化学反应的热效应教学设计.pdf

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1、化学反应的热效应教学设计 一、教学内容分析：鲁科版化学选修四化学反应原理第一章第一节化学反应的热效应，第一课时。本节内容是在必修二第二章对化学反应中能量的变化有初步介绍的基础上的进一步深化和再认识。本节以能量变化的一部分热效应为主线索，首先定义了反应热的概念，然后重点介绍了定量测定反应热的实验方法。使学生对反应热有个初步概念，并学会测定反应热的基本原理和方法，同时提高学生动手以及分析解决问题的能力。在本节学完之后是学生不但对化学反应中能量变化的实质过程有了更充分的认识，而且打下了化学热力学的初步基础，为以后的进一步深入研究提供了巨大的方便。二、学生学习情况分析：学生已掌握了化学反应过程中，破坏

2、旧化学键，需要吸收一定的能量；形成新化学键时，又要释放一定的能量。即化学反应过程中，存在化学能与热能之间的转化。也了解几种常见的放热反应和吸热反应。但本节内容均为化学原理，学习起来比枯燥难懂。另外测定中和反应的反应热这个定量实验与以往所做的物质定性实验有所不同。学生要学会对实验数据进行分析、判断实验误差和操作正确与否。这是学生学习过程中存在的难度。三、设计思想：由于本节内容较抽象难懂，与以前所学知识联系较少，故在教学中采用多台阶、小步伐的方法，层层推进，并结合实验探究等方法使学生的能力在不知不觉中得到提高。具体教学环节在引入时可通过铝热反应、氯化铵与消石灰的放热反应和吸热反应的不同来吸引学生的

3、注意力，同时提出问题：为什么会有这样的区别？此时提出反应热的定义，同时进行讲解与说明。再介绍反应热的测量仪器量热计，大体介绍其结构、工作原理等，此时可比较热容和比热的概念的区别，然后组织学生进行探究活动测定中和反应的反应热实验，同时体会反应热的求算公式。探究活动后，再组织学生分析实验数据，针对“如何提高测定结果的准确性”这一问题展开讨论，使学生进一步明确该实验操作中的注意问题；同时使学生体会定量实验的特点及其与定性实验的区别。也是本节课应重点说明的地方。最后应做一定量的巩固训练，本节课即以完成。四、教学目标：知识与技能目标：通过对化学反应热效应相关知识的学习，使学生能在定量的水平上重新认识与描

4、述化学反应的能量变化。过程与方法目标：通过“联想质疑”等活动，训练学生的思维能力；通过“活动探究”等实践活动，对学生进行定量试验的基本训练；通过“交流研讨”等学生互动和师生互动活动，培养学生的动手、动脑能力以及获取、分析处理、归纳信息的能力；通过阅读“拓展视野”“资料在线”等资料，扩大学生的知识面，增加学生全面的能力。情感态度价值观目标：通过本节的学习使学生能从能量角度比较深刻的了解化学科学对人类的贡献，通过进一步了解化学的研究特点，激发学习的兴趣，建立基本的化学科学思维。五、教学重点和难点：教学重点：反应热概念的含义和测定中和反应的反应热实验 教学难点：测定中和反应的反应热实验中的误差分析

5、六、教学过程设计：教学活动 学生活动 设计新意 复习过程：1、我们以前所学过的化学反应中能量的变化是从哪个角度来说明的？2、化学反应中的能量变化的形式有哪些？3、举出生产生活中常见的应用化学反应能量变化的例子。回答问题 从已有的旧知识出发能把学生的认知情绪激发起来。引入：所有的化学反应都有能量的变化，其中大部分都是热量的变化，为了更准确的描述反应，我们引入了反应热的定义。学生聆听 引导学生进入学习主题。讲解：化学上规定，当化学反应在一定的温度下进行时，反应所释放或吸收的热量称为该反应在此温度下的热效应，简称反应热。通常用符号 Q 表示。聆听，积极思考 介绍反应热的定义和符号，帮助学生理解以下教

6、学内容。质疑：用 Q 怎样表示反应是吸热还是放热？（教师小结）针对问题提出自己的看法。进一步激发学生的学习兴趣。探究：与以前所学的能量变化的表示方式做比较，有何异同？学生思考、讨论、回答问题。调动学生的积极性，与学生的已有知识进行有效连续。过渡：为了测定反应热，专门设计了测量的仪器：量热计 演示：展示量热计实物，讲解构造及各部分作用。学生聆听，认真观察。通过实物展示，能加强学生的感性认识。试验探究：学生分为三组，根据试验步骤，分别测出氢氧化钠与盐酸、氢氧化钾与盐酸、氢氧化钠与硝酸三个反应的反应前后的温度值，并记录试验数据。学生分组实验，认真操作。对学生进行定量试验的基本训练，领会量热计的使用过

7、程。培养学生的动手、动脑能力 探究：如何求得反应热？学生根据初中物理所学知识，回答问题。调动学生的积极性，与学生的已有知识进行有效连续。讲解：Q=-C（T2-T1）来表示。其中 C 表示热容，T 为热力学温度。补充热力学温度：七个基本物理量之一，数值为 T(K)=t()+273.15 学生聆听、记忆。了解反应热的计算方法，为下面的学习奠定基础。阅读：P3资料在线 学生认真阅读。扩大学生的知识面，提高学生的自学能力，同时使学生能辨析热容和比热的区别。给出溶液的比热，让学生根据自己实验所测的数据计算出中和反应的反应热 学生计算 通过学生的计算，能让学生有一个直观的认识。探究：为什么这三个反应的热效

8、应相同或相近?学生思考、讨论、回答问题。启发学生进一步探索影响中和反应的反应热的因素。探究：该实验的理论值 5.73KJ，请与你的实验值相比较，是否存在误差？请与你分析产生误差的可能原因。学生研究、讨论，并回答 通过学生的讨论，能把学生的能动性提高，同时也有助于问题的发现与解决。学生在讨论过程中也可能出现不同的一些想法，这样有助于学生对于问题的深入认识。探究：为保证测定结果的准确性，在测定过程中应注意什么问题？（教师小结）学生自己通过讨论得出的结论要比教师告诉他们的要好得多，学生通过这样的学习能激发自己的学习成就感。迁移应用：50mL0.5mol/L 盐酸与50mL0.55mol/LNaOH溶

9、液在如图所示的装置中进行中和反应.通过测定反应过程中放出 的 热 量 可 计 算 中 和 热,回 答 下 列 问题:(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃仪器是.(2)烧 杯 间 塞 满 碎 纸 条 的 作 用学生思考、练习 加强对反应热的认识。巩固中和反应的反应热测定实验。碎纸屑 温度计 硬纸板 是 (3)大烧杯上如果不盖硬纸板,求得中和反应的反应热数值将(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)(4)NaOH 溶液的浓度大于 HCl 溶液的浓度的作用是,当室温小于 10时进行,对实验结果会造成较大误差,原因是 课堂总结：第 1 章 化学反应与能量转化 第 1 节 化学反应的热效应 知识与技能

10、：通过反应热定义的学习，了解反应热效应的定量描述与反应条件有关；通过中和热的实验，了解反应热效应的定量测定原理和方法；通过反应焓变定义的学习，了解反应热和反应焓变的关系；通过热化学方程式的学习，了解热化学方程式的意义，了解燃烧热的概念，体会热力学的严谨性；通过盖斯定律求算反应焓变，了解反应焓变与变化途径无关，仅仅与状态有关；通过键能的变化求算反应焓变，了解物质的结构与其能量变化的关系。过程与方法：通过反应热定义的学习，理解实验研究和理论研究在科学探究方面的意义；在学习过程中，学会运用观察、对比、分析、思考等方法对所获得的信息进行处理；通过反应焓变概念的学习，了解实验研究和理论研究在科学探究方面

11、的意义；在学习过程中，学会运用观察、分析、迁移等思维方法来建构新的概念；通过盖斯定律求算反应焓变的过程，体会数学、物理在学习化学中的重要性，注意理科之间的相互渗透和影响。情感态度与价值观：体会实验成功的喜悦，感悟科学探究的乐趣；养成良好的实事求是的科学态度；体会思考带给人的愉快情感体验，感悟化学学科学习的乐趣；养成良好的实事求是的科学态度。教学重点：反应热概念的含义；热化学方程式的正确书写；热化学方程式的正确书写以及反应焓变的计算。教学难点：反应焓变的计算 课时安排：共五课时(新课 3 课时 复习练习 2 课时)教学过程：第一课时【引入新课】从物质结构的角度看，化学反应的实质是旧化学键的断裂和

12、新化学键的 生成，因此几乎所有的化学反应都伴随着能量的释放或吸收。通过过去对化学的学习，我们知道在化学反应中，化学能可以与多种形式的能量发生转化，其中最普遍的能量转化是化学能与热能之间的转化。因此可以将化学反应分为放热反应和吸热反应。【板书】第 1 章 化学反应与能量转化 第 1 节 化学反应的热效应【投影】类型比较 放热反应 吸热反应 【提问】常见的放热反应和吸热反应有哪些类型？【学生】常见的放热反应：活泼金属与水或酸的反应 酸碱中和反应 燃烧反应 多数化合反应 常见的吸热反应：多数分解反应，如 CaCO3 高温 CaO+CO2 2NH4Cl（s）+Ba(OH)28H2O（s）BaCl2+2

13、NH3+10H2O C(s)+H2O(g)高温 CO+H2 CO2+C 高温 2CO【讲解】注意：化学反应是放热还是吸热，与反应条件（加热或不加热）没有关系。放热反应和吸热反应我们还可以借助下面的图像来理解。【投影】【练习】下列对化学反应热现象的说法不正确的是（AC ）A.放热反应时不必加热 B.化学反应一定有能量变化 C.一般地说，吸热反应加热后才能发生 D.化学反应的热效应的数值与参加反应的物质的多少有关【讲解】为了定量描述化学反应中释放或吸收的热能，化学上把化学反应在一定温度下进行时，反应所释放或吸收的热量称之为该温度下的热效应，简称反应热。【板书】一、化学反应的反应热（一）反应热 1、

14、定义：当化学反应在一定的温度下进行时，反应所释放或吸收的热量称为该反应在此温度下的热效应，简称反应热。2、反应热的意义：描述化学反应释放或吸收热量的物理量.3、符号：Q0 反应放热 定义 有热量放出的化学反应 吸收热量的化学反应 形成原因 反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量 反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量 与化学键强弱关系 生成物分子成键时释放出的总能量大于反应物分子断裂旧键时吸收的总能量 生成物分子成键时释放出的总能量小于反应物分子断裂旧键时吸收的总能量 生成物 反应物 能量 反应过程 吸热反应 生成物 反应物 能量 反应过程 放热反应 Q Q0 反应放热 Q Q0，即产物的

15、焓（产物具有的总能量）大于反应物的焓(反应物具有的总能量)，当由反应物生成产物时，需吸收能量。放热反应：H0 或“+”反应放热（3）H H 0 H 0 或“+”反应放热（3）H H H2的是（AC）A.2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H1 2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H2 B.S(g)O2(g)=SO2(g)H1 S(s)O2(g)=SO2(g)H2 C.C(s)1/2O2(g)=CO(g)H1 C(s)O2(g)=CO2(g)H2 D.H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H1 1/2H2(g)1/2Cl2(g)=HCl(g)H2 【解析】此类题目考查了学生运用热化学方程式的

16、有关知识和物质状态与反应热关系的知识来解决化学问题的能力.解题过程中容易混淆放出热量的多少与 H 大小的关系，突破方法：放热反应，HH2。B 选项中固态硫变成气态硫需吸热，故 H1H2。D 选项，后一反应的化学计量数为前一反应对应物质的一半，故 H10，而逆反应是焓降低的反应，H0。2.B 本题的关键是搞清楚题目中所涉及的各种量与 NA的关系。该热化学方程式表示有 10NA个电子转移、形成 8NA个碳氧共用电子对，生成 NA个液态水分子时放出 1300kJ的热量。3.A 混合气体中共有 0.4mol 甲烷，0.1mol 氢气，且燃烧后生成液态水，故放出的热量为0.4Q1+0.1Q3/2=0.4

17、Q1+0.05Q3 4.BC Q指生成 2molSO3时放出的热，若将 2molSO2与 1molO2混合反应达到平衡时生成的SO3小于 2mol，则 Q1Q2。若将反应物的量减半，由于其他条件相同，压强减小，SO2的转化率减小。生成 SO3的量比第一容器的一半还少，放出热量 Q2H2H3 B.H2H1H3H2【解析】用稀硝酸是我们正常学习的中和热 57.3kJ/mol，若改用稀醋酸这种酸为弱酸，部分电离，中和反应产生的热量会被继续电离所吸收，故释放出的热量数值会变小；若用浓硫酸，浓硫酸有自己的特性，那就是溶于剧烈放热，故释放出的热量数值会很大。另外三者均为放热反应，焓变小于零，数值越大的其焓

18、变的值越小。所以有选项 D是正确的。【题 7】下列说法正确的是（CD）A.需要加热方能发生的反应一定是吸热反应 B.放热反应在常温下一定很容易发生 C.反应是吸热还是放热必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小 D.吸热反应在一定条件下也能发生【解析】并不是所有的吸热反应都需要加热，需要加热的也未必是吸热反应，因为有些放热反应也需要加热来促使反应的发生。放热反应主要体现的有热量放出的化学反应，而没有指代在常温下能容易发生。【题 8】下列反应中生成物的总能量大于反应物总能量的是（D）A.氢气在氧气中燃烧 B.铁丝在氧气中燃烧 C.硫在氧气中燃烧 D.焦碳在高温下与水蒸气反应【解析】按题目来说

19、，就是寻找吸热反应，所有的燃烧为放热反应，所以本题中就只有焦碳在高温下与水蒸气反应为吸热反应了。【题 9】下列关于 H（焓变）的说法正确的是（BD）A.在任何条件下，化学反应的焓变都等于化学反应的反应热 B.H 0 时，反应吸收热量；H 0 时，反应放出热量 C.热化学方程式中 H 的值与物质前的化学计量数无关 D.H 的值可以通过实验测得【解析】反应热是化学反应在一定的温度下进行时，反应所释放或吸收的热量称为该温度下的热效应，而焓变是反应物和产物之间的焓之差，二者不存在相等的关系。焓变的值是受化学计量数影响的，是按倍数变化的。【题 11】磷在氧气中燃烧，可能生成两种固态氧化物。3.1g 的单

20、质磷（P）在 3.2g 氧气中燃烧，至反应物耗尽，并放出 X kJ热量。（1）通过计算确定反应产物的组成（用化学式表示）是 ，其相应的质量（g）为 。（2）已知单质磷的燃烧热为 Y kJ/mol，则 1mol P 与 O2反应生成固态 P2O3的反应热=。（3）写出 1mol P与 O2反应生成固态 P2O3的热化学方程式：。【解析】本题中磷燃烧可能生成 P2O3和 P2O5，要确定二者的比例，需要通过题目中的两个数据来联立方程组求解。设 3.1g 中有物质的量为 x 的磷生成 P2O3，有物质的量为 y 的磷生成 P2O5。故 x+y=3.1g/31gmol-1 3x+5y=2 3.2g/3

21、2g mol-1 解得 x=y=0.05mol 所以可确定反应产物的组成为 P2O3和 P2O5，且质量分别为 0.05mol110g mol-1/2=2.75g 和 0.05mol 142g mol-1/2=3.55g 单质磷的燃烧热为 Y kJ/mol即 1mol磷完全燃烧生成 P2O5释放热量为 Y kJ。从第 1 小题，我们可知 0.1mol磷燃烧生成 0.025mol P2O3和 0.025mol P2O5释放的热量为 X kJ，故 2mol磷燃烧生成 0.5mol P2O5和 0.5mol P2O5释放的热量应该为 20X kJ，从而可知，1mol磷燃烧生成 P2O5释放的热量为

22、20 X kJ-Y kJ。=-(20 X-Y)kJmol-1 热化学方程式为 P(s)+3/4O2(g)=1/2 P2O5(s)=-(20 X-Y)kJmol-1【题 12】发射卫星时可用肼（N2H4）为燃料，用二氧化氮为氧化剂，这两种物质反应生成氮气和水蒸气。已知；N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)1=+67.7 kJ/mol N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)2=-534 kJ/mol 试计算 1mol 肼和二氧化氮完全反应时放出的热量为 kJ，写出肼和二氧化氮反应的热化学方程式 。【解析】根据盖斯定律有：-1/2 得 N2H4(g)+NO2(g)=3/2N2(g)+2H2O(g)=-534 kJ/mol-1/2 67.7 kJ/mol=-567.85 kJ/mol 热化学方程式：2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g)=-1135.7 kJ/mol