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2019-2020年魯科版高中化學選修4第1章第1節(jié) 化學反應的熱效應第1課時化學反應和反應熱教學設計1 【教學目標】 知識與技能目標： 通過對化學反應熱效應相關知識的學習，使學生能在定量的水平上重新認識與描述化學反應的能量變化。 過程與方法目標： 通過“聯(lián)想.質(zhì)疑”等活動，訓練學生的思維能力；通過“活動探究”等實踐活動，對學生進行定量實驗的基本訓練；通過“交流研討”等學生互動和師生互動活動，培養(yǎng)學生的動手、動腦能力以及獲取、分析處理、歸納信息的能力；通過閱讀“拓展視野”“資料在線” “方法導引”“追根尋源”等資料，擴大學生的知識面，增加學生全面的能力。 情感態(tài)度價值觀目標 使學生能從能量角度比較深刻的了解化學科學對人類的貢獻，通過進一步了解化學的研究特點，激發(fā)學習的興趣，建立基本的化學科學思維。 【教學過程】 一、新課引入 教學環(huán)節(jié) 教師活動 學生活動 設計意圖 引入： 走進化 學反應 原理 初步體會： 通過視頻引入， 增強學生學習 化學反應原理 的興趣。 初步介紹學科 觀念。 實驗 探究 知識 回顧 演示實驗： 1.點燃鎂條； 2.冰袋的奧秘： 氯化銨氫氧化鋇 用結(jié)實的塑料袋代替燒杯，稱 取2 g氯化銨晶體倒人塑料 袋中，從中間系扎。再稱4 g 粉末狀氫氧化鋇晶體加人袋 中用線繩扎緊密封備用（如上 圖所示）。上課時解開中間的 繩子，并用手輕輕搓揉使之 混勻。然后傳給學生。 1. 觀察，思考能量的 轉(zhuǎn)化形式。 2. 用手感覺塑料袋溫 度的變化情況。 注意事項：所用塑 料袋必須結(jié)實，不 能在搓揉中弄破而 腐蝕手臂。 思考：能量轉(zhuǎn)化的 形式與實驗一的 不同之處。 把反應熱這 一抽象的概 念以具體的 實驗展現(xiàn)出 來，初步建立 探究反應熱的 實驗方法。 讓學生學會 自我反思， 指明困惑點， 明確學習目標。 二、化學反應的反應熱 環(huán)節(jié) 教師活動 學生活動 設計意圖 提問引入 【聯(lián)想●質(zhì)疑】化學反應中常伴隨有能量變化，結(jié)合前面知識思考: 1、化學反應中為什么有能量變化? 2、哪些反應是放熱反應？哪些反應是吸熱反應？ 3、如何定量描述一個化學反應釋放或吸收的熱量？ 4、用什么方法可以準確地測量這些熱量？ 【投影】1.下列對化學反應熱現(xiàn)象的說法不正確的是（ ） A.放熱反應時不必加熱 B.化學反應一定有能量變化 C.一般地說，吸熱反應加熱后才能發(fā)生 D.化學反應的熱效應的數(shù)值與參加反應的物質(zhì)的多少有關 【設問】高一我們學過鋁熱反應，這個反應有什么實際用途呢？ 【追問】為什么呢？ 【講述】由此可知化學反應中總是伴隨著能量的變化，其中大部分是熱量的變化，有的釋放熱量，有的吸收熱量。為了有效的利用一些化學反應的熱量，人們必須對其有定量的認識。 為此我們引入了反應熱的定義。什么是反應熱呢？ 化學上規(guī)定，當化學反應在一定溫度下進行時，反應所釋放或吸收的熱量稱為該反應在此溫度下的熱效應，簡稱反應熱。大家閱讀課本，理解反應熱的定義。 【歸納、回憶】常見的放熱反應和吸熱反應 ⑴常見的放熱反應 ①活潑金屬與水或酸的反應。如2Al+6HCl＝2AlCl3+3H2↑ ②酸堿中和反應。如2KOH+H2SO4＝K2SO4+2H2O ③燃燒反應。如C、CO、C2H5OH等的燃燒 ④多數(shù)化合反應。如Na2O+H2O ＝2NaOH，SO3+H2O=H2SO4 ⑵常見的吸熱反應 ① 多數(shù)分解反應，如CaCO3 CaO+CO2↑ ②2NH4Cl（s）+Ba(OH)28H2O （s）＝BaCl2+2NH3 ↑+10H2O ③C(s)+H2O(g) CO+H2 ④CO2+C2CO 回答：焊接鋼軌 回答：反應放出大量的熱，使生成的鐵融化。 學生聆聽，思考 回顧高一所學知識，引出本節(jié)課所學的定義：反應熱 閱讀課本 引導學生閱讀教材，解決提出的問題 閱讀課本，理解反應熱的概念，找出概念的核心內(nèi)容 引導學生走進教材，理解概念 概念辨析 一、 化學反應的反應熱 1、 定義 反應熱的符號是什么？ 怎樣表示反應吸、放熱？ 2、 符號：Q 反應吸熱，Q為正值（反應體系能量增加） 反應放熱，Q為負值（反應體系能量減少） 學生閱讀課本后，回答提出的問題 鞏固概念，通過閱讀理解，引導學生深入認識反應熱 提出問題 【設問】 如何獲得一個反應的反應熱呢？ 生答：可以通過實驗測得，也可以運用理論計算求得。 引導學生走進教材，了解反應熱的獲得情況 課堂過渡 【講述】 為了測定反應熱，人們專門設計了一種儀器：稱為量熱計。大家看到P3，掌握其結(jié)構(gòu) 學生閱讀課本相關內(nèi)容，掌握量熱計的結(jié)構(gòu) 通過閱讀教材，掌握相關知識。 交流研討 【提問】 量熱計的結(jié)構(gòu)是怎樣的？ 【追問】 其實就像什么？ 3、測量反應熱：用量熱計 【問】量熱計直接測量出的是什么？ 學生回答 結(jié)構(gòu)： 外筒：保溫（減少熱量損失） 內(nèi)筒：反應器 生答：保溫杯 有蓋子（兩個孔）一個 插溫度計，一個插攪拌器（注：不是玻璃棒） 生答：溫度 通過一系列問題的設置，逐步降低難度，加深學生對量熱計的認識 實驗探究 實驗：測定中和反應的反應熱 ［實驗指導］ （1）實驗儀器有哪些？ （2）實驗步驟？需要測定哪些數(shù)據(jù)？ a、量取一定體積的稀鹽酸加入 ，并測 T1 b、量取一定體積的稀堿溶液加入 中，并測 T1 C、快速將堿液倒入 中，攪拌測 T2。 （3）怎樣計算反應熱？ 小組內(nèi)交流結(jié)果： （1）量熱計、燒杯、量筒、溫度計 （2）a、 量熱計，初始溫度 b、燒杯，初始溫度 c、量熱計，最高溫度 （3）Q＝－4.18KJ?K-1?Kg-1 ? m(aq)?（T2-T1） 通過指導學生完成實驗，培養(yǎng)學生的科學探究精神和探究能力，提高學生思考解決問題的能力 討論探究 （1）實驗室中若無量熱計，根據(jù)提供的下列用品，你能設計一個簡易的量熱計嗎？ 500mL燒杯、 100mL燒杯、溫度計、環(huán)形玻璃攪拌棒、硬紙板、碎紙條 （2）實驗測得的反應熱的數(shù)值往往小于理論值，你認為可能的原因是什么？怎樣減小誤差？ （3）若其他條件不變，將課本實驗中的試劑作如下變化，測得的反應熱的數(shù)值怎樣變化？ （偏大、偏小或相同） （1）用KOH代替NaOH （2）用硝酸代替鹽酸 （3）用濃硫酸代替鹽酸 單元組交流研討，解決所提問題 在完成實驗的基礎上，使學生仔細觀察，積極思考，找出實驗中的注意事項，提高分析解決問題的能力 三、【板書設計】第1章 化學反應與能量轉(zhuǎn)化 第1節(jié) 化學反應的熱效應 一、化學反應的反應熱 （一）反應熱 1、定義：當化學反應在一定的溫度下進行時，反應所釋放或吸收的熱量稱為該反應在此溫度下的熱效應，簡稱反應熱。 2、反應熱的意義：描述化學反應釋放或吸收熱量的物理量. 3、符號： Q>0 反應放熱 Q Q<0 反應吸熱 4、獲得Q值的方法：（1）實驗測量法 （2）理論計算法 ①中和熱 5、反應熱的分類：②燃燒熱 ③生成熱…… （二）中和熱 1、定義：在稀溶液中，強酸跟強堿發(fā)生中和反應，生成1mol水時的反應熱叫做中和熱。 2、中和熱的表示：H+(aq)+OH-(aq)=H2O (l)；Q=-57.3kJ 3、中和熱的測量 （1）儀器：量熱計（環(huán)形玻璃攪拌棒、溫度計、燒杯） （2）原理：Q= —C(T2—T1) (C為熱容) 或Q= —C m (T2—T1)（C為比熱容） （3）步驟 【注意】①實驗中選用溫度計及讀數(shù)時：宜用有0.1分刻度的溫度計，量程100℃，中和前酸和堿溶液的溫度要相同，且都為室溫，且測量時應盡可能讀準，并估讀到小數(shù)點后第二位。溫度計的水銀球部分要完全浸沒在溶液中，而且要穩(wěn)定一段時間后再讀數(shù)，以提高所測溫度的精度。 圖1 ②用隔熱、密封性能好的量熱計會使實驗結(jié)果更準確。實驗室中若 沒有量熱計，也可以改用如右圖1所示的簡易裝置來測定反應熱： 在大燒杯底部墊泡沫塑料（或紙條），使放入的小燒杯杯口與大燒 杯杯口相平，兩杯口相平，可使蓋板把杯口盡量蓋嚴，從而減少熱 量損失。然后再在大、小燒杯之間填滿碎泡沫塑料（或紙條），達到 保溫隔熱、減少實驗過程中熱量損失的目的。大燒杯上用泡沫塑料板（或硬紙板）作蓋板，在板中間開兩個小孔，正好使溫度計和環(huán)形玻璃攪拌棒通過。 檢測題 1. 下列對化學反應的認識錯誤的是(　　) A．會引起化學鍵的變化 B．會產(chǎn)生新的物質(zhì) C．必然引起物質(zhì)狀態(tài)的變化 D．必然伴隨著能量的變化 2. 在進行中和熱的測定中，下列操作錯誤的是 (　　) A．反應前酸、堿溶液的溫度要相同 B．測量溶液的溫度計要一直插在溶液中 C．為了使反應均勻進行，可以向酸(堿)中分次加入堿(酸) D．為了使反應更完全，可以使酸或堿適當過量 3. 已知化學反應2C(s)＋O2(g)2CO(g)、2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)都是放熱反應。據(jù)此判斷，下列說法中不正確的是(　　) A．12 g C所具有的能量一定高于28 g CO所具有的能量 B．56 g CO和32 g O2所具有的總能量大于88 g CO2所具有的總能量 C．12 g C和32 g O2所具有的總能量大于44 g CO2所具有的總能量 D．將一定質(zhì)量的C燃燒，生成CO2比生成CO時放出的熱量多 4. 化學反應中的能量變化通常表現(xiàn)為熱量的變化，下列圖示能表示Ba(OH)28H2O與NH4Cl的反應過程中能量變化的是 (　　) 5. 已知在稀溶液中強酸與強堿反應生成1 mol水時放出的熱量，叫做中和熱，下列說法中正確的是 (　　) A．中和熱的測定實驗中需要用到的主要玻璃儀器有：兩只大小相同的燒杯、兩只大小相同的量筒、溫度計、環(huán)形玻璃攪拌棒 B．可以用保溫杯來代替燒杯做有關測定中和熱的實驗 C．在測定中和熱的實驗中，至少需要測定并記錄的溫度是2次 D．測定中和熱實驗中，若所使用的稀NaOH溶液的物質(zhì)的量稍大于稀鹽酸，則會導致所測得的中和熱數(shù)值偏高 參考答案 1. 【解析】化學反應的本質(zhì)是化學鍵的斷裂和形成，表現(xiàn)為有新物質(zhì)生成，而化學變化中的反應物和生成物的狀態(tài)在反應前后可能相同，也可能不相同，故C項錯。 【答案】C 2. 【解析】分次加入混合時，容易造成熱量損失，使測試結(jié)果不準確。 【答案】C 3. 【解析】放熱反應中反應物總能量高于生成物總能量。 【答案】A 4. 【解析】Ba(OH)2?8H2O與NH4Cl反應過程中吸收熱量，即反應產(chǎn)物的總能量大于反應物的總能量。 【答案】A 5. 【解析】選項A錯誤，為了防止散熱，在中和熱測定的實驗中應選用一大一小兩只燒杯，小燒杯和大燒杯之間應用塑料泡沫隔開；從防止散熱的效果看，使用保溫杯防止散熱的效果更好，選項B正確；中和熱測定的原理：首先根據(jù)公式Q＝cmΔT求出反應過程中放出的熱量，然后再根據(jù)ΔH＝Q/n(H2O)計算中和熱。式中ΔT表示反應后的最高溫度與反應前鹽酸與氫氧化鈉的平均溫度之差，因此每次實驗至少需要測定3次溫度，選項C錯誤；在中和熱測定過程中為了提高實驗的準確度，要保證稀酸和稀堿完全反應，在實驗中通常使一種物質(zhì)稍過量一些，選項D錯誤。 【答案】B