基本信息

  课题

人教版选修4 化学反应与原理  第一章化学反应与能量第三节  化学反应热的计算教学设计

作者及工作单位

 陈文初  珠海市斗门第一中学

教材分析

1．课标中对本节内容的要求：了解反应热和含变得涵义，能用盖斯定律进行有关反应热的计算。

本节内容的知识体系；前面学生已经定性地了解了化学反应与能量的关系，通过实验感受到了反应热，并且了解了物质发生反应产生能量变化与物质的质量的关系，及燃烧热的概念。在此基础上，本节介绍了盖斯定律，并从定量的角度来进一步认识物质发生化学反应伴随的热效应。本节内容分为两部分：

第一部分，介绍了盖斯定律。教科书以登山经验“山的高度与上山的途径无关”浅显地对特定化学反应的反应热进行形象的比喻，帮助学生理解盖斯定律。然后再通过对能量守恒定律的反证来论证盖斯定律的正确性。最后通过实例使学生感受盖斯定律的应用，并以此说明盖斯定律在科学研究中的重要意义。

 第二部分，利用反应热的概念、盖斯定律和热化学方程式进行有关反应热的计算，通过三道不同类型的例题加以展示。帮助学生进一步巩固概念、应用定律、理解热化学方程式的意义。

本节引言部分用几句简短的话说明了学习盖斯定律的缘由以及盖斯定律的应用，本节内容中，盖斯定律是个难点，为了便于学生理解，教科书以测山高为例，并用能量守恒定律来论证。最后用CO的摩尔生成焓的计算这个实例来加强学生对于盖斯定律的理解。学生在掌握了热化学方程式和盖斯定律的基础上，利用燃烧热的数据，就可以进行简单的热化学计算。这样的安排符合学生的认知规律，并让学生掌握一种着眼于运用的学习方式，体现了新课标的精神。

2．本节核心内容的功能和价值：能源是人类生存和发展的重要物质基础，本章通过化学能与热能转化规律的研究帮助学生认识热化学原理在生产、生活和科学研究中的应用，了解化学在解决能源危机中的重要作用，知道节约能源、提高能量利用率的实际意义。

本节内容是第一章的重点，因为热化学研究的主要内容之一就是反应热效应的计算。反应热的计算对于燃料燃烧和反应条件的控制、热工和化工设备的设计都具有重要意义。

学情分析

在必修化学2中，学生初步学习了化学能与热能的知识，对于化学键与化学反应中能量变化的关系、化学能与热能的相互转化有了一定的认识，本章是在此基础上的扩展与提高。引入了焓变的概念，使学生认识到在化学反应中能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础的，二者密不可分，但以物质为主。而能量的多少则是以反应物和产物的物质的量为基础。把对于化学反应中的能量变化的定性分析变成了定量分析。解决了各种热效应的测量和计算的问题。在这一节里，我们将进一步讨论在特定条件下，化学反应中能量变化以热效应表现时的“质”“能”关系，这既是理论联系实际方面的重要内容，对于学生进一步认识化学反应规律和特点也具有重要意义。

 教学目标

（一）知识与技能目标

1．了解反应途径与反应体系

2. 理解盖斯定律的涵义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。

3．能利用热化学方程式进行有关反应热的简单计算；

（二）过程与方法目标

1．从途径角度、能量守恒角度分析和论证盖斯定律，培养分析问题的能力；

2．通过热化学方程式的计算和盖斯定律的有关计算，培养计算能力。

（三）情感态度与价值观目标

1．通过对盖斯定律的发现过程及其应用的学习，感受化学科学对人类生活和社会发展的贡献。同时养成深入细致的思考习惯。

2．通过加强练习，及时巩固所学知识，养成良好学习习惯；形成良好的书写习惯。

教学重点和难点

学习重点：1．  盖斯定律的涵义和根据盖斯定律进行反应热的计算；

2．  根据热化学方程式进行反应热的计算（不同质量反应物与能量变化、生成物的量与能量变化的关系等）

学习难点：盖斯定律的应用。 

教学过程

教学环节

教师活动

预设学生行为

设计意图

知识铺垫

情景创设：

下列数据表示燃烧热吗？为什么？

H₂(g)+1/2O₂(g)==H₂O(g)   △H₁=-241.8kJ/mol

那么，H₂的燃烧热△H应该是多少？

（已知： H₂O(g)==H₂O(l) 

 △H₂=-44kJ/mol）

思考：

不是，因为当水为液态是反应热才是燃烧热。

H₂(g)+1/2O₂(g)==H₂O(l)  △H=△H₁+△H₂

=-285.8kJ/mol

初步了解“途径”，为理解盖斯定律做铺垫

新课引入

情景创设：

如果2mol碳不完全燃烧成2molCO时，会有多少能量损失呢？

思考并回答：

①能直接测出吗？如何测？

②若不能直接测出，怎么办？

分析讨论；通过什么途径来得知能量的损失。

(1)    实验测定

(2)    通过热化学方程式得知。

盖斯定律的引出

教师引导思考——观察教材P11图1—9

类比——

①C(s)+1/2O₂(g)==CO(g)     ΔH₁=?

②CO(g)+1/2O₂(g)== CO₂(g)  ΔH₂=-283.0kJ/mol

③C(s)+O₂(g)==CO₂(g)       ΔH₃=-393.5kJ/mol

引导学生从能量守恒考虑理解盖斯定律。

回答思考结果

[学生活动]讨论发现：由碳生成CO时的反应热的计算方案：

① + ② = ③ ，

     则 ΔH₁ + ΔH₂ =ΔH₃

所以，ΔH₁ =ΔH₃-ΔH₂ =-393.5kJ/mol+ 283.0kJ/mol=-110.5kJ/mol

学生归纳：得出盖斯定律

不管化学反应是分一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。换句话说，化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。

盖斯定律的应用

列举例题

例题1

这个热化学方程式说明了什么？

分析回答：

石墨不会自动变成金刚石；石墨与金刚石的能量相差不远。

巩固理解

小结：归纳盖斯定律及其应用。

学生总结：

深刻体会理解

练习巩固

[例1] 在 101 kPa时，1。6gCH₄ 完全燃烧生成CO₂和液态H₂O，放出 89.0 kJ的热量，CH₄ 的燃烧的热化学方程式为？燃烧热为多少？ 1000 LCH₄（标准状况）完全燃烧后所产生的热量为多少？

CH₄(g)＋2O₂(g)= CO₂(g)＋ 2H₂O(l)；ΔH=－890 kJ／mol

即CH₄ 的燃烧热为 890 kJ／mol。

1000 L CH₄ (标准状况)的物质的量为：

n(CH₄)=V (CH₄) / V m=1000L/22.4L·mol^-1 = 44.6mol

1mol CH₄ 完全燃烧放出 890 kJ的热量，44.6 molCH₄ 完全燃烧放出的热量为：

44.6 mol×890 kJ／mol＝3.97×104kJ

巩固训练

课后作业

[作业] P₁₃ 7、8、9、10、11

课后训练

板书设计

第三节  化学反应热的计算

 ①C(s)+1/2O₂(g)==CO(g)     ΔH₁=?

②CO(g)+1/2O₂(g)== CO₂(g)  ΔH₂=-283.0kJ/mol

③C(s)+O₂(g)==CO₂(g)       ΔH₃=-393.5kJ/mol

得出盖斯定律：不管化学反应是分一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。

学生学习活动评价设计 

学习过程反思与评价

1．在今天的学习过程中，你觉得自己                 

A. 不喜欢这种方式，还是老师讲授的好，感到这样上课浪费时间，处理习题少。

B.能够积极思考

C.仍然不知所措，被动接受和记录老师和同学得出的结论

D.你还有什么想法和建议

2．今天这节课你感到快乐吗？什么时候最快乐？

3．上完这节课你有什么遗憾吗？

教学反思

在教学中我设置了如下几个问题：

1．化学过程中既有物理变化又有能量变化，这种能量变化我们如何理解并且应用到生产实际中？

2．吸热反应和放热反应在形式上有什么不同？

3．热化学方程式的书写同一般化学方程式有什么不同？如何正确书写热化学方程式？

4．化学反应的实质是什么？化学反应的焓变和键能有什么联系？

我采用问题讨论的方法，要求学生带着问题去阅读教材，培养学生独立分析问题、解决问题的能力，通过组内合作讨论，可以锻炼学生的合作意识和运用归纳化学语言的能力，真正把课堂还给学生，同时我把学生讨论回答中存在的疑难问题进行总结，升华知识，有利于提高课堂学习效率。

本节课我是按“定向—结构—活动”教学模式设计教学的，课前确定教学目标，综合考虑国家课程标准、省考试说明，学生实际，以便形成清晰的知识结和方法结构。课中围绕目标组织活动，关注学生已有知识结构和方法结构，注重启发诱导，注重学法指导，注重情感渗透，注重培养创新思维。还给同学时间，还给同学空间。课堂结束前十分钟设计问题检测目标，这样不但能巩固同学所学到的知识，而且能及时纠正同学中存在的问题，提高目标的达成度。最后和同学一起小结，总结本节课的重点和难点，总结考点和易错点。