高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 反应热的计算第1课时教案设计

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高二选择性必修1序4§1-2-1反应热的计算教学设计教学目标： 1.从化学史角度发现并认识盖斯定律；2.通过生活经验、路径角度和化学计算模型理解盖斯定律的内涵本质，了解其意义；3.通过实例，能运用盖斯定律计算反应热以及解决生产生活中的实际问题。 教学过程：环节要点教师活动学生活动教学环节一： 发现盖斯定律  【引入】自我介绍并说明本节课的学习目标。简介前两节课所学知识。【提问】从图中可知天然气完全燃烧时呈明亮的淡蓝色火焰，不完全燃烧时火焰蓝中带红。能否定量比较天然气完全燃烧和不完全燃烧所释放的能量呢？已知实验测得甲烷的燃烧热为890.3KJ/mol，那么，甲烷不完全燃烧的反应热是多少？【追问】能否通过实验直接测定得到？【分析】甲烷不完全燃烧时，一氧化碳气体也会和氧气继续反应生成二氧化碳，同时释放热量，所以很难直接通过实验测定该反应的反应热。【讲授】在众多的化学反应中：有些反应有副反应发生，导致产品不纯，如甲烷的不完全燃烧，大多数有机反应；有些反应进行得很慢，如煤炭，石油的形成；有些反应不容易直接发生，如石墨和氢气生成甲烷的反应。这些都给测量反应热造成了困难，利用盖斯定律可以间接地把它们的反应热计算出来。【提问】盖斯定律是什么？怎样使用盖斯定律？【讲授】热化学研究的先驱倾听、回忆     思考、回答    倾听，思考    倾听，了解       教学环节二：理解盖斯定律【提问】什么是盖斯定律？【讲授】1836年盖斯从大量实验中总结出一条规律：一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成的，其反应热都是相同的。盖斯定律表明，在一定条件下，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。 【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？【讲授】比如登山，我们可以翻山越岭攀登而上，也可以乘坐缆车直奔山顶，无论采取哪种途径，从山下A点到达山顶B点，B点所处位置的海拔都高了300m，即人的势能变化与上山的途径无关，只与起点A和终点B的海拔差有关。类比盖斯定律，A点相当于反应体系的始态，B点相当于反应体系的终态，山的高度相当于化学反应的反应热，即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。 【分析】比如，以放热反应为例，反应物为始态，生成物为终态，只要物质的种类，物质的状态和参与反应的物质的量保持一定，则焓值一定，反应热为始态和终态的焓值之差，由此可知，反应热研究的是化学反应前后能量的变化，与途径无关。 【思考】课本14页例题，石墨不完全燃烧的反应热是多少？思考题中三个热化学方程式中的物质变化有何联系? 【讲授】石墨燃烧，物质变化可以一步完成也可以分两步完成。【提问】该化学反应发生物质变化的同时，能量变化之间存在什么关系？【讲授】一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成的，其反应热都是相同的。也就是△H1 = △H2 + △H3，代入数据可得，△H3 =−110.5kJ/mol。【小结】若一个反应体系的始态到终态可以一步完成（反应热△H）。分两步进行：先从始态到a（反应热为△H1），再从a到终态（反应热为△H2）。那么，根据盖斯定律，ΔH＝ΔH1＋ΔH2，这就是路径法理解盖斯定律。【练习】如题【思考】例题除了利用路径法进行图解，还有其他计算方法吗？【讲授】我们发现，将反应1和反应2的方程式相加，可将一氧化碳约去，得碳和氧气反应生成二氧化碳，而根据盖斯定律，ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，所以，△H3 = △H1 -△H2 ，代入数据得-110.5kJ/mol。由此，我们发现，若一个化学方程式可由另外几个化学方程式相加减而得到，则该反应的焓变即为这几个化学反应焓变的代数和。这就是盖斯定律的数学计算方法。【提问】通过前面的学习，如何利用盖斯定律书写热化学方程式呢？【讲授】热化学方程式既包含物质变化又包含能量变化。热化学方程式既包含物质变化又包含能量变化。首先找反应中的物质变化，根据目标化学方程式中各物质找已知热化学方程式。其次，比较目标化学方程式，确定中间产物。根据中间产物在化学方程式中的位置和物质的量，调整各个已知热化学方程式的方向和计量数，将调整后的已知热化学方程式相加和，消去中间产物。注意，在化学方程式调整的过程中，能量也发生了相应的变化，所以将调整好的ΔH加和，确定目标反应的焓变ΔH，最后书写出正确的目标热化学方程式。  总结，分析       类比，联系    类比，联系       思考、回答    小结、归纳    练习，巩固   观察，发现       总结，建模      教学环节三：应用盖斯定律 【提问】怎么应用盖斯定律进行解题呢？【思考】练习2已知甲烷完全燃烧的热化学方程式，如何计算甲烷不完全燃烧的反应热呢？根据盖斯定律分析，本题还缺少什么条件？【分析】分别根据路径法，能量变化图分析，可发现解题还需要一氧化碳气体和氧气反应的热化学方程式。【思考】那么已知甲烷完全燃烧，一氧化碳气体和氧气继续反应生成二氧化碳气体的热化学方程式，计算甲烷不完全燃烧的反应热是多少？【讲授】具体分析，首先根据甲烷不完全燃烧的化学方程式，找出反应物甲烷在已知热化学方程式1，生成物一氧化碳在已知热化学方程式3，中间产物是二氧化碳气体；然后调整热化学方程式3的方向，使一氧化碳气体为反应产物，则热化学方程式1减去3，刚好消去中间产物，得出目标热化学方程式；最后将调整好的反应方程式对应的反应热相加和，ΔH2 =ΔH1 −ΔH3 ，代入数据计算结果，最后书写甲烷不完全燃烧的热化学方程式。【思考】练习3，翻开课本阅读并思考17页第4题。【讲授】根据盖斯定律求解反应热的模型应用，热化学方程式既包含物质变化又包含能量变化。具体分析，首先正确书写2摩尔液态肼和2摩尔二氧化氮气体反应的化学方程式，找出反应物二氧化氮气体和液态肼分别在已知热化学方程式1、2，中间产物是氧气；然后调整热化学方程式1的方向，使二氧化氮气体作为反应物，调整热化学方程式2的计量数，使方程式扩大两倍，则反应方程式2的两倍减去反应式1，刚好消去中间产物，得出目标方程式；最后将调整好的反应方程式对应的反应热相加和，ΔH  = −ΔH1  + 2ΔH2，代入数据计算结果，最后书写N2H4(l)与NO2反应的热化学方程式。  观察、分析       应用盖斯定律解题      思考、解题        教学环节四：总结【讲授】今天我们主要学习了三部分内容：一、盖斯定律：一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成的，其反应热是相同的。二、盖斯定律的意义：应用盖斯定律可以间接计算出反应很慢的或不容易直接发生的或者伴有副反应的反应的反应热。三、应用盖斯定律计算ΔH的方法：“虚拟路径”法、加和法。建立根据盖斯定律求解反应热的模型。回顾，总结、提升