人教版高中化学选修4第一章第三《+化学反应热的计算》教学设计

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1教材分析（1）本节教学内容分析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）课程标准的要求（3）本节在本章及本模块中的地位和作用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。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《课程标准》《模块学习要求》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1．能利用热化学方程式进行简单计算2．了解盖斯定律的涵义，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。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。（4）学习目标（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。（5）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）（6）学习难点盖斯定律的应用（7）教学方法a.类比法-创设问题情境，引导学生自主探究-从途径角度理解盖斯定律b.推理法-从能量守恒角度理解盖斯定律c.言语传递法—适时引导d.实践训练法—例题分析、当堂训练教学中还要注意的问题：1、引导学生准确理解反应热、燃烧热、盖斯定律等理论概念，熟悉热化学方程式的书写，重视概念和热化学方程式的应用2、进行有关燃烧热计算时，要强调以1mol纯物质为标准，因此须注意热化学方程式中物质的化学计量数和反应的△H相对应（物质的化学计量数出现分数形式）。同时还要注意物质的量、物质的质量、气体摩尔体积等之间的换算关系，但还要强调是以1mol纯物质完全燃作标准来进行的。3、有关反应热的计算与有关物质的量的计算联系很紧密，在计算过程中要注意培养学生综合应用知识的能力。4、可以适当补充一些不同类型的习题，发现问题及时解决。如以煤、石油和天然气的主要成分发生燃烧的反应为例，不仅巩固、落实了知识和计算能力，还能通过计算的结果说明这些物质燃烧时，其△H的数值都很大，进一步认识煤、石油、天然气是当今世界上最重要的化石燃料。唤起学生资源利用和保护环境的意识和责任感。5、在教学过程中还应注意以下几点：（1）明确解题模式：审题→分析→求解（2）有关热化学方程式及有关单位书写正确。（3）计算准确（4）反思解题关键处（燃烧热的标准、热化学方程式的含义）及错误易发处2．教学过程（1）教学流程图环节一知识铺垫：与旧知识“燃烧热”相衔接，减少学生的陌生感，且为学生设计测定“H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g)△H1=-241.8kJ/mol，H2O(g)==H2O(l)△H2=-44kJ/mol那么，H2的燃烧热△H应该是多少？做好知识与理解的铺垫环节二创设情景如何测出这个反应的反应热：C(s)+1/2O2(g)==CO(g)ΔH1=?引入新课思考并回答：①能直接测出吗？如何测？②若不能直接测出，怎么办？环节三盖斯定律的引出分析教材中的插图1-9，在进行类比，得出盖斯定律，并从能量守恒角度加以理解环节四盖斯定律适当练习，及时发现问题，及时解决。通过练习，的应用加深对概念本身的理解盖斯定律和加强概念的应用。环节五小结盖斯定律、作业（2）教学过程课时划分：两课时第一课时环节教学内容C教师行为E学生行为E教学意图1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2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。3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/mol③C(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。4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5小结：归纳盖斯定律及其应用。学生总结：深刻体会理解盖斯其人简介：附件1学习过程反思与评价1．在今天的探讨活动过程中，你觉得自己A.很喜欢这种探讨学习的方式、感到这样学到的知识更不容易忘却B.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。C.能够积极思考老师提出的问题D.仍然不知所措，被动接受和记录老师和同学得出的结论E.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？附件2知识考察检测题：课后作业：1、书写盖斯定律内容：2、教材P14第6题3、补充作业：由金红石TiO2制取单质Ti，涉及到的步骤为：TiO2TiCl4ArC/800/0镁Ti已知：①Cs＋O2g＝CO2gH＝3935kJ·mol1②2COg＋O2g＝2CO2gH＝566kJ·mol1③TiO2s＋2Cl2g＝TiCl4s＋O2gH＝+141kJ·mol1则TiO2s＋2Cl2g＋2Cs＝TiCl4s＋2COg的H＝。答案：80kJ·mol1第二课时（重点在反应热的计算上；包括盖斯定律的应用；进行不同类型习题的巩固练习上；注意计算格式，书写规范性-计算过程带入单位）[复习]盖斯定律的内涵、燃烧热的定义。[例1]在101kPa时，1。6gCH4完全燃烧生成CO2和液态H2O，放出89.0kJ的热量，CH4的燃烧的热化学方程式为？燃烧热为多少？1000LCH4（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=－890kJ／mol即CH4的燃烧热为890kJ／mol。1000LCH4(标准状况)的物质的量为：n(CH4)=V(CH4)/Vm=1000L/22.4L·mol-1=44.6mol1molCH4完全燃烧放出890kJ的热量，44.6molCH4完全燃烧放出的热量为：44.6mol×890kJ／mol＝3.97×104kJ答：CH4的燃烧热为890kJ／mol，1000LCH4(标准状况)完全燃烧产生的热量为3.97×104kJ。[例2]葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一。葡萄糖燃烧的热化学方程式为：C6H12O6(s)＋6O2(g)＝6CO2(g)＋6H2O(l)；ΔH=－2800kJ／mol葡萄糖在人体组织中氧化的热化学方程式与它燃烧的热化学方程式相同。计算（1）100g葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量；（2）生成18g水时，放出的热量；[解]根据题意，葡萄糖的燃烧热为2800kJ／mol。100g葡萄糖的物质的量为：n(C6H12O6)=m(C6H12O6)/M(C6H12O6)=100g/180g·mol-1=0.556mol。1molC6H12O6完全燃烧放出2800kJ的热量，0.556molC6H12O6完全燃烧放出的热量为：0.556mol×2800kJ／mol=1560kJ。（2）18g水为1mol，生成6mol水放热为2800kJ，生成1mol水放热为2800kJ×1/6=466.67kJ.答：（1）100g葡萄糖在人体中完全氧化时产生1560kJ的热量。（2）466.67kJ.例3．科学家盖斯曾提出：“不管化学过程是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的。”利用盖斯定律可测某些特殊反应的热效应。（1）P4(s,白磷)+52410OgPOs()()HkJmol129832./（2）PsOgPOs()()()，红磷54142410HkJmol27385./则白磷转化为红磷的热化学方程式_____________。相同的状况下，能量较低的是_________；白磷的稳定性比红磷___________（填“高”或“低”）。解析：依题意求：PsPs44()，白磷（，红磷）H？据盖斯定律有：214HHH=（2983.2+4×738.5）kJ/mol=－29.2kJ/mol，即PsPs44()，白磷（，红磷）HkJmol292./。白磷转化为红磷是放热反应，稳定性比红磷低（能量越低越稳定）。例4．要使1000g水由25℃升温至100℃，须燃烧多少摩尔甲烷？这些甲烷气体在标准状况下