第一单元 化学反应中的热效应第二课时教案

反应热的测量与计算

【教材分析】

1、《课程标准》分析

内容标准：能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算

2、内容分析

本节课是高中化学苏教选修教材《化学反应原理》专题1“化学反应与能量变化”第一单元“化学反应中的热效应”第4课时“反应热的测量与计算”。

本课时的主要内容包括：⑴盖斯定律本质理解；⑵应用盖斯定律计算反应热。

本节旨在让学生了解盖斯定律，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，理解盖斯定律的本质。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。

【学生分析】

已有基础

已有能量和能量转化的感性经验，通过实验

感受了反应热；了解了物质发生反应产生能量变化与物质质量的关系；燃烧热的概念。

【教学目标】

1.知识与技能

●理解盖斯定律的内涵

●通过交流讨论和练习，能用盖斯定律计算反应热以及解决生产生活中的实际问题。

2.过程与方法

●通过对盖斯定律的涵义的分析和论证，培养学生分析问题的能力；

●通过盖斯定律的有关计算，培养学生的计算能力。

3．情感态度与价值观

●通过对盖斯定律的发现过程及其应用的学习，培养学生感恩、爱国和保护环境的情怀。

形成素养

构建学生的科学本质观，逐步形成

科学素养；渗透STEM理念；完善“能量守恒观”、“化学价值观”，主要形成“证据推理与模型认知”的核心素养，同时渗透科学探究意识、科学精神与社会责任的核心素养。

能力发展

通过化学史，初步学会科学家研究反应热的思维方法和研究方法；学会从定性感受到定量研究的方法；在STEM理念下，培养理论联系生活、生产的能力。

【教学重难点】

教学重点：盖斯定律的内涵 教学难点：盖斯定律的应用

【教学过程】

环节一：引出盖斯定律

活动1.1：回顾氢气标准燃烧热

活动1.2：从能量守恒角度认识物质变化是能量变化的基础。

活动1.3：认识盖斯定律。

教师活动

学生活动

设计意图

通过具体的热化学方程式，学生很容易就能分析、理解各反应之间的关系。

【温故知新】观察热化学方程式1 思考

标注反应物和生成

-1H2(g)+

O2(g)=H2O(g)ΔH1=-241.8kJ·mol

物的能量。

【问题】该热化学方程式中的反应热是氢

气的标准燃烧热吗？什么是标准燃烧热？【回答】标准燃烧热【追问】如果要求氢气的标准燃烧热，还定义

需要什么数值？

【教师】已知热化学方程式2：

H2O(g)=H2O(l) ΔH2=-44kJ·mol

【提问】观察思考以上3个ΔH有什么关系？ 3个方程式之间又有什么关系？

【引导】

如图假设一个反应体系始态为S，终态为L。已知从始态S到终态L反应放热ΔH1<

0。 -1书写氢气标准燃烧热的热化学方程式3。

H2(g)+O2(g)=H2O(l

)ΔH3=-285.8kJ·m-1ol

ΔH3=ΔH1+ΔH2方程式3等于方程式1加方程式2。

【回答】ΔH2〉0，【问题】L到始态S的ΔH2？ΔH1与ΔH2ΔH1+ΔH2=0。

的和？ 思考并回答

【追问】为什么二者之和等于0？如果不等违反能量守恒定律。

0，违反了什么规律？

【总结】显然从S到L，又从L回到S经历提出问题，引发学生了一个循环，体系中的反应物并没有改变，思考

能量也就不可能变化。物质的变化是能量

变化的基础。 引导学生总结：通过 【讲述】早在1836年，俄国化学家盖斯刚才的探究过程，我经过多次坚持不懈的试验，他总结出一条们可以发现这么一

规律：

不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。这就是举世闻名的盖斯定律。

【板书】一、盖斯定律

1.内容：不管化学反应是一步完成或分几步完成，

其反应热是相同的。

个规律，反应物与生成物确定，反应热就确定

，与反应途径无关！

环节二：理解盖斯定律

活动利用定律应热式。

2.1：盖斯求反表达教师活动

【教师】如图所示，请同学们根据盖斯定

学生活动

设计意图

律求S到L的ΔH表达式，以及S到C的思考，计算

ΔH3表达式。

ΔH=ΔH1+ΔH2=ΔH

3+ΔH4+ΔH5

帮助学生 形成能量ΔH3=ΔH-ΔH4-ΔH 守恒观

【提出问题】如果一个反应体系反应物为

1mol的碳，完全燃烧生成二氧化碳。请同

学们根据盖斯定律分别设计一步完成和分设计路径

步进行的途径，思考不同途径的反应热有什么关系？

活动2.2：

设计碳燃烧的不同途径。

环节三：论证盖斯定律

活动3.1：

教师活动

【提问】生活中有没有类似的实例，也遵循这一能量变化规律呢？

学生活动

设计意图

用贴近学生生活的实例将盖斯定律直观化，让学生建立生活模型理解盖斯定律的科学概念。

思考

畅所欲言：生活中登泰山的高山现象。物理中高度与登山【播放flash动画】攀爬泰山的不同途径：度、势能、做功。

【总结】爬山，到教室，我们都可以用一的途径无

关；类比盖个四个字的成语体现，就是“殊途同归”。

斯定律，反类比盖斯定律，也是如此，化学反应的反

应热只与应热只与反应体系的始态、终态有关，与

过程无关。

始态和终

态有关，与

反应途径

无关。

环节四：应用盖斯定律

活动4.1：

利用盖斯定律算1mol碳不完全燃烧生成一氧化碳的反应热

活动4.2：

解决煤直接燃烧与转为水煤气燃烧2个过程反应热大小比教师活动

【过渡】有些同学可能有疑问，学了这么

学生活动

设计意图

久的盖斯定律有什么用呢？反应热不是可学生在构建以通过实验的方法测定吗？

模型理解盖思考

【设疑】碳不完全燃烧产物为一氧化碳，斯定律基础不能，碳在生成一上，建立了该过程的反应热能通过实验的方法测定氧化碳的同时，一科学概念—吗？为什么？

部分的一氧化碳—盖斯定【PPT展示】碳和一氧化碳的标准燃烧热可会继续与氧气反律，然后将以通过实验的方法测定。已知25℃时，碳科学概念迁应生成二氧化碳。

移并通过数和一氧化碳的标准燃烧热分别为-393.5

学计算来解-1-1kJ·mol，-283.0 kJ·mol。

决生活、化

【提问】你能根据盖斯定律算出1mol碳不工生产中的【小组讨论】

完全生成一氧化碳的反应热吗？你能想出问题，将科解释路径：学、技术、几种方法？

C(s)+

O2(g)=CO(g数学充分运

【引导】物质的变化是能量变化的基础。

用于工程生)ΔH=-110.5kJ·3引导学生寻找目标方程式和已知方程式中产中，提升-1mol

物质的关系，通过虚拟路径法和代数加减学生的科学

素养，构建法计算所求反应的焓变。

“化学价值【提问】代数加减法中，计算所求反应的

观”。

焓变如何找到可用的已知热化学方程式？

师生共同总结提

【追问1】怎么确定已知反应的加与减？

升：

【追问2】选取的已知热化学方程式中如何物质关系：目标

消去目标反应中没有的物质？

物，已中找，同向

【讲述】由此可见，对于一些难以通过实加，异向减；过渡

验测定的反应热，借助盖斯定律就可以直物，要消去，同向

接计算出来。这样大大方便了我们对反应减，异向加。

热的深入研究。

焓变关系：系数

生活中，我们会遇到这么一个现象：往同，不用管；系数

燃烧正旺的煤炉中洒点水火会燃烧的更异，需要变，求相

旺。烧的更旺，是不是放热就更多呢？已同，焓对变。

知以下3个反应：

C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH1=131.3

-1kJ·mol

较

活动4.3：

讨论煤转为水煤气的优点。

CO(g)+

O2(g)=CO2(g) ΔH2

=-283.0kJ·mol

-1

H2(g)+

O2(g)=H2O(g)-1

ΔH3=-241.8kJ·mol 不加水：C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH4= -393.5 kJ·mol-1 【提问】燃着的煤加水之后是否放出更多的热？ 【追问】既然热效应不变，为什么工业生产中要把煤转为水煤气？你能从运输，环保，能源利用等方面解释原因吗？

【总结】说的很好！十九大报告中明确了坚持节约资源和保护环境的基本国策。的确，绿水青山就是金山银山。

希望同学们在生活中也要养成节约能源从身边做起的习惯。比如当家用燃气灶出现黄色火焰燃烧不充分时，你能用今天所学的知识解决这个问题？

思考：通过计算，

ΔH4=ΔH1+ΔH2+Δ

H3，燃着的煤加水应用盖斯定和没有加水放热律，体现STEM理念。

一样。

情感升华

学生自由讨论

适当增大空气进

入量或减小天然培养爱国和气输出量。用燃气尽量充分燃烧。

保护环境的情怀。

环节五：思维导图

回顾反思

教师活动

教师总结：关于盖斯定律，借用余敏洪的一句话，我也有个感悟送给大家：每一条河流都有自己的梦想，那就是奔向大海。尽管流入大海的方式不同：黄河九曲十八弯绕了过去，而长江开山劈地流了过去。当我们遇到困难的时候，不管是冲过去还是绕过去，只要我们像水一样，不断流动、永远奋斗，都能到达自己梦想的尽头。

学生活动

反思，回顾本节课的内容

设计意图

总结，升华，让形成科学本质的过程外显出来，让STEM理念内隐于其中，提升学生的科学素养，提高科学品质。

课堂反馈

拓展视野

1.课堂练习，学以致用。

2.查阅资料，了解反应热与化工生产的关系，了解热能的综合利用。

通过课堂练习与课后查阅资料，让学生更加深刻的理解盖斯定律在科学研究和工业生产中的应用。