高中化学第一章 化学反应的热效应第二节 反应热的计算教案及反思

学习任务

学习活动

素养功能

评价角度

评价水平

探究盖斯定律的内涵

通过回顾H2标准燃烧热，完善反应过程能量关系图，寻找热化学方程式中物质关系和反应热关系，从能量的角度认识物质变化是能量变化的基础，理解盖斯定律是能量守恒的必然结果

证据推理

探究水平

认识角度

单角度、多角度

深化理解盖斯定律本质

根据状态图示，利用盖斯定律求始态到终态的反应热表达式，设计1mol碳完全燃烧一步完成和分步进行的途径

证据推理

角度进阶

物质、微粒

生活模型，论证盖斯定律

登山的高度与路径无关，类比盖斯定律，反应热只与始态和终态有关，与路径无关

模型认知

思维结构化

孤立水平、系统水平

应用盖斯定律，解决实际问题

利用盖斯定律计算1mol碳不完全燃烧生成CO的反应热，解决煤直接燃烧与转化为水煤气燃烧两过程的反应热的大小，讨论煤转化为水煤气的优点

科学态度与社会责任

问题解决

化学价值

学科价值视角、社会价值视角、学科和社会价值视角

活动元1 证据推理 引出盖斯定律

时间

教师活动

学生活动

设计意图

2min

4min

7min

请同学观察下面热化学方程式：H2（g）+1/2O2（g）=1/2H2O(g)

ΔH1=-241.8KJ/mol

在反应过程能量图中标注反应物和生成物的能量；

问：该热化学方程式中的反应热是H2的标准燃烧热吗？

追问：如果要计算H2的标准燃烧值还需要哪个数据？

已知：H2O（g）= H2O（l）

ΔH2=-44KJ/mol，请同学们是写出氢气标准燃烧热的热化学方程式，并完善能量图。

提问：观察思考三个ΔH有什么关系，三个方程式之间又有怎样的关系？

设问：这是偶然现象还是必然结果？

假设一个体系从始态到终态的反应热ΔH1 ‹ 0；问：从终态到始态的ΔH2与0是什么关系？ΔH1 与 ΔH2的和是多少呢？

追问：为什么二者之和等于0？如果不等于0，违背了什么？

归纳总结：经历一个循环后，体系中的反应物并没有改变，能量也不可能变化。出现上述现象是必然结果！

阅读教材p13页，盖斯定律的内容

思考，回答问题：

燃烧热：1mol可燃物完全燃烧生成稳定化合物时所放出的热

1mol气态水转化为液态水时所放的热

书写热化学方程式，完善能量图：

H2（g）+1/2O2（g）=1/2H2O(g)

ΔH3=-285.8KJ/mol

思考，回答问题：ΔH3 = ΔH1 + ΔH2 

方程式3等于方程式1加方程式2

ΔH1 ‹0

S（始态）           L（终态）

ΔH2>0   ΔH1 + ΔH2 = 0

违背质量守恒定律

总结：反应物和生成物确定，能力就确定，与反应途径无关。

阅读教材，完善笔记

回忆燃烧热的定义，求H2的标准燃烧热，引出盖斯定律，从能量守恒的去理解盖斯定律的内涵

活动元2  模型认知  理解定律本质

5min

4min

4min

引导学生分析

求从始态到终态采用不同路径的ΔH值，这些值之间有怎样的关系？

练习巩固

若有一个反应体系为1mol的碳，完全燃烧生成CO2，请同学们分别设计一步完成和分步进行的途径，思考不同途径的反应热有什么关系？

提问：生活中有没有类似的实例，也遵循这一能量变化规律？

    ΔH1   A   ΔH2

始态S     ΔH          L终态

  ΔH3  BΔH4  CΔH5  DΔH6

ΔH=ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6

ΔH2=ΔH - ΔH1

设计方案：

一步：C(s)+ O2(g) = CO2(g)  ΔH

两步： C(s)+ 1/2O2(g) = CO(g)    ΔH1

      CO(g)+ 1/2O2(g) = CO2(g)  ΔH2

ΔH=ΔH1+ΔH2

小组讨论交流：生活中的登山现象，物理中的势能、高度、做功等

根据状态图示分析，练习碳完全燃烧一步完成和分步进行的反应热，深化理解盖斯定律

活动元3 应用定律 解决实际问题

8min

4min

过渡：有同学可能疑问，学了这么久的盖斯定律有什么用呢？反应热不是可以通过实验方法测定吗？

设疑：碳不完全燃烧的产物为一氧化碳，该过程的反应热用实验能否测定？为什么？

碳和一氧化碳的燃烧热我们都可以通过实验测定，那可否利用其求出碳不完全燃烧的产物为一氧化碳的反应热呢？（碳和一氧化碳完全燃烧的燃烧热分别为-393.5 KJ/mol和-283.0 KJ/mol）

引导学生分析求解

问：代数加减法中，计算所求反应的焓变，如何找出可用的已知热化学方程式？

追问：1、如何确定已知反应的加和减

2、如何消去目标反应物中没有的物质？

总结：一些无法用实验测定的反应热，借助盖斯定律可以直接计算出来。

练习巩固：教材p17页 4、6题

思考，回答问题：

不能，因为生成一氧化碳的同时，有部分一氧化碳会转化成二氧化碳。

根据碳和一氧化碳的燃烧热，设计方案求：碳不完全燃烧的产物为一氧化碳的反应热

方案：

C(s)+ O2(g)=CO2(g)ΔH1=-393.5 KJ/mol ①

CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)ΔH2=-283KJ/mol②

①-②得

C(s)+ 1/2O2(g) = CO(g) ΔH3=-110.5KJ/mol

小组讨论：

总结：目标物质，已知中找，同向加，异向减

过渡物，要消去，同侧加，异向减

焓变关系：系数同，不用官，系数不同，焓变不同。

完成练习

通过具体的实例，认识盖斯定律的价值，通过巩固练习，学会应用盖斯定律

总结、布置作业

回忆本节课内容