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2014年全国高中化学说课大赛 (课件)课题:化学反应的热效应(济南第一中学 燕校龙)

时间:2014-11-30


《化学反应的热效应》
——“促进观念发展”的教学设计

山东省济南第一中学

燕校龙

价值分析 学情分析 教学目标 教法学法 教学过程
定量的 观念 能量观

观念发展的模型

发展 观念
定量的 能量观

目 标

理解:化学反应中的反应焓变

是可以定量测量、定量描述和定 基本理解 量计算的。

基 础

以具体知识 为载体。

知识 落实

活动 探究

创设不同的探究情境。

价值分析 学情分析 教学目标 教法学法 教学过程

“促进观念发展” 的教学设计模型

观念发展目标
知识价值分析

定量的能量观

学生学情分析

现实的教学目标
教学流程 教学过程设计
指导 评价、修正

教学活动

教学实施

设计理念

学情分析 教学目标 教法学法 教学过程

本节知识内容的学习 ? 反应热和焓变的概念 发展

? 热化学方程式
? 盖斯定律 ? 反应焓变的计算

定 量 指导 的 能 量 发展 观

1.化学反应的方向、限度 与速率

2.? 物质结构与性质?
? 有机化学基础? 3.大学热力学基础内容

设计理念 价值分析
☆学生的知识储备:

教学目标 教法学法 教学过程

1.已经学习了化学键的相关知识,知道化学反应中物质变化和能量变化的实质是旧化学键的断裂和新化学键的生成。 2.能利用化学反应方程式表示化学反应中物质的变化。 ☆学生的学习习惯:本节课面对的是对化学比较感兴趣的高中生,他们有着较好的化学学习习惯,善于开动脑筋、 勤于思考、乐于实践。 ☆学生的认知水平:学生知道化学反应过程中存在热效应但不知道如何定量研究化学反应中的热效应。 不知道如何定量描述反应热。 知道化学反应中有能量变化。

了解常见的放热反应和吸热反 应。
初步形成了“化学变化过程 中伴随着能量变化”的观念。
☆学生的知识储备:

不清楚如何定量测量和定量 计
算反应热。

不能主动的将观念提升到到定量 的能量观观念的高度。

1.已经学习了化学键的相关知识,知道化学反应中物质变化和能量变化的实质是旧化学键的断裂和新化学键的生成。 2.能利用化学反应方程式表示化学反应中物质的变化。 ☆学生的学习习惯:本节课面对的是对化学比较感兴趣的高中生,他们有着较好的化学学习习惯,善于开动脑筋、 勤于思考、乐于实践。 ☆学生的认知水平:学生知道化学反应过程中存在热效应但不知道如何定量研究化学反应中的热效应。

设计理念 价值分析 学情分析
教学目标(依据课程标准 教材价值和学生学情)

教法学法 教学过程

知识与技能:通过本 节课的学习,能在定 量水平上认识并描述 化学反应过程中的能 量变化;能正确书写 热化学方程式;能应 用盖斯定律来计算简 单的反应焓变

过程与方法:初步学
会定量的测定反应热 ,通过小组合作的方 式体验探究过程,培 养学生动手、动脑的 能力以及获取、分析 及处理实验数据的能 力。

情感态度和价值观:
通过小组合作探究学习 ,体会小组合作学习的 乐趣,增强团队意识; 通过对化学热力学知识 在生产、生活中的作用 ,体会化学科学的重要 性,激发学习化学的兴 趣。

教学重点、难点
教学重点
(1)反应热概念的含义。 (2)热化学方程式的正确书写。 (3)应用盖斯定律计算反应焓变。

教学难点

(1)如何应用盖斯定律计算反应焓变 (2)学生“定量的能量观”观念的发展

设计理念 价值分析 学情分析 教学目标

教学过程

实验教学法 概念建构法
多媒体辅助教学法







小组合作 探究学习法

实施原则:民主开放、自主探究、分组讨论、合作互助。

设计理念 价值分析 学情分析 教学目标 教法学法
认识反应热与焓变
反应热的测量与 热化学方程式的 书写

计算石墨不完 全燃烧时的焓 变

实验探究

教学思路

定量的 能量观

实例探究

焓变是可定量测量、定 量描述、定量计算 迁移应用

设计理念 价值分析 学情分析 教学目标 教法学法
引入 新课

认识 焓变

实验 探究

实例 探究

应用 内化

“偏二甲肼的燃烧”既是运载火箭的原动力, 也是学生观念发展的原动力。

设计理念 价值分析 学情分析 教学目标 教法学法
引入 新课

等压条件,反应焓变等于反应热 (定量的能量观的初步了解)

认识 焓变

3. 什么是反应焓变? 3 .什么是反应焓变? 反应焓变与反应热有何关系? 反应焓变与反应热有何关系?

实验 探究

2.反应热是如何产生的? 什么是物质的“焓”? 什么是物质的“焓”?
实例 探究

2.反应热是如何产生的?

1. 1. 如何描述化学反应中释放或 如何描述化学反应中释放或 吸收的热能? 吸收的热能?

应用 内化

探究环节之一

设计理念 价值分析 学情分析 教学目标 教法学法
引入 新课

阅读思考
认识 焓变

交流分享

总结汇报

观念提升

实验 探究

实例 探究

1.如何定量描述化学反应中 释放或吸收的热能?其符号、 取值和单位是怎样的? 2.反应热是如何产生的?什 么是物质的“焓”? 3.什么是反应焓变?反应焓 变与反应热有何关系?

1.反应热和焓变都是用来描述反 应热效应的。 2.等压条件下,焓变等于反应热。 在实验室或实际生产中,可近似看 成等压条件。 3 . Δ H =H(产物)-H(反应物) , 反应焓变与反应过程无关。

应用 内化

设计理念 价值分析 学情分析 教学目标 教法学法
引入 新课

反应焓变是可以定量测量的 (定量的能量观的基本理解)

认识 焓变

3.测得的数据如何处理得到焓变? 3.测出的数据如何处理得到反应焓变? (数据处理,得到焓变) (实验探究,感受焓变)
实验 探究

过程体验
2. 反应焓变的数值怎么测? 2 .反应焓变的数值怎么测? (简易量热计的使用) (简易量热计的使用) 1. 焓变的数值能测吗? 1. 焓变的数值能测吗? (实验探究,感受焓变) (实验探究,感受焓变)

实例 探究

应用 内化

探究环节之二

[活动·探究] 测定中和反应的反应热。

1.讲解简易量热计构造及工作原理;
强调实验注意事项。 2.各学习小组分成三个实验组分别进行实验: (1)测定100ml1.0mol· L-1稀盐酸和100ml1.0mol· L-1 NaOH溶 液的反应的温度升高数值。 (2)测定100ml1.0mol· L-1稀盐酸和100ml1.0mol· L-1 KOH溶液 的反应的温度升高数值。 (3)测定100ml1.0mol· L-1稀硝酸和100ml1.0mol· L-1 NaOH溶

液的反应的温度升高数值。

各学习小组按要求记录实验数据计算各反应的反应热
试 实 验 验 组 A NaOH溶液与盐酸
B C KOH溶液与盐酸 NaOH溶液与硝酸 0.418(T2-T1) 0.1 kJ· mol-1

溶液初始温 溶液最高 反应热 通过此探究活动,让学生掌握实验 度T 1 温度T2

室中简易的定量测量反应热的方法; 三组实验分开进行,既节省时间, 又利于学生对三个中和反应的反应 热实验结果进行比较和反思。

ΔH = -

设计理念 价值分析 学情分析 教学目标 教法学法
引入 新课

合作学习 自主学习 (提前一天) (课堂分组)

分组实验 记录数据 数据处理 与表达
实验测定反应热 ,并引导学生思考: 1、反应热大小与什么因素有关?

认识 焓变

实验 探究

实例 探究

1.实验的原理是什么? 2.实验仪器是什么?使用 时注意什么问题? 3.为减小实验误差可采取 哪些措施? 4.如何用热化学方程式表达 实验结果?

2、如何将实验结果定量描述出来。

应用 内化

设计理念 价值分析 学情分析 教学目标 教法学法
引入 新课

反应焓变是可以定量描述的 (定量的能量观的深层理解)

认识 焓变

3.归纳总结书写热化学方程式的 3.归纳总结书写热化学方程式的 注意事项。 注意事项
实验 探究

过程体验
2.小组合作交流完成教材的 2.小组合作交流完成教材的 “交流 · 研讨”。 “交流 · 研讨”

实例 探究

1.什么是热化学方程式? 1.什么是热化学方程式?热化学方 热化学方程式与化学方程式有什么异同 程式与化学方程式有什么异同?
应用 内化

探究环节之三

热化学方程式与一般化学方程式的区别
化学方程式
方程式意义 化学式的系数 的意义 反应条件 ΔH 物质的状态
表示物质变化
表示各物质的物质的 量或分子数的最简整 数比

热化学方程式
物质变化和反应焓变

注明 无 不注明

表示相应物质的 物质的量 不注明
有,且注明温度、 大小、正负

注明

注意事项

书写热化学方程式注意事项:
(1)反应物和生成物要标明其聚集状态,用g、l、s分别代表物 质的气态、液态、固态,水溶液中的溶质用aq表示。 (2)方程式右端用ΔH 标明恒压条件下反应放出或吸收的热量, 放热为负,吸热为正,在298K下进行的反应可以不注明温度, 单位为kJ· mol-1。 (3)热化学方程式中各物质的系数与参加反应的该物质的物质 的量相同,因此可以是整数或分数。
(4)根据焓的性质,若化学方程式中各物质的系数加倍,则Δ H 数值的绝对值也加倍;若反应逆向进行,则ΔH 的数值改变符 号,但绝对值不变。

设计理念 价值分析 学情分析 教学目标 教法学法
引入 新课

反应焓变是可以定量计算的 (定量的能量观的观念达成)

认识 焓变 3.什么样的反应焓变需要计算,怎样进行计算? 3.什么样的反应焓变需要计算,怎样进行计算? (问题解决,运用盖斯定律) (问题解决,运用盖斯定律) 实验 探究

实例 探究

2. 化学反应的焓变为什么能计算? 2.化学反应的焓变为什么能计算? (理论解释,理解盖斯定律) (理论解释,理解盖斯定律) 1.化学反应的焓变能计算吗? 1.化学反应的焓变能计算吗? (通过计算,发现盖斯定律) (通过计算,发现盖斯定律)

应用 内化

探究环节之四

建构概念图,帮助学生认识盖斯定律
反应物:C(s)+1/2O2(g)+1/2O2(g)

ΔH1=-110.5kJ· mol-1
CO(g)+1/2O2(g)

ΔH=-393.5kJ· mol-1 ΔH2=-283.0kJ· mol-1
反应产物:CO2(g) 反应产物CO2(g)

设计理念 价值分析 学情分析 教学目标 教法学法
引入 新课

ΔH=ΔH1+ΔH2
A
ΔH1

途径1
ΔH

认识 焓变

B
ΔH2

实验 探究

反应 始态

C 途径2

反应 终态

实例 探究

应用 内化

盖斯定律:一个化学反应,无论是一步完成还是分几步完 成,其反应焓变都是一样的。这一规律称为盖斯定律。

设计理念 价值分析 学情分析 教学目标 教法学法
引入 新课

合作探究
认识 焓变

实验 探究

实例 探究

通过该例题的学 习,归纳总结利 用已知反应焓变 求未知反应焓变 的方法是什么?

应用 内化

方法总结
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1= - 393.5kJ· mol-1

+) CO2(g) =CO(g)+1/2O2(g)
C(s)+1/2O2(g)=CO (g)

ΔH2= 283.0kJ· mol-1

ΔH3=ΔH1+ΔH2

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。 1.合理进行方程式的叠加。热化学方程式的叠加类似于整式的运算,叠加应遵 循数学的运算原则。当需要将某一热化学方程式同乘以某一化学计量数时,各 物质前的化学计量数和ΔH需同乘该改化学计量数。 2. “ΔH”在进行加、减、乘运算时,一定要注意其符号的改变,即 ΔH的运算包 括数值和符号的双重运算。

趁热打铁
根据298K时下述反应焓变的实验数据,计算 此温度下2CH4(g)+3O2(g)=2CO (g)+4H2O(l)的反应焓变。 已知: CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-890kJ· mol-1 CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH2=-283kJ· mol-1

设计意图:在学生充分理解课本例题和总结 应用盖斯定律的方法基础之上,进一步锻炼 学生应用盖斯定律的解题技能。

课堂总结
定量测量反应焓变

两 条 线 索

认识反应的焓变(等 压条件下的反应热)

定量描述反应焓变 定量计算反应焓变

定量的能量观 初步了解

定量的能量观 基本理解

定量的能量观 深层理解

定量的能量观 观念形成

设计理念 教材分析 学情分析 教学目标 教学目标
引入 新课

应用学习
偏二甲肼(C2H8N2)和N2O4是长征三号乙运载火箭(发射长 征三号的运载火箭)推进剂。 C2H8N2和N2O4反应生成CO2、N2和 水蒸气。 ( 1 )液态偏二甲肼与足量的液态四氧化二氮完全反应生成 N2(g)、CO2(g)、H2O(g) 该反应的反应热可通过实验测量的方法得 到。已知6.0g液态偏二甲肼与足量的液态四氧化二氮完全反应,放 出225.0kJ的热量。写出该反应的热化学方程式___________ 。 (2)已知:N2(g)+2O2(g) = N2O4(l) ΔH1=-19.5kJ?mol-1 若不 用实验测量的方法,利用上述有关数据,液态偏二甲肼在氧气充 分燃烧生成 CO2、 N2和水蒸气的焓变可应用 ___________计算得到。 写出确定该反应的热化学方程式的计算过程 。

认识 焓变

实验 探究

实例 探究

应用 内化

板书设计
第1节 化学反应的热效应 一、化学反应的反应热与焓变 1.焓及焓变的概念 2.反应热与焓变的关系 二、化学反应焓变的定量测量和定量描述 板书设计采用提 纲式,书写本节 1.反应焓变的定量测量 的重难点知识, 2.反应焓变的定量描述——热化学方程式的书写 条理清晰,有助 于学生进行情景 三、反应焓变的定量计算 性回忆。 1.盖斯定律 2.如何应用盖斯定律计算反应焓变

设计反思
1.本节课的教学设计紧扣“促进学生观念发展”主线,四个探 究环节层层递进,在三维教学目标达成的同时让学生形成“定量 的能量观”的观念。 2.实际教学中要实行包含课前学生导入学习、自主学习和课堂 上师生间的合作学习、应用学习四个阶段在内的导学用合一的教 学策略。 3.对于本节课的教学难点处理,通过直观概念图的建构、典型 例题的讲解及变式训练,让每位学生在积极交流、思想碰撞的过 程中逐步突破难点。我已将“应用盖斯定律计算化学反应焓变” 制作成微课视频发给学生,让学生课下进行回顾与反思。


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