刘文芳——鼓励学生“动”起来是提升学生创新能力的一条有效路径

1、 鼓励学生鼓励学生“动动”起来是提升学生创新能力的一条有效路径起来是提升学生创新能力的一条有效路径 “探究铵盐与碱反应都吸热吗？探究铵盐与碱反应都吸热吗？”教学案例教学案例刘文芳（1 北京市房山中学 北京 102400）摘要：为了感受化学反应中的热量变化，人教版高中化学必修 2 引入实验 2-2：NH4Cl 和Ba(OH)28H2O 反应的实验探究，在课堂教学中，同学们通过实验操作发现 NH4Cl 和Ba(OH)28H2O 反应吸热，可是马上有同学进一步总结：实验室制取氨气用氯化铵和氢氧化钙在加热的条件下反应，所以，铵盐和碱反应吸热。面对这一意外结论，我没有草草应付打消学生的积极性，而是鼓励同学们在课堂上设计了最简短的探究实验，在课堂时间允许的条件下，进一步探究铵盐和碱反应都吸热吗？并与课下组织了研究性学习小组，进行实验及数据查询与处理，结果发现：铵盐与碱的反应并非都是吸热反应。通过鼓励学生进行本探究实验和研究性学习，既提高了学生科学探究的自主性，又提升了学生分析问题、处理问题的实际操作能力。关键词：关键词：鼓励 创新 化学反应中的能量变化，通常主要表现为热量的变化吸热和放热，有些反应

2、是吸热反应，有些反应是放热反应，为了感受化学反应中的热量变化，人教版新课程高中化学必修 2 第二章、第一节化学反应与热量中（第 30 页） ，引入实验 2-1（活泼金属和酸） ，2-2（NH4Cl 和 Ba(OH)28H2O） ，2-3（酸、碱中和） 。其中实验 2-2：将约 20g Ba(OH)28H2O 晶体研细后与约 10g NH4Cl 晶体放入烧杯中，并将烧杯放在滴有几滴水的玻璃片或 小木板上，用玻璃棒快速搅拌，闻气味，用手触摸杯壁下部，试着用手拿起烧杯，观察现象。1 在本节课的课堂教学中，同学们通过实验操作明显闻到有刺激性气味产生，用手触摸杯壁下壁，感到烧杯下壁温度降低了，烧杯下的小玻璃片有的还粘在烧杯上了。同学们迅速的就归纳出了结论：NH4Cl 和 Ba(OH)28H2O 反应是一个吸热反应。可是马上就有同学做出了进一步的总结：实验室制取氨气用氯化铵和氢氧化钙反应，在加热的条件下进行的，所以，铵盐和碱的反应是吸热反应。听完该同学的总结，我当时一愣，大脑迅速思考：当堂打住，还是鼓励同学们探究？因为结论我心里也没底，但课上没有时间犹豫，我迅速估量了一下时间，决定站在发展学生创新

3、、探究精神的角度，鼓励学生要勇于探索。于是我迅速整理思路后，对同学们提出了三个问题：本实验为什么选用的是 NH4Cl 和 Ba(OH)28H2O 反应，而不是选用 NH4Cl 和 Ba(OH)2反应呢？本实验为什么没有选取 NH4Cl 和大家最熟悉的碱NaOH，而选取了 Ba(OH)28H2O 呢？铵盐和碱反应都是吸热反应吗？将前后临近实验台上的四名同学作为一个讨论小组，按座位划分为三个区域，每个区域完成一个问题的实验设计，经过简单讨论，在实验室允许的条件下，我们迅速的制定了下列实验方案： 将 NH4Cl 和 Ba(OH)2 8H2O 分别配成溶液反应，测定温度变化； 将 NH4Cl 和 NaOH 分别配成溶液反应，测定温度变化。为了节约时间完成教学任务，我们将两个探究实验分给两组完成，然后交流结论，药品不计量。实验过程安排如下：第一组，将四药匙氯化铵加入盛有约 40 毫升水的烧杯中，用玻璃棒搅拌，配置氯化铵溶液，将氢氧化钡两药匙加入另一盛有 40 毫升水的烧杯中，分别测定溶液温度，待都恢复至室温，将两溶液混合，测定反应后溶液温度。第二组，将四药匙氯化铵加入盛有约 40 毫升水的烧杯中

4、，用玻璃棒搅拌，配置氯化铵溶液，将氢氧化钠两药匙加入另一盛有 40 毫升水的烧杯中，分别测定溶液温度，待都恢复至室温，将两溶液混合，测定反应后溶液温度。刚将氯化铵溶于水，就有同学惊喜的喊了出来：“冰手，氯化铵溶于水吸热！” 。我微微笑了笑说“好，非常好，节约时间，请同学们想办法让溶液迅速恢复到室温” 。有同学迅速的就将烧杯放入了水槽中晃了几晃，几十秒的工夫就恢复到了 20 度，如法炮制了氢氧化钠溶液和氢氧化钡溶液，两组实验结果：反应后两组溶液的温度都略微有所升高。两个小组的同学归纳的结论为： NH4Cl 溶液 和 Ba(OH)2溶液反应放热； NH4Cl溶液 和 NaOH 溶液反应放热； 不是所有的碱与铵盐反应都吸热； NH4Cl 和 Ba(OH)2 8H2O 固态反应吸热。由于这些实验激起了同学们的研究兴趣，于是课下我以“铵盐和碱反应都吸热吗？”为题目组成了研究性学习小组，指导感兴趣的同学阅读了人教版高中化学必选修 4化学反应原理第一章“化学反应与能量变化”部分知识和高等学校教材无机化学的“热化学”知识，并查阅了兰氏化学手册，学习了反应吸热、放热的计算方式，对铵盐和某些碱的反应焓变进

5、行了计算，2，3 将计算结果罗列如下：1NH4Cl 和第A 族金属元素的氢氧化物反应的焓变（固态反应）：2NH4Cl + Be(OH)2 = BeCl2 + 2NH3H2OHf（千焦每摩尔） -299.66 -905.84 -496.22 -362.50H = 283.92 千焦2NH4Cl + Mg(OH)2 = MgCl2 + 2NH3H2OHf（千焦每摩尔） -299.662 -924.67 -641.62 -362.50H = 157.36 千焦2NH4Cl + Ca(OH)2 = CaCl2 + 2NH3H2OHf（千焦每摩尔） -299.66 -986.17 -795.80 -362.504H = 64.68 千焦 2NH4Cl + Sr(OH)2 = SrCl2 + 2NH3H2OHf（千焦每摩尔） -299.66 -969.85 -828.85 -362.50H = 15.32 千焦2NH4Cl + Ba(OH)2 = BaCl2 + 2NH3H2OHf（千焦每摩尔） -299.66 -941.82 -871.95 -362.50H = -139.57 千焦 2NH4C

6、l + Ba(OH)28H2O = BaCl2 + 2NH3H2O + 8H2O Hf（千焦每摩尔） -299.66 -3342.18 -871.95 -362.50 -285.83 H = 57.91 千焦由数据可以看出： 第二主族金属元素的氢氧化物分别与氯化铵发生固相反应的焓变按Be Mg Ca Sr Ba 的顺序，依次减小，由吸热反应向放热反应方向变化。 氯化铵与铍、镁、钙、锶的氢氧化物反应均为吸热反应，而与氢氧化钡的反应为放热反应。 氯化铵与 Ba(OH)2 的反应为放热反应，而氯化铵与 Ba(OH)28H2O 的反应为吸热反应。 2NH4Cl 和第A 族金属元素的氢氧化物反应的焓变（固态反应）：NH4Cl + LiOH = LiCl + NH3H2OHf（千焦每摩尔） -299.66 -479.11 -408.61 -362.50H = 7.66 千焦 NH4Cl + NaOH = NaCl + NH3H2OHf（千焦每摩尔） -299.66 -425.60 -369.28 -362.50H = -6.53 千焦 NH4Cl + KOH = KCl + NH3H2OHf（千焦

7、每摩尔） -299.66 -424.76 -436.73 -362.50H = -74.81 千焦NH4Cl + RbOH = RbCl + NH3H2OHf（千焦每摩尔） -299.66 -414.01 -435.31 -362.50H = -84.14 千焦由数据可以看出： 第一主族金属元素的氢氧化物分别与氯化铵发生固相反应的焓变按Li Na K Rb 的顺序，依次减小，由吸热反应向放热反应方向变化。氯化铵与氢氧化锂反应为吸热反应，而与钠、钾、铷的氢氧化物的反应为放热反应。3其它铵盐和 Ba(OH)28H2O 反应的焓变（固态反应）： (NH4)2SO4 + Ba(OH)28H2O = BaSO4 + 2NH3H2O + 8H2OHf（千焦每摩尔） -1180.85 -3342.18 -1473.19 -362.50 -285.83 H = 38.20 千焦2NH4Br + Ba(OH)28H2O = BaBr2+ 2NH3H2O + 8H2OHf（千焦每摩尔）-270.83 -3342.18 -757.72 -362.50 -285.83 H =114.48 千焦由数据可以看出：

8、(NH4)2SO4和 Ba(OH)28H2O 反应的焓变为正值，NH4Br 和 Ba(OH)28H2O 反应的焓变为正值，所以，(NH4)2SO4、NH4Br 和 Ba(OH)28H2O 反应为吸热反应。4溶液中铵根离子与氢氧根离子结合的反应焓变：NH4+ + OH- = NH3H2OHf（千焦每摩尔） -132.88 -229.99 -366.12H = -3.25 千焦由数据可以看出：在溶液中铵根离子与氢氧根离子结合是释放能量的。 结合所有数据可知：氯化铵与 Ba(OH)2 8H2O 的反应为吸热反应，而与 Ba(OH)2 的反应为放热反应，铵盐与碱的反应，既有吸热反应，又有放热反应，在中学化学的教学中，不能上升为：铵盐与碱的反应都是吸热反应。研究性学习小组的同学们系统的归纳了铵盐和碱反应时的能量变化，并将计算结果制作成展板，与同学们一起分享劳动成果。在此过程中，小组同学们深刻地体会了科学质疑、查阅文献、科学计算、类比分析、实验验证、归纳整理的科学探究过程，品尝到了学习过程中做到“用心、细心、耐心”之后的喜悦收获，为同学们的可持续发展打下了良好的基础。 通过本次实验探究和研究性学习，看到同学们计算结束时的喜悦表情，我深刻体会到课堂上鼓励同学们“动”起来不仅启迪了教师的思维，更是提升学生创新能力的一条有效路径。参考文献参考文献：1普通高中课程标准实验教科书化学 2M，人民教育出版社，2007：29-30.2J.A.迪安著，尚久方等译，兰氏化学手册M，科学出版社，1991：第九部分.3曹锡章，宋天佑，王杏乔. 无机化学M高等教育出版社，1994 第二版，2002 年印刷：248260.

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