中三科學|化學反應與方程式:配平、質量守恆與能量變化 備課指引(導師用)
- 2026-11-15
學生寫得出「鎂加氧變成氧化鎂」,但一改用符號就開始改下標,把 H₂O 寫成 H₂O₂ 想令兩邊原子數相同。這一堂用一個動作制止這件事:只准改係數,不准改下標。
本堂目標 學生能夠:① 把一句文字敘述的化學反應寫成符號方程式,反應物與生成物放對位置;② 用逐一數原子的方法配平方程式,並講出為什麼只可以改係數不可以改下標;③ 由質量守恆計算反應物或生成物的質量,並由溫度變化判斷反應是放熱還是吸熱。
01 先備知識(開課前 3 分鐘快檢)
以下任何一項未過關,本堂就會卡住,先補該項:
| 技能 | 快檢題 | 過關標準 |
|---|---|---|
| 元素符號與下標 | H₂O 裡面有幾多個氫原子? | 2 個 |
| 質量守恆 | 化學反應前後,原子總數會改變嗎? | 不會 |
| 常見反應類型 | 燃燒、中和、分解,各舉一個例子 | 鎂燃燒、酸加鹼、碳酸鈣受熱 |
02 課堂流程(45 分鐘)
| 時間 | 環節 | 導師做什麼 | 學生做什麼 |
|---|---|---|---|
| 0–5 分鐘 | 一個錯法 | 黑板寫 H₂ + O₂ → H₂O₂ 並問這樣行不行 | 答:不行,生成物變了另一種物質 |
| 5–14 分鐘 | 文字轉符號 | 示範「甲烷加氧氣生成二氧化碳和水」寫成 CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O | 自己寫鎂加鹽酸 |
| 14–28 分鐘 | 配平係數 | 逐個元素數,先配碳氫後配氧,示範 CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O | 自己配平 H₂ + O₂ |
| 28–38 分鐘 | 質量守恆計算 | 示範 100 g 碳酸鈣分解成 56 g 氧化鈣與幾多二氧化碳 | 自己算鎂與鹽酸的生成物質量 |
| 38–42 分鐘 | 獨立練習 | 發三題(配平、質量、吸熱放熱),巡行只問「兩邊原子數一樣未」 | 每題寫完都數一次原子 |
| 42–45 分鐘 | 離場檢查 | 收答案,口頭問「配平時可以改下標嗎」 | 答:不可以,只可以改係數 |
03 講解腳本(照著說就可以)
第一幕:文字轉符號:位置錯就全錯
反應物寫在箭嘴左邊,生成物寫在右邊,這是最容易被看輕的一步。「甲烷加氧氣生成二氧化碳和水」:左邊 CH₄ 與 O₂,右邊 CO₂ 與 H₂O。要學生用嘴讀一次「加」與「生成」,讀到「生成」就畫箭嘴,位置自然對。這一步錯了,後面配平再準都是零分。
叫學生講出哪邊是反應物哪邊是生成物
第二幕:只准改係數,不准改下標
配平的意思是把兩邊同一種元素的原子數湊成一樣,方法是改前面的數字(係數)。H₂ + O₂ → H₂O,先在 H₂O 前面寫 2,得 2H₂O;此時右邊有 4 個氫,左邊就要 2H₂;再數氧:左邊 2 個、右邊 2 個,完成,寫 2H₂ + O₂ → 2H₂O。如果學生改成 H₂O₂,他已經把水變成過氧化氫,那不是配平,是換了另一場反應。
叫學生講出為什麼不可以改下標
第三幕:質量守恆與能量變化
反應前後原子一個不多一個不少,所以質量一定守恆:100 g 碳酸鈣分解,生成 56 g 氧化鈣,剩下的 44 g 一定是二氧化碳。能量方面只看溫度計:周圍變熱就是放熱(燃燒、中和、鎂與酸),周圍變冷就是吸熱(碳酸鈣受熱分解、硝酸銨溶於水)。要學生養成習慣:先寫守恆式,再判斷能量,兩件事分開處理。
叫學生講出放熱與吸熱各一個例子
04 必教題型與步驟
| 題型 | 例子 | 步驟 | 答案 |
|---|---|---|---|
| 文字轉符號 | 把「鎂加鹽酸生成氯化鎂和氫氣」寫成方程式。 | 1) 左邊 Mg + HCl。2) 右邊 MgCl₂ + H₂。3) 先不配平,只確認位置與符號 | Mg + HCl → MgCl₂ + H₂ |
| 配平 | 配平 H₂ + O₂ → H₂O。 | 1) 先在 H₂O 前寫 2。2) 右邊 4 個氫,左邊寫 2H₂。3) 數氧:左 2 右 2 | 2H₂ + O₂ → 2H₂O |
| 質量守恆 | 100 g 碳酸鈣完全分解,生成 56 g 氧化鈣,二氧化碳有幾多 g? | 1) 寫 CaCO₃ → CaO + CO₂。2) 用反應物質量減生成物已知質量。3) 100 減 56 | 44 g |
| 吸熱放熱 | 鎂與鹽酸反應,溫度由 20 °C 升到 45 °C,這是放熱還是吸熱? | 1) 比較始末溫度。2) 溫度上升代表放出熱能。3) 升幅 45 減 20 | 放熱,升了 25 °C |
合理性檢查(一定要教):三個檢查:一是兩邊原子數,配平後逐種元素數一次,碳、氫、氧都要一樣;二是下標有沒有被改過,只要下標跟原來物質不同就是錯;三是質量,反應物總質量必須等於生成物總質量,算出來負數就代表位置寫反了。數值核對:16 加 64 等於 80,44 加 36 也等於 80(甲烷燃燒);100 等於 56 加 44(碳酸鈣分解);24 加 73 等於 95 加 2(鎂與鹽酸)。
05 獨立練習三題
| 題目 | 答案 | 想觀察什麼 |
|---|---|---|
| 配平 H₂ + O₂ → H₂O。 | 2H₂ + O₂ → 2H₂O | 有冇把 H₂O 改成 H₂O₂ |
| 24 g 鎂與足量鹽酸完全反應,生成氯化鎂幾多 g? | 95 g | 有冇忘記同時生成 2 g 氫氣 |
| 硝酸銨溶於水令水溫下降,這是吸熱還是放熱? | 吸熱 | 有冇把溫度下降當成放熱 |
06 學生常見錯誤與糾正句
| 錯誤 | 學生通常這樣寫 | 導師這樣說 |
|---|---|---|
| 改下標來配平 | H₂ + O₂ → H₂O₂ | 只可以改係數:2H₂ + O₂ → 2H₂O |
| 反應物與生成物倒轉 | 寫成 CO₂ + H₂O → CH₄ + O₂ | 讀「生成」兩字,箭嘴由反應物指向生成物 |
| 質量計算漏了一種生成物 | 24 g 鎂當成生成 95 g 氯化鎂而漏了氫氣 | 生成物全部都要算,24 加 73 等於 95 加 2 |
| 吸熱放熱靠感覺判斷 | 摸一摸試管就下結論 | 看溫度計數字,升就是放熱,跌就是吸熱 |
07 家課建議(直接指到練習卷題號)
- 燃燒與氧化:質量變化,第 2 題 同樣用原子數解釋質量變化
- 酸鹼中和與 pH,第 3 題 中和是最常見的放熱反應
- 能量形式與轉換,第 4 題 化學能可以轉成熱能與光能
08 離場檢查(最後 5 分鐘)
| 題目 | 答案 | 判定 |
|---|---|---|
| 配平 CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O。 | CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O | 答 CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O 表示未數氫與氧 |
| 100 g 碳酸鈣分解生成 56 g 氧化鈣,二氧化碳幾多 g? | 44 g | 答 156 g 表示把質量相加而不是相減 |
| 光合作用需要吸收光能,它屬放熱還是吸熱? | 吸熱 | 答放熱表示把「吸收能量」當成「放出能量」 |
09 導師常問
係數一定要是最小整數嗎?
要。2H₂ + O₂ → 2H₂O 可以寫成 4H₂ + 2O₂ → 4H₂O,但化學上要求最小整數比,否則當未完成。
質量守恆與能量守恆有關係嗎?
兩者都是守恆定律,但初中分開處理:質量用原子數解釋,能量用溫度變化觀察,不要混在一起講。
要不要背反應式?
常見的燃燒、中和、碳酸鈣分解要熟,其餘靠「文字轉符號再加配平」的流程推出來,比死背可靠。
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