12反應熱的測量和計算教學設計高二上學期化學滬科版（2020）選擇性必修1

《反應熱的測量和計算》教學設計一、教材分析1、教材版本及章節(jié)本課程教材采用滬科版（2020）選擇性必修1化學反應原理，第1章化學反應的熱效應中的1.2反應熱的測量和計算。2、教材內容的地位和作用這部分內容是在學生已經學習了化學反應的熱效應的基本概念之后，進一步深入到反應熱的測量和計算方法。它是對化學反應能量變化定量研究的重要環(huán)節(jié)，為后續(xù)學習化學平衡、電化學等內容奠定了堅實的能量基礎。例如，在化學平衡中，反應熱的大小會影響反應的限度，而在電化學中，反應熱與電能的轉化也有著密切的聯系。二、學情分析1、知識基礎學生在之前已經學習了化學反應中的能量變化，對吸熱反應和放熱反應有了初步的認識，能夠判斷一些簡單反應的熱效應類型。但是對于反應熱的具體測量和精確計算還缺乏系統的了解。2、能力基礎經過之前的化學學習，學生具備了一定的實驗操作能力和數據處理能力，但在設計復雜實驗以及對實驗誤差進行分析和修正方面還存在不足。3、情感態(tài)度學生對化學實驗普遍感興趣，但對于較為抽象的反應熱計算可能會存在畏難情緒。需要通過有趣的實驗和實際案例來激發(fā)他們的學習熱情，培養(yǎng)他們克服困難的勇氣。三、教學目標1、知識與技能目標學生能夠理解反應熱測量的基本原理，包括量熱計的使用方法。例如，知道量熱計是通過測量反應前后體系溫度的變化來計算反應熱的。掌握反應熱計算的幾種常見方法，如根據熱化學方程式計算、利用蓋斯定律計算等。能準確寫出熱化學方程式，并根據方程式中的化學計量數與反應熱的關系進行計算。2、過程與方法目標通過實驗探究反應熱的測量過程，培養(yǎng)學生的實驗設計能力、操作能力以及對實驗數據的分析和處理能力。例如，在量熱計中進行酸堿中和反應，測量反應前后溫度變化，然后根據公式計算反應熱，在這個過程中學會如何減少實驗誤差。通過對蓋斯定律的學習和應用，培養(yǎng)學生的邏輯思維能力和解決問題的能力。能夠運用蓋斯定律將多個反應方程式進行組合，從而計算出目標反應的反應熱。3、情感態(tài)度與價值觀目標培養(yǎng)學生嚴謹的科學態(tài)度和實事求是的精神。在反應熱測量實驗中，嚴格按照實驗步驟操作，如實記錄實驗數據，對實驗誤差進行客觀分析。讓學生體會到化學與生活、生產的密切聯系，增強學生學習化學的興趣和使命感。例如，通過介紹反應熱在燃料燃燒、化工生產中的應用，讓學生認識到化學知識的實用性。四、教學重難點1、教學重點反應熱測量的原理和實驗操作要點。比如量熱計的構造和使用時的注意事項，如隔熱、準確測量溫度等。蓋斯定律的理解和應用。要讓學生明白蓋斯定律的本質是反應熱只與反應的始態(tài)和終態(tài)有關，而與反應的途徑無關，并且能夠熟練運用蓋斯定律進行反應熱的計算。2、教學難點反應熱測量實驗中的誤差分析。因為實驗過程中可能會受到多種因素的影響，如熱量的散失、溫度計的精度等，需要學生綜合考慮各種因素來分析誤差產生的原因并提出改進措施。蓋斯定律在復雜反應體系中的應用。當涉及多個反應方程式的組合和調整時，學生可能會感到困惑，不知道如何正確地運用蓋斯定律來得到目標反應的反應熱。五、教學方法1、講授法對于反應熱測量的原理、蓋斯定律等理論性較強的內容，通過清晰、準確的講解，讓學生理解基本概念和原理。例如，在講解蓋斯定律時，結合具體的反應實例，用通俗易懂的語言解釋定律的內涵。2、實驗探究法安排反應熱測量的實驗，讓學生親身體驗實驗過程，在實驗中探索反應熱測量的方法和技巧，培養(yǎng)學生的實驗能力和科學探究精神。比如在進行酸堿中和反應熱測量實驗時，讓學生分組操作，觀察溫度變化，記錄數據并進行分析。3、討論法在學習蓋斯定律的應用以及反應熱測量誤差分析時，組織學生進行小組討論。讓學生各抒己見，分享自己的想法和見解，通過討論加深對知識的理解，同時培養(yǎng)學生的合作交流能力。例如，在討論如何減少反應熱測量實驗誤差時，學生可以交流各自在實驗中發(fā)現的問題和可能的解決辦法。六、教學過程1、導入（5分鐘）教師講述：“同學們，咱們都知道化學反應中會有能量的變化，就像我們平常燒煤取暖，這是一個化學反應釋放能量的過程。那大家想不想知道，科學家們是如何精確地測量化學反應釋放或者吸收了多少熱量呢？今天咱們就一起來學習反應熱的測量和計算。”通過這個生活中常見的化學能量變化的例子，引出本節(jié)課的主題，激發(fā)學生的學習興趣。2、反應熱測量原理講解（10分鐘）教師講解：“同學們，要測量反應熱，我們需要用到一個重要的儀器——量熱計。量熱計的原理其實很簡單，就像我們測量物體溫度變化來計算熱量變化一樣。當化學反應在量熱計中進行時，反應放出或吸收的熱量會使量熱計中的體系溫度發(fā)生變化。根據公式Q=cmΔT（Q表示反應熱，c表示比熱容，m表示質量，ΔT表示溫度變化），我們就可以計算出反應熱了。這里的比熱容是量熱計以及反應體系的一個特性值，我們要根據具體的情況來確定?！苯處熆梢杂煤唵蔚氖疽鈭D在黑板上畫出量熱計的基本結構，包括內筒、外筒、溫度計等部分，同時解釋各部分的作用。例如，外筒起到隔熱的作用，防止熱量散失到外界環(huán)境中，內筒是反應進行的場所，溫度計用來測量反應前后的溫度變化。3、反應熱測量實驗演示（15分鐘）教師開始演示酸堿中和反應熱的測量實驗。教師邊操作邊講解：“同學們，現在老師要進行一個簡單的酸堿中和反應，鹽酸和氫氧化鈉反應。首先，我們要準確量取一定體積的鹽酸和氫氧化鈉溶液，并且測量它們的初始溫度。大家看，這就是量熱計，我們把兩種溶液倒入量熱計的內筒中，然后迅速攪拌，讓它們充分反應。在反應過程中，大家要密切觀察溫度計的示數變化哦?！苯處熢谘菔具^程中，強調操作的規(guī)范性，如溶液的量取要準確、倒入溶液的速度要快、攪拌要均勻等，這些操作都會影響實驗結果的準確性。反應結束后，教師根據測量的數據，按照公式計算出反應熱，并向學生展示計算過程。4、學生分組實驗（25分鐘）教師將學生分成小組，每個小組進行酸堿中和反應熱測量實驗。教師在各小組間巡視，及時指導學生的實驗操作，解答學生提出的問題。例如，有的小組可能會在溫度計讀數上出現問題，教師要指導他們正確讀數；有的小組可能攪拌不均勻，教師要提醒他們改進操作方法。各小組完成實驗后，要求學生記錄實驗數據，計算反應熱，并對實驗結果進行初步分析。5、實驗誤差分析討論（15分鐘）教師組織學生進行小組討論：“同學們，大家剛剛都完成了實驗，那大家覺得自己的實驗結果準確嗎？有沒有可能存在誤差呢？如果有誤差，可能是哪些原因造成的呢？”各小組展開熱烈討論，然后每個小組派代表發(fā)言。有的小組可能會提到熱量散失到外界是一個誤差來源，比如量熱計的隔熱效果不好；有的小組可能會說溶液濃度不準確也會影響結果；還有的小組可能會意識到溫度計讀數不準確也會帶來誤差。教師對學生的發(fā)言進行總結和補充：“同學們說得都很對，熱量散失是一個很重要的誤差來源，所以我們在實驗中要盡量做好隔熱措施。溶液濃度不準確會影響反應的物質的量，從而影響反應熱的計算。溫度計讀數不準確也會導致我們計算出的溫度變化有偏差。那針對這些誤差來源，我們可以采取哪些改進措施呢？”學生再次進行討論，提出改進措施，如使用更好的隔熱材料、重新準確配制溶液、多次測量取平均值等。6、蓋斯定律講解（15分鐘）教師講解：“同學們，在化學反應中，有時候我們不能直接測量某個反應的反應熱，這時候就需要用到蓋斯定律了。蓋斯定律就像是一條化學中的‘捷徑’。它告訴我們，化學反應的反應熱只與反應的始態(tài)和終態(tài)有關，而與反應的途徑無關。比如說，有反應A到B，我們可以直接從A到B，也可以經過C再到B，不管是哪種途徑，反應熱是一樣的?！苯處熗ㄟ^簡單的反應路線圖在黑板上進行演示，讓學生更直觀地理解蓋斯定律的含義。教師給出幾個簡單的反應方程式，如：反應①：C(s)+O?(g)=CO?(g)ΔH?反應②：CO(g)+1/2O?(g)=CO?(g)ΔH?然后提問學生：“如果我們想知道反應C(s)+1/2O?(g)=CO(g)ΔH的反應熱，該怎么利用蓋斯定律呢？”7、蓋斯定律應用練習（20分鐘）教師給出一些蓋斯定律應用的練習題，讓學生分組進行練習。例如：已知反應①：2H?(g)+O?(g)=2H?O(l)ΔH?=571.6kJ/mol反應②：H?(g)+1/2O?(g)=H?O(g)ΔH?=241.8kJ/mol求反應H?O(g)=H?O(l)ΔH的反應熱。各小組學生合作完成練習，然后教師選擇幾個小組展示他們的解題過程，并進行點評。在點評過程中，強調解題的思路和方法，如如何根據目標反應對已知反應進行調整，調整過程中反應熱的計算方法等。8、課堂小結（5分鐘）教師引導學生回顧本節(jié)課的主要內容：“同學們，今天我們學習了反應熱的測量和計算。在反應熱測量方面，我們了解了量熱計的原理，并且親自進行了實驗，還對實驗誤差進行了分析。在反應熱計算方面，我們學習了蓋斯定律，并且通過練習掌握了蓋斯定律的應用。大家在這節(jié)課中有什么收獲呢？”讓學生舉手發(fā)言，分享自己在本節(jié)課中的收獲，教師對學生的發(fā)言進行總結和補充。9、課后作業(yè)（5分鐘）布置課后作業(yè)：（1）書面作業(yè)：完成課本上關于反應熱測量和計算的習題，要求寫出詳細的解題過程。（2）拓展作業(yè)：查閱資料，了解反應熱在現代工業(yè)生產（如合成氨工業(yè)）中的應用，并寫一篇300~500字的小短文介紹。七、教學評價1、對學生學習過程的評價在課堂實驗過程中，觀察學生的實驗操作是否規(guī)范、準確，如溶液量取、溫度計讀數、攪拌操作等，對學生的實驗技能進行評價。在小組討論中，觀察學生的