第一单元 化学反应中的热效应课程导入及其完整教案

《反应热的测量与计算》教学设计

承德县第一中学 聂建新

教材分析:

1.本节课内容在教材中的地位、作用

本节内容属于热化学基础知识，主要解决中和反应热效应的测量问题。在必修2以及前一节内容的学习中，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的变化的关系、化学能与热能的相互转化有了一定的认识，本节是在此基础上的扩展和提高，从必修的宏观和定性提升到微观和定量的要求。

2.内容特点

本节内容逻辑性强，体现知识的逻辑顺序。教材首先设置“活动与探究”，通过测定盐酸与氢氧化钠溶液中和反应的反应热的实验，让学生切身体验测量化学反应的反应热的方法；然后通过讨论问题，理解测定反应热的基本原理；再介绍科学家精确测量反应热的方法，引导学生认识科学探究的严格性。

学情分析：

由于学生原有知识基础不同，实验操作能力不同，因而学生对实验原理的理解、实验操作的完成上会存在差异，教师在教学过程中要根据学生的具体情况进行调整，做到课堂内外有机结合、学生自主探究与小组合作完成有机结合。

从知识层面上看，学生已经掌握化学反应与能量的变化关系，他们非常想知道利用什么方法可测得这些反应热，从而调动他们对知识的求知欲。

从能力层面上看，学生具有独立或合作完成简单的实验探究活动，并具备用已有知识解决简单问题的能力。

教学目标：

1.探究中和热测定的实验原理，理解并能说出原理。

2.根据原理能分析说出所用的仪器和操作步骤，理解相关操作的注意事项及原因。

教学重点、难点：

中和反应热测定的实验方法是本节课的重点；

测定反应热的基本原理和数据处理是本节知识的难点。

教学过程：

一．组织教学，课前呼号

二．明确学习目标

三．自主梳理，复习梳理比热容的相关知识

1.比热容（Specific Heat Capacity，符号c），简称比热，亦称比热容量，是常用的一个物理量。它指单位质量的某种物质升高或下降单位温度所吸收或放

出的热量。其国际单位制中的单位是J/( kg · K )，常用单位也可以为J /(g·℃）。根据此定义，便可得出以下公式：

由此可以得到：Q=cmΔT 水的比热容为4.18J /(g·℃）

2.阶梯性巩固训练，热学知识热身

问题1:质量为20g的水，若温度由10℃升高到50℃，吸收的热量是多少kJ？

问题2：20g0.1mol/L的盐酸与20g0.1mol/L氢氧化钠溶液混合，其初始温度为25℃，反应后的温度为27.5℃，反应在绝热容器内进行，视两种稀溶液的比热容与水的比热容相同，则反应放出的热量为多少kJ？

问题3：质量为 m1 g温度为t1的水与质量为 m2 g温度为t2的水混合（t2>t1)，

(1)混合后的温度为多少？

t1t2(2)若想使水混合后的温度为 2，取不同温度水的质量要满足什么关系？

（学生课堂解题，座位上展讲）

四．合作交流

根据中和热的定义和上述热学知识，尝试设计实验测定盐酸与氢氧化钠溶液反应的中和热。

五．展示成果：小组代表展示，阐述实验设计原理，可相互质疑。

六：教师点拨，反馈提升

1.实验原理：在绝热容器中，将已知浓度和体积酸、碱稀溶液混合，发生中和反应，_______放出的热使体系温度升高，测量出

水(稀溶液)的温度变化，根据溶液的质量、比热容即可求出反应放出的热量。除以生成水的物质的量，即求得中和热的数值。

4.18×10－3·m溶液·t2－t1ΔH＝－

kJ·mol－1

nH2O请大家仔细观看《中和热的测定》实验视频，思考下列问题：（1）实验装置都有什么？（2）实验步骤是怎么样的？（学生回答，教师点拨）

2.实验装置

下列实验装置中各仪器(或物品)的名称是什么?还需要什么仪器？

3.实验步骤：

(1)量取酸碱溶液，测初始温度(t1) (2)混合酸碱溶液，测终止温度(t2) (3)重复实验，处理数据

重复操作三次，记录每次的实验数据，取其平均值作为计算依据。若有偏差大的数据应舍弃

问题讨论：

1.环形搅拌棒的材质是什么?可不可以用铁或铜的材料来代替? 2.取一定体积的酸碱溶液，测初始温度时，用一根温度计测完酸溶液的温度，然后直接用这个温度计去测碱溶液的温度是否可以，为什么？

3.碱溶液在放置和操作过程中会吸收空气中的二氧化碳，为了使测定的结果更加准确，甲乙两同学提出两种方法来克服。甲同学用50mL0.55 mol·L－1 NaOH溶液与50mL0.50 mol·L－1盐酸反应。乙同学业用55mL 0.50 mol·L－1 NaOH溶液与50mL0.50 mol·L－1盐酸反应。哪个同学的方案正确？为什么？

4.中和热测定实验中应注意的事项

(1)防止热量散失的方法：a.两个烧杯口要相平；b.在两个烧杯之间填充碎泡沫塑料或碎纸片；c.用玻璃棒搅拌，而不能用金属棒(丝)搅拌；d.实验时动作要迅速。

(2)在测定过程中要使碱过量，确保酸碱中和反应进行完全，不发生副反应。

(3)若用一支温度计测完酸初始温度，要用水洗涤后再去测碱的初始温度。

(4)数据处理时，相差较大的数据可能是偶然误差引起的，应舍去。

(5)盐酸、氢氧化钠溶液为稀溶液，其密度近似地认为都是1 g·cm－3，反应后溶液的比热容也认为近似等于水的。在计算过程中，中和热的单位为kJ·mol－1，故公式中c＝4.18×10-3kJ/（g·℃）

七.课堂小结

八.活学活用，达标检测

1.在做中和热测定实验时，应使用的仪器是

①量筒

②托盘天平

③烧杯

④容量瓶

⑤冷凝管

⑥温度计

⑦酒精灯

A.①③⑥

C.①②③⑥

B.②③⑤

D.①②⑥⑦

2.已知强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热化学方程式为 H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，又知电解质的电离是吸热过程。向1 L 0.5 mol·L－1的NaOH溶液中加入下列物质：①稀醋酸；②浓硫酸；③稀硝酸，恰好完全反应。则其焓变ΔH1、ΔH2、ΔH3的关系是

A.ΔH1>ΔH2>ΔH3 B.ΔH1<ΔH3<ΔH2 C.ΔH1＝ΔH3>ΔH2 D.ΔH1>ΔH3>ΔH2

3.已知H＋＋OH－===H2O生成1 mol H2O(l)放出热量57.3 kJ，下列反应中能放出57.3 kJ热量的是

A.1 mol稀H2SO4与足量NaOH溶液反应

B.稀盐酸与氨水反应生成1 mol H2O C.稀盐酸与稀Ba(OH)2溶液反应生成1 mol水

D.稀NaOH与95%浓硫酸反应生成1 mol水

4.已知H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。回答下列问题：

(1)用含20 g NaOH的稀溶液跟足量稀盐酸反应放出________kJ的热量。

(2)用含2 mol H2SO4的稀溶液跟足量稀NaOH反应，此反应的中和热ΔH＝______________。

(3)如果将(1)反应中的稀盐酸换成稀醋酸，反应放出的热量______(填“大于”“小于”或“等于”)原来的。

5.实验室利用如图装置进行中和热的测定，请回答下列问题：

(1)做1次完整的中和热测定实验，温度计至少需使用____次，某同学为了省去清洗温度计的麻烦，建议实验时使用两支温度计分别测量酸和碱的温度，你是否同意该同学的观点，为什么？

(2)实验室用50 mL 0.50 mol·L－1盐酸，50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH溶液进行测定中和热的实验，为了把测量数据记录下来，请你设计表格。

教学反思

1.利用信息技术与传统课堂教学整合。中和反应热的测量实验是学生第一次接触到的定量测定实验，且操作要求高，因此，先让学生学习中和反应热测量的基本原理，且观看实验视频，了解操作的要点和注意点，为课堂教学更准确地找到了教与学的起点与着力点，使课堂教学更有针对性，更有实效性。

2.教师在课堂教学中适当放手，适当开放，把研究性学习的思想引入课堂。

现代教学论认为，课堂教学不能仅仅局限于集体授课这一传统的封闭形式，应以教学对象、教学内容、教学环境等方面的不同而变化。