12反应热的测量和计算教学设计高二上学期化学沪科版（2020）选择性必修1

《反应热的测量和计算》教学设计一、教材分析1、教材版本及章节本课程教材采用沪科版（2020）选择性必修1化学反应原理，第1章化学反应的热效应中的1.2反应热的测量和计算。2、教材内容的地位和作用这部分内容是在学生已经学习了化学反应的热效应的基本概念之后，进一步深入到反应热的测量和计算方法。它是对化学反应能量变化定量研究的重要环节，为后续学习化学平衡、电化学等内容奠定了坚实的能量基础。例如，在化学平衡中，反应热的大小会影响反应的限度，而在电化学中，反应热与电能的转化也有着密切的联系。二、学情分析1、知识基础学生在之前已经学习了化学反应中的能量变化，对吸热反应和放热反应有了初步的认识，能够判断一些简单反应的热效应类型。但是对于反应热的具体测量和精确计算还缺乏系统的了解。2、能力基础经过之前的化学学习，学生具备了一定的实验操作能力和数据处理能力，但在设计复杂实验以及对实验误差进行分析和修正方面还存在不足。3、情感态度学生对化学实验普遍感兴趣，但对于较为抽象的反应热计算可能会存在畏难情绪。需要通过有趣的实验和实际案例来激发他们的学习热情，培养他们克服困难的勇气。三、教学目标1、知识与技能目标学生能够理解反应热测量的基本原理，包括量热计的使用方法。例如，知道量热计是通过测量反应前后体系温度的变化来计算反应热的。掌握反应热计算的几种常见方法，如根据热化学方程式计算、利用盖斯定律计算等。能准确写出热化学方程式，并根据方程式中的化学计量数与反应热的关系进行计算。2、过程与方法目标通过实验探究反应热的测量过程，培养学生的实验设计能力、操作能力以及对实验数据的分析和处理能力。例如，在量热计中进行酸碱中和反应，测量反应前后温度变化，然后根据公式计算反应热，在这个过程中学会如何减少实验误差。通过对盖斯定律的学习和应用，培养学生的逻辑思维能力和解决问题的能力。能够运用盖斯定律将多个反应方程式进行组合，从而计算出目标反应的反应热。3、情感态度与价值观目标培养学生严谨的科学态度和实事求是的精神。在反应热测量实验中，严格按照实验步骤操作，如实记录实验数据，对实验误差进行客观分析。让学生体会到化学与生活、生产的密切联系，增强学生学习化学的兴趣和使命感。例如，通过介绍反应热在燃料燃烧、化工生产中的应用，让学生认识到化学知识的实用性。四、教学重难点1、教学重点反应热测量的原理和实验操作要点。比如量热计的构造和使用时的注意事项，如隔热、准确测量温度等。盖斯定律的理解和应用。要让学生明白盖斯定律的本质是反应热只与反应的始态和终态有关，而与反应的途径无关，并且能够熟练运用盖斯定律进行反应热的计算。2、教学难点反应热测量实验中的误差分析。因为实验过程中可能会受到多种因素的影响，如热量的散失、温度计的精度等，需要学生综合考虑各种因素来分析误差产生的原因并提出改进措施。盖斯定律在复杂反应体系中的应用。当涉及多个反应方程式的组合和调整时，学生可能会感到困惑，不知道如何正确地运用盖斯定律来得到目标反应的反应热。五、教学方法1、讲授法对于反应热测量的原理、盖斯定律等理论性较强的内容，通过清晰、准确的讲解，让学生理解基本概念和原理。例如，在讲解盖斯定律时，结合具体的反应实例，用通俗易懂的语言解释定律的内涵。2、实验探究法安排反应热测量的实验，让学生亲身体验实验过程，在实验中探索反应热测量的方法和技巧，培养学生的实验能力和科学探究精神。比如在进行酸碱中和反应热测量实验时，让学生分组操作，观察温度变化，记录数据并进行分析。3、讨论法在学习盖斯定律的应用以及反应热测量误差分析时，组织学生进行小组讨论。让学生各抒己见，分享自己的想法和见解，通过讨论加深对知识的理解，同时培养学生的合作交流能力。例如，在讨论如何减少反应热测量实验误差时，学生可以交流各自在实验中发现的问题和可能的解决办法。六、教学过程1、导入（5分钟）教师讲述：“同学们，咱们都知道化学反应中会有能量的变化，就像我们平常烧煤取暖，这是一个化学反应释放能量的过程。那大家想不想知道，科学家们是如何精确地测量化学反应释放或者吸收了多少热量呢？今天咱们就一起来学习反应热的测量和计算。”通过这个生活中常见的化学能量变化的例子，引出本节课的主题，激发学生的学习兴趣。2、反应热测量原理讲解（10分钟）教师讲解：“同学们，要测量反应热，我们需要用到一个重要的仪器——量热计。量热计的原理其实很简单，就像我们测量物体温度变化来计算热量变化一样。当化学反应在量热计中进行时，反应放出或吸收的热量会使量热计中的体系温度发生变化。根据公式Q=cmΔT（Q表示反应热，c表示比热容，m表示质量，ΔT表示温度变化），我们就可以计算出反应热了。这里的比热容是量热计以及反应体系的一个特性值，我们要根据具体的情况来确定。”教师可以用简单的示意图在黑板上画出量热计的基本结构，包括内筒、外筒、温度计等部分，同时解释各部分的作用。例如，外筒起到隔热的作用，防止热量散失到外界环境中，内筒是反应进行的场所，温度计用来测量反应前后的温度变化。3、反应热测量实验演示（15分钟）教师开始演示酸碱中和反应热的测量实验。教师边操作边讲解：“同学们，现在老师要进行一个简单的酸碱中和反应，盐酸和氢氧化钠反应。首先，我们要准确量取一定体积的盐酸和氢氧化钠溶液，并且测量它们的初始温度。大家看，这就是量热计，我们把两种溶液倒入量热计的内筒中，然后迅速搅拌，让它们充分反应。在反应过程中，大家要密切观察温度计的示数变化哦。”教师在演示过程中，强调操作的规范性，如溶液的量取要准确、倒入溶液的速度要快、搅拌要均匀等，这些操作都会影响实验结果的准确性。反应结束后，教师根据测量的数据，按照公式计算出反应热，并向学生展示计算过程。4、学生分组实验（25分钟）教师将学生分成小组，每个小组进行酸碱中和反应热测量实验。教师在各小组间巡视，及时指导学生的实验操作，解答学生提出的问题。例如，有的小组可能会在温度计读数上出现问题，教师要指导他们正确读数；有的小组可能搅拌不均匀，教师要提醒他们改进操作方法。各小组完成实验后，要求学生记录实验数据，计算反应热，并对实验结果进行初步分析。5、实验误差分析讨论（15分钟）教师组织学生进行小组讨论：“同学们，大家刚刚都完成了实验，那大家觉得自己的实验结果准确吗？有没有可能存在误差呢？如果有误差，可能是哪些原因造成的呢？”各小组展开热烈讨论，然后每个小组派代表发言。有的小组可能会提到热量散失到外界是一个误差来源，比如量热计的隔热效果不好；有的小组可能会说溶液浓度不准确也会影响结果；还有的小组可能会意识到温度计读数不准确也会带来误差。教师对学生的发言进行总结和补充：“同学们说得都很对，热量散失是一个很重要的误差来源，所以我们在实验中要尽量做好隔热措施。溶液浓度不准确会影响反应的物质的量，从而影响反应热的计算。温度计读数不准确也会导致我们计算出的温度变化有偏差。那针对这些误差来源，我们可以采取哪些改进措施呢？”学生再次进行讨论，提出改进措施，如使用更好的隔热材料、重新准确配制溶液、多次测量取平均值等。6、盖斯定律讲解（15分钟）教师讲解：“同学们，在化学反应中，有时候我们不能直接测量某个反应的反应热，这时候就需要用到盖斯定律了。盖斯定律就像是一条化学中的‘捷径’。它告诉我们，化学反应的反应热只与反应的始态和终态有关，而与反应的途径无关。比如说，有反应A到B，我们可以直接从A到B，也可以经过C再到B，不管是哪种途径，反应热是一样的。”教师通过简单的反应路线图在黑板上进行演示，让学生更直观地理解盖斯定律的含义。教师给出几个简单的反应方程式，如：反应①：C(s)+O₂(g)=CO₂(g)ΔH₁反应②：CO(g)+1/2O₂(g)=CO₂(g)ΔH₂然后提问学生：“如果我们想知道反应C(s)+1/2O₂(g)=CO(g)ΔH的反应热，该怎么利用盖斯定律呢？”7、盖斯定律应用练习（20分钟）教师给出一些盖斯定律应用的练习题，让学生分组进行练习。例如：已知反应①：2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(l)ΔH₁=571.6kJ/mol反应②：H₂(g)+1/2O₂(g)=H₂O(g)ΔH₂=241.8kJ/mol求反应H₂O(g)=H₂O(l)ΔH的反应热。各小组学生合作完成练习，然后教师选择几个小组展示他们的解题过程，并进行点评。在点评过程中，强调解题的思路和方法，如如何根据目标反应对已知反应进行调整，调整过程中反应热的计算方法等。8、课堂小结（5分钟）教师引导学生回顾本节课的主要内容：“同学们，今天我们学习了反应热的测量和计算。在反应热测量方面，我们了解了量热计的原理，并且亲自进行了实验，还对实验误差进行了分析。在反应热计算方面，我们学习了盖斯定律，并且通过练习掌握了盖斯定律的应用。大家在这节课中有什么收获呢？”让学生举手发言，分享自己在本节课中的收获，教师对学生的发言进行总结和补充。9、课后作业（5分钟）布置课后作业：（1）书面作业：完成课本上关于反应热测量和计算的习题，要求写出详细的解题过程。（2）拓展作业：查阅资料，了解反应热在现代工业生产（如合成氨工业）中的应用，并写一篇300~500字的小短文介绍。七、教学评价1、对学生学习过程的评价在课堂实验过程中，观察学生的实验操作是否规范、准确，如溶液量取、温度计读数、搅拌操作等，对学生的实验技能进行评价。在小组讨论中，观察学生的