化学反应原理第一章化学反应与能量-共构电子教案《化学反应热的计算-盖斯定律》牟霞

1、化学反应热的计算盖斯定律教学设计川大附中化学组 牟霞一、教学分析设计【教材分析】本节课是人教版高中化学选修4第一章化学反应与能量第三节“化学反应热的计算”第一课时的内容，是中学化学基本理论的重要组成部分，属于热化学的理论性概念。高中化学体系中，热化学版块旨在通过化学能与热能转化规律在必修模块（必修2第二章第一节）与选修模块（选修4第一章）的递进式研究，帮助学生认识热化学原理在生产、生活和科学研究中的应用。本章第一节先介绍反应热的概念，宏微结合阐述其产生原因，规范表示的方法；第二节学习与生产生活密切相关的燃烧热（反应热）和日益危机的能源问题；而本节则从定量的角度来进一步认识物质发生化学反应伴随的

2、热效应，本节内容分为两部分：介绍了盖斯定律和利用反应热的概念、盖斯定律及热化学方程式进行有关反应热的计算。【学情分析】学生通过初中化学和高中化学必修2的学习，已经了解化学键、化学反应中物质变化和能量变化的实质是旧键的断裂和新键的生成，化学反应可以伴随释放能量和吸收能量，化学反应的能量变化可以与其他形式能进行转化这样一些基本概念。选修阶段主要是让学生进一步了解了反应热的概念、测定，以及如何定量描述一个反应的反应热，本节课主要是引领学生从理论计算的角度去进一步定量描述化学反应的能量变化，让他们的认识从定性上升到定量的水平。这种认识方式的深化提升对学生是有一定难度的，障碍点主要是在与“盖斯定律”的理

3、解和利用“盖斯定律”解决计算问题的方法和精确度上。同时，参与本课的学生是拥有良好学习态度和习惯的19级博士班学生，相信绝大多同学能通过积极的思考、讨论与实践完成相应目标的学习。【目标分析】结果性目标：能从多个角度（生活模型对比、能量守恒推导、素材数据演算）论证并理解盖斯定律的内涵；能运用盖斯定律进行反应热的计算。体验性目标:在运用盖斯定律解决科学研究、生产生活中的实际问题的过程中，体验盖斯定律与反应热计算的关联，感受化学在解决能源危机中的重要作用，知道节约能源、提高能源利用率的实际意义。【媒体分析】传统教学媒体：黑板使用目的：板书本课的知识要点、计算推导过程和反思提升内容；学案使用目的：呈现，

4、推导演算和归纳整理的过程记录，以及应用反馈阶段需要完成的“点检测”训练题。现代教学媒体：PPT课件使用目的：呈现教师辅助讲解的图片素材，学生探究活动的数据素材，以及几个关键的学生活动环节，明确具体的任务要求；实物投影使用目的：直观有效地呈现学生小组讨论的推导和计算过程。【核心问题分析】普通高中化学课程标准对盖斯定律的要求是：能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算，这也是每年各地高考化学试题的高频考点。可能是因为考点比较固定，考查方式变化小，学生在反复地机械训练后，对盖斯定律的认识被聚焦到计算难度上，而忽视了它作为化学基本理论本身的内涵意义和应用价值，比如它对于燃料燃烧和反应条件的控制、热工和化工

5、设备的设计都具有重要意义。本课的设计希望让学生知其然“作为工具它怎么用”，还要知其所以然“为什么结论是这样，怎样才能更好地为我所用”，因此教学设计中设置了三个活动元：一、发现问题盖斯定律的内容表达；二、推理论证盖斯定律的涵义理解；三、领会意义盖斯定律在现实问题中的应用。从中可见，活动线索将知识线索有效地关联起来，让学生完整地体验了化学理论的探究过程。此外，我将天然气的充分燃烧、工业生产硫酸的废热利用等现实问题作为任务驱动的背景素材，引导学生主动运用盖斯定律去解决这些与我们的生产生活密切相关的问题有效地兼顾了知识性和体验性目标的达成。综上分析，拟将本课核心问题设置为：推理计算，探究盖斯定律的原理

6、和应用。二、教学实施设计【教学环节】教学环 节学生活动教师活动设计意图提出问题观察碳燃烧过程中可能发生的三个化学反应的热化学方程式，寻找其关联；尝试表达自己归纳的结论。引导学生通过观察热化学方程式，建立相关化学反应及其能量变化的关系；化学史知识介绍瑞士化学家盖斯及他对“盖斯定律”的描述。激发学生主动从旧知识中寻找关联，总结规律，表达问题，聚焦研究对象盖斯定律。领会任务提出核心问题：推理计算，探究盖斯定律的原理和应用。明确引领全课的核心问题。 解决问 题 小组讨论：设法从多角度（如模型推理、数据计算等）论证盖斯定律的合理性，将推导过程记录在学案单上；交流讨论：学生代表展示推导过程和依据，阐述小组

7、成员对盖斯定律涵义的理解。1.投影展示可辅助推导盖斯定律的数据素材7个相关热化学方程式；2倾听学生的表达，及时将学生的观点和预设的佐证素材有效地关联起来，作进一步的说明和讲解。多角度地论证盖斯定律的合理性，从主观的感性到推导的理性，既加深了学生对理论的印象和理解，又逐步构建了证据推理与模型认知的核心素养。观察和分析天然气完全和不完全燃烧的异同，根据相关热化学方程式的数据素材，计算和感受不完全燃烧造成的热损耗；交流讨论：学生代表陈述计算过程和结论。投影展示天然气灶完全和不完全燃烧的图片和数据素材，巡视观察学生的计算完成情况，对遇到困难的学生进行个别指导；倾听记录，点评学生表现，强调盖斯定律在科学

8、研究中的意义计算难发生难测量或是反应慢的反应热。学生在反复调用盖斯定律完成相关计算的过程中，既强化了计算应用的方法，又切实地感受到化学反应原理在解决生产生活问题中的现实价值。1.观察工业生产硫酸的装置，倾听各装置的反应原理，思考其反应特征与能量利用的关系，并进行计算论证。2.交流讨论：学生代表陈述计算过程和启示感受。1. 投影讲解硫酸的工业生产过程，提供各反应的热化学方程式，巡视指导学生作相关计算论证；2. 倾听记录，评价追问，引导学生用数据说话，并点明盖斯定律在生产生活（如废热利用）中的价值。 反思 提升独立完成给定状态背景下，酒精燃烧反应热效应的计算； 学生代表讲解计算方法和依据。板书学生

9、讲解的计算过程，并基于学生的表现小结应用盖斯定律设计反应过程求算反应热的策略和要点。体会化学反应与能量转化的关系，落实构建运用盖斯定律解决反应热计算问题的操作方法和要点。运用反馈6分钟定时完成“点检测”相关问题布置任务：基于反思提升内容，分析并完成2023全国卷28题（1）。即时运用“反思提升”中形成的方法解决高考试题中的相关问题，有效反馈本课教学目标达成度。【评价预设】结合本课的教学目标和设计理念，拟将评价预设的侧重点放在以下方面：提出问题阶段：学生在活动一“寻找碳燃烧中三个热化学反应方程式的关联”时，容易聚焦到反应热数据的加和关系，而忽视化学反应本身的联系，应针对学生的表述评价引导他们将反

10、应中物质变化的关系与热效应的关系有效地结合起来，体现盖斯定律的意义。解决问题阶段：学生在活动二“多角度（如模型推理、数据计算等）论证盖斯定律的合理性”时，容易从反应热的产生来源、能量守恒等理论模型入手，对生活模型的迁移和数据计算的论证不那么快速敏感，教师课前应准备好预设的图片和数据素材，便于评价激发学生从陌生的角度去思考问题和体验方法；学生在活动三“感受盖斯定律在现实问题中的应用”时，应注意及时用学生的运算数据“说话”，让学生感受到盖斯定律的工具性，它能帮我们更准确地定量解决现实问题。反思提升阶段：本课反思提升的内容是主要是运用盖斯定律解答反应热问题的操作技巧，难度不大，但是怎么提升学生的内化

11、效率？注意留出时间让学生充分表达，暴露问题，在纠错中评价激励学生总结要点，回避错点，提高准确率。【板书设计】 化学反应热的计算盖斯定律核心问题：推理计算，探究盖斯定律的原理和应用。一、盖斯定律：不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。二、推导应用： H n 运用技巧明确需求，按需分配 带“”“”符号整体运算 状态改变伴随能量变化开 始【教学流程】 投影：化学家盖斯及其观点发现问题：盖斯定律的表达 提出本课核心问题 投影：辅助推导的数据素材倾听、追问、讲解推理论证：盖斯定律的涵义理解 数据演算：盖斯定律在现实问题中的应用布置任务，点评讲解投影：生产生活中的图片数据素材 反思提升：盖

12、斯定律应用要点倾听、追问，板书关键词定时训练，应用反馈结束三、教学反思反馈【信息搜集】课后收集了全班学生的运用反馈练习50份。对搜集到的52份学生运用反馈练习进行批阅和分类，在此基础上完成了四川大学附属中学体验性目标检测表（附于教学设计之后）。【自我评价】 四川大学附属中学（成都市第十二中学）核心问题教学评价表评价者信息 姓名 牟霞 学科 化学 学校 成都市十二中 公开课信息 教师 牟霞 学科 化学 时间 班级及其特征 高2023级博士班 课题名称 化学反应热的计算盖斯定律 核心问题 推理计算，探究盖斯定律的原理和应用。评价目标评价指标评价结果一级指标二级指标三级指标实现活动体验中的学习与发展

13、具有核心问题教学形态核心问题利于活动体验内含学科问题和学生活动方式8每项指标最高评8分合计 91 分问题情景与真实生活密切相关7能引发新知识、新方法的生成8教学目标价值引导恰当两类目标正确全面7关联体验目标恰当8目标价值引导显现7教学环节完整合理落实教学环节清晰完整8环节内容合理充实8学生活动时间充分7教学要素相互匹配促进问题目标环节两两匹配8技术促进活动形式内容8学科特点突出氛围浓郁7具有核心问题教学实质拓展学习视野课堂与现实世界有恰当关联选择一个表现突出的二级指标，在相应三级指标引导下，以现场学生表现为依据，于本表的第二页写出150字以上的简要评价。有基于缄默知识的问题解决有缄默知识运用的

14、追踪剖析投入实践活动有真实而且完整的实践活动能够全身心地浸渍于活动中活动的内容结果均丰富深入感受意义关联有核心问题的深层意义感受有以知识为中心的关联感受有以个人为中心的关联感受自觉反思体验有实质性反思活动的开展有课堂新因素的追踪利用有体验的交流与改善重构乐于对话分享乐于自我的表达与认真的倾听乐于合作中成果与思路的分享有宽容的对话氛围和多向交流认同体验评价认可体验评价参与体验评价利用体验评价第一页核心问题教学实质的简要评价（包括发展性建议）：本节课通过三个具体的活动环节发现问题、推理论证、领会意义让学生体验了一个完整的化学理论概念的探究过程，逐步构建起对盖斯定律概念内容、原理本质以及应用方法的深

15、入理解。教学过程较好地凸显了核心问题教学中“拓展学习视野”和“感受意义关联”两个教学实质指标。 最突出的表现即在于对三个生产、生活热效应实例素材的应用，我将“水煤气的制备和使用”、“天然气的完全与不完全燃烧对照”、“硫酸工业生产废热利用”作为解决化学反应热计算的背景素材，将枯燥的数据计算情景化，学生在主动调取盖斯定律进行反应热计算的反复训练中，既增强了计算的熟练度，也明确了盖斯定律的具体意义，即计算难以测量、进行缓慢、难以发生的反应的反应热，解决燃料燃烧、废热利用等现实问题，从中进一步感受到化学研究的价值。这种理论研究与现实应用的操作关联与意义构建，无疑会有助于学生学习视野的拓展和深化。【反馈

16、调整】川大附中校本教研公开课目标达成点检测表基本信息执教教师牟霞学 科化学年 级高二上课时间2023年9月24日 第5节课题名称化学反应热的计算盖斯定律核心问题推理计算，探究盖斯定律的原理和应用。教学目标结果性目标能从多个角度（生活模型对比、能量守恒推导、素材数据演算）论证并理解盖斯定律的内涵；能运用盖斯定律进行反应热的计算。体验性目标在运用盖斯定律解决科学研究、生产生活中的实际问题的过程中，体验盖斯定律与反应热计算的关联，感受化学在解决能源危机中的重要作用，知道节约能源、提高能源利用率的实际意义。检测点陌生热化学方程式书写与运用盖斯定律进行反应热计算的关联体验检测工具（题）尝试在5分钟内完成

17、以下问题，注意保留分析过程：（2023全国卷）硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化：SO2(g)+O2(g)SO3(g) H=98 kJmol1。回答下列问题：（1）钒催化剂参与反应的能量变化如图(a)所示，V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程式为：_。检测统计（学生总人数：53人）分类等级分类标准学生人数所占百分比A能在准确完成陌生氧化还原方程式的判断和表达的基础上，从图像信息中有效提取相关物质的能量转化关系，合理的调用盖斯定律的规则和要点进行反应热的精确计算，并完整规范地书写热化学反应方程式；25%B能在准

18、确完成陌生氧化还原方程式的判断和表达的基础上，从图像信息中有效提取相关物质的能量转化关系，主动调用盖斯定律进行计算，但因倍数关系或吸放热符号的判断错误导致反应热计算错误；8%C能正确完成陌生氧化还原方程式的判断和表达，但从题目图像中翻译作为盖斯定律计算依据的分步热化学方程式时有信息提取错误导致反应热计算错误；9%D不能正确完成陌生氧化还原方程式的判断和表达，不能有效地从图像中提取能量转化的关系而通过盖斯定律进行反应热的计算。00%检测分析（可附页）本检测题是2023年新鲜出炉的高考理综化学全国一卷28题第一小问，考点明晰热化学方程式的书写。学生要解答这个问题，需要调取两个操作性的知识点即陌生氧

19、化还原反应方程式的书写和利用盖斯定律进行反应热的计算。对应的难点在于：1.待表达的目标反应陌生度很高，是以过渡区的钒元素为主体的氧化还原转化；2.利用盖斯定律进行的反应热计算当中，缺乏现成的热化学方程式做组合、运算素材，需要从图像信息中识别并提取相关物质及能量转化关系，翻译成可操作的背景热化学方程式再运算。学生要能主动调取我们在反思提升中总结的解题要点明确需求（先落实氧化还原方程式的准确书写），按需分配（再从图像中开发出分步的背景热化学方程式进行合理地组合运算），并规范地表达，才能有效得分。因此，该检测对本课反思提升目标达成的反馈具有较好的针对性。就我班提交的50份检测答案看：有25人能在准确

20、书写陌生氧化还原方程式的基础上，从图像信息中准确提取相关数据信息翻译出分步反应及其热效应，调用盖斯定律的规则和要点进行精确计算，并运用热化学反应方程式规范完整地表达，占总人数50%；B、C等人数分别为%和%，虽然从做题的角度，这25个同学的得分效率是挺低的，但是从他们的卷面笔记看，利用盖斯定律进行反应热计算的意识和方法已经逐步构建起来，只是在操作细节，如倍数关系、吸放热的符号方向等方面还有待于熟练和强化。当然，还有D等的同学是因为氧化还原方程式的判断和配平出现错误，导致计算的方向出现问题而失分。由此可见，大多数学生建立起了反思提升欲构建的方法技巧，关联体验目标的达成度较好，这是课堂效益的直接体

21、现。学生深度体验典型实例（可附页）A等 氧化还原反应判断清晰，信息提取正确，反应热计算准确，热化学方程式表达规范；B等 氧化还原反应判断清晰，信息提取正确，反应热计算列式正确，运算错误；C等 氧化还原反应判断清晰，信息提取正确，利用盖斯定律计算时符号判断错误导致反应热数据错误；D等 氧化还原反应判断错误，导致盖斯定律的运用出现方向性错误。检测反馈学生能在学习反应热计算的初级阶段，在6分钟内有效地调取陌生方程式的书写、图像信息中反应热的提取以及盖斯定律的计算等相关知识，定时完成这道高考真题题空，确不是件那么容易的事。点检测的完成情况看，目标达成度较好，增强了我对本课教学设计和实施的信息。因为就题目本身看，题干文字信息直接表述的是含钒物质之间的氧化还原转化关系，图像信息则是揭示多种