研究·
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望，学生的积极性、主动性得到明显的提高。
2.挖掘真实的史实，体现科学的严谨性
本节课中通过波义耳发现酸碱指示剂这一史料，
使学生明白科学知识的发现，需要有敏锐的观察力和
探究精神。真实的历史史料，既丰富了学生的认知，
也丰富了课堂。学生了解酸碱指示剂的历史发展过
程，从中学习科学家勇于探索、不断质疑的思维品质
和学习精神。
3.学生活动多样性，体现化学学科的特性
本节课学生活动丰富多彩，通过用不同植物寻找
酸碱指示剂、判断能否作为酸碱指示剂、酸碱指示剂
的变色规律、化学反应后溶液酸碱性的实验验证、用
酸碱指示剂去检验物质等小组实验，使学生从这些
活动中去了解、认识、掌握酸碱指示剂。在分组实验
中，学生能相互配合完成实验，及时并纠正操作错
误，学生的积极性、自主性、合作性得到提升。学生
进行交流的同时，总结、归纳能力也得到提升。同时
培养了学生“证据推理与模型认知、科学态度与社会
责任”的核心素养。
4.问题链教学，体现生本课堂的高效性
本节课以问题链贯穿整个课堂，以什么是酸碱指
示剂？哪些地方可以找到酸碱指示剂？酸碱指示剂
有哪些变色规律？酸碱指示剂在日常生活中有哪些
应用等问题，将本节课的环节有序地整合，学生参与
度高，兴趣浓、主动性强。在实验教学中，重视引导学
生对实验的分析和解决问题的思维过程。对反应后
的溶液的酸碱性进行判断，并用实验加以证明，让学
生的思维得到训练和加强，能力得到提升。
总之，要以学生为本，充分调动学生的主体意识，
进行自主学习、合作学习、探究学习。课堂要打破以讲
授为主的传统教学模式，落实化学核心素养的培养。
参考文献
［1］ 中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2017年
版）［S］.北京：人民教育出版社，2018.
［2］ 人民教育出版社，课程教材研究所，化学课程教材研究开
发中心.义务教育教科书（化学九年级下册）［M］.北京：人
民教育出版社，2012.
简单应用，前后呼应，将情境素材进行最大程度挖掘，
使教学一气呵成。因为情境问题的引领，每一个知识
点都有对应的应用和反馈，学习效果得到进一步巩固。
（2）恰当的教学情境和问题设计，促进了教学设
计的动态生成
选取合适的教学情境进行单元教学设计，有利于
学生自发调用知识信息，并按内在的逻辑顺序确定各
知识点被纳入学习范围的顺序，提高了学生学习的效
度；有利于促进学生学习方式的转变，由“被教”变为“主
动学”，从而尝试自主构建知识体系；有利于调动学生
学习的兴趣，培养他们的创新精神和实践能力。
参考文献
［1］ 中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2017年
版 2020 年修订）［S］.北京：人民教育出版社，2020.
［2］ 杨玉琴.核心素养视域下的单元教学设计：内涵解析及基
本框架［J］.化学教学，2020（5）：3-8，15.
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［2］ 中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2017版）
［S］. 北京：人民教育出版社，2017：3.
［3］ 中国近现代史纲要编写组. 中国近现代史纲要［S］. 高等
教育出版社，2013：8.
［4］ 赵苏青.基于化学史的“物质构成的奥秘”对话教学设计
［J］.化学教育（中英文），2020，41（03）：105-108.
［5］ 杨彦奎.“物质结构知识复习课”教学设计［J］.华夏教师，
2019（34）：47-48.
［6］ 王灿.化学史中的科学发展观
—
—以“化学电源”教学设
计为例［J］. 化学教学，2014（8）：31-34.
［7］ 朱鹏飞，陈敏，孙逸明.化学学科核心素养导向的教学设
计
—
—以“元素周期律”为例［J］化学教学，2019（10）：37-42.
［8］ 李静.基于核心素养的“支架式”教学在中学化学中的应
用研究
—
—以苏教版选修 5《芳香烃》为例［D］.石家庄：
河北师范大学，2018.
［9］ 李俊，杨明岸.化学史与中学化学实验融合教学的研究
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（上接第 85页）
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·实验教学研究·
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