2024年高中化学 第一章 化学反应与能量 第三节 化学反应热的计算教学实录 新人教版选修4

2024年高中化学第一章化学反应与能量第三节化学反应热的计算教学实录新人教版选修4主备人备课成员教学内容2024年高中化学第一章化学反应与能量第三节化学反应热的计算教学实录新人教版选修4

1.化学反应热的定义及计算方法

2.热化学方程式的书写

3.中和热、燃烧热的计算

4.反应热与反应焓变的关系核心素养目标1.培养学生的科学探究能力，通过实验和计算，引导学生运用化学反应热的原理解决实际问题。

2.增强学生的科学思维能力，通过分析化学反应中的能量变化，培养学生逻辑推理和批判性思维。

3.提升学生的科学精神，引导学生认识到化学反应与能量转换的重要性，激发对化学学习的兴趣和责任感。重点难点及解决办法重点：1.热化学方程式的书写与计算

2.中和热、燃烧热的计算方法

难点：1.理解化学反应热与反应焓变的关系

2.复杂反应体系中反应热的计算

解决办法：

1.通过实例讲解和练习，帮助学生掌握热化学方程式的书写规则。

2.结合实验数据，引导学生理解中和热、燃烧热的计算原理。

3.采用分步讲解，逐步引导学生理解反应热与反应焓变的关系，并通过实例分析强化理解。

4.对于复杂反应体系，提供详细的计算步骤和示例，帮助学生逐步突破计算难点。学具准备Xxx课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学资源-软硬件资源：实验室设备（烧杯、滴定管、温度计等）、计算机、投影仪、白板、粉笔

-课程平台：学校内部化学教学平台、多媒体教学系统

-信息化资源：化学反应热相关课件、在线化学实验视频、在线计算工具

-教学手段：实验演示、多媒体教学、小组讨论、在线互动问答教学过程设计**用时：45分钟**

**一、导入环节（5分钟**）

1.**情境创设**：播放一段化学反应过程中能量变化的视频，如燃烧实验或酸碱中和反应，引导学生观察并思考：“这些反应过程中发生了什么变化？”

2.**提出问题**：教师提问：“化学反应过程中能量是如何变化的？我们如何计算这种能量变化？”

3.**学生讨论**：学生分组讨论，分享自己的观察和初步想法。

**二、讲授新课（15分钟**）

1.**热化学方程式的书写**：

-教师讲解热化学方程式的定义和书写规则，举例说明。

-学生跟随教师书写简单的热化学方程式。

2.**中和热、燃烧热的计算**：

-教师讲解中和热和燃烧热的计算方法，结合实例进行计算。

-学生独立完成计算练习。

3.**反应热与反应焓变的关系**：

-教师讲解反应热与反应焓变的关系，解释焓变的定义。

-学生通过实验数据计算反应焓变。

**三、巩固练习（10分钟**）

1.**课堂练习**：教师布置几道计算题，学生独立完成。

2.**小组讨论**：学生分组讨论练习中的问题，互相解答。

**四、课堂提问（5分钟**）

1.**提问环节**：教师针对课堂内容提出问题，如：“如何判断一个反应是放热反应还是吸热反应？”

2.**学生回答**：学生举手回答问题，教师点评并总结。

**五、师生互动环节（10分钟**）

1.**实验演示**：教师演示中和热实验，学生观察并记录数据。

2.**学生实验**：学生分组进行中和热实验，教师巡回指导。

3.**数据讨论**：学生汇报实验数据，教师引导学生分析数据，得出结论。

**六、核心素养拓展（5分钟**）

1.**问题解决**：教师提出一个与化学反应热相关的实际问题，如：“如何设计一个实验来测定某物质的燃烧热？”

2.**学生讨论**：学生分组讨论问题，提出解决方案。

**七、总结与作业布置（5分钟**）

1.**总结**：教师总结本节课的重点内容，强调化学反应热的重要性。

2.**作业布置**：布置课后练习题，要求学生独立完成。

**教学过程设计说明**：

-教学过程中注重学生的参与和互动，通过实验、讨论、练习等多种方式，激发学生的学习兴趣。

-教师在讲解过程中，结合实际案例，帮助学生理解抽象的概念。

-通过小组讨论和实验，培养学生的合作能力和科学探究能力。

-课堂提问和核心素养拓展环节，旨在提升学生的科学思维和解决问题的能力。拓展与延伸六、拓展与延伸

1.**提供与本节课内容相关的拓展阅读材料**：

-《化学能与热能的转化》——介绍化学能与热能之间的相互转化，以及在实际生活中的应用。

-《化学反应中的能量变化》——探讨化学反应中能量变化的原因和规律，以及能量变化在化学工业中的应用。

-《环境化学中的能量平衡》——分析环境化学中的能量平衡问题，以及如何在环境保护中利用能量转换。

2.**鼓励学生进行课后自主学习和探究**：

-学生可以尝试自己设计实验，探究不同化学反应的热效应。

-通过查阅资料，了解化学反应热在生物体内的作用，如细胞呼吸过程中的能量释放。

-分析化学反应热在新能源开发中的应用，如太阳能电池和燃料电池的工作原理。

-研究化学反应热在食品工业中的应用，如食品加工过程中的热处理技术。

-探讨化学反应热在环境保护中的作用，如废热回收和利用。

3.**实践活动建议**：

-组织学生参观化工厂或实验室，了解化学反应热在生产中的应用。

-开展化学实验竞赛，鼓励学生设计并完成涉及化学反应热的实验项目。

-学生可以撰写小论文，分析化学反应热在某个领域的应用，并提出自己的见解。

4.**课后思考题**：

-如何利用化学反应热来提高能源利用效率？

-化学反应热在环境保护中可以发挥哪些作用？

-未来的化学工业将如何利用化学反应热来减少能源消耗和环境污染？课堂1.**课堂评价**：

-**提问评价**：在课堂教学中，教师通过提问来检查学生对知识的理解和掌握程度。例如，在讲解中和热计算时，教师可以提问：“中和热计算的基本公式是什么？请举例说明如何应用这个公式。”通过学生的回答，教师可以评估学生对中和热概念的理解。

-**观察评价**：教师通过观察学生的课堂参与度和实验操作来评估学生的实际操作能力和学习态度。例如，在实验环节，教师可以观察学生是否按照操作步骤进行实验，以及实验过程中的注意事项是否得到遵守。

-**测试评价**：在课程结束后，教师可以通过小测验或随堂测试来评估学生对知识的掌握情况。测试可以包括选择题、填空题和简答题，以覆盖不同层次的知识点。

-**小组讨论评价**：在小组讨论环节，教师可以通过参与讨论的方式了解学生的合作能力和思维深度。例如，在讨论化学反应热的应用时，教师可以提问：“你们认为化学反应热在环境保护中可以有哪些具体的应用？”

-**即时反馈**：教师在课堂教学中应提供即时反馈，对于学生的正确回答给予肯定，对于错误答案进行纠正和解释，帮助学生及时理解和纠正错误。

2.**作业评价**：

-**作业批改**：教师对学生的作业进行认真批改，确保作业的准确性和完整性。批改内容包括计算题、实验报告和理论分析等。

-**点评与反馈**：在作业批改过程中，教师不仅指出错误，还要给予具体的点评和建议，帮助学生理解错误的原因，并提供改进的方法。

-**成绩记录**：教师将学生的作业成绩记录在成绩册中，以便于跟踪学生的学习进度和成绩变化。

-**定期回顾**：定期回顾学生的作业情况，分析学生在哪些知识点上存在困难，并调整教学策略以解决这些问题。

-**鼓励与支持**：在作业评价中，教师应鼓励学生继续努力，对于进步较大的学生给予表扬，以增强学生的学习动力。

3.**教学评价的实施**：

-**多元化评价**：结合课堂评价和作业评价，形成多元化的评价体系，全面了解学生的学习情况。

-**持续跟踪**：教学评价不应是一次性的活动，而应是一个持续的过程，教师应定期跟踪学生的学习情况，及时调整教学计划。

-**学生参与**：鼓励学生在评价过程中积极参与，例如通过自我评价和同伴评价，提高学生的自我反思能力。

-**家长沟通**：定期与家长沟通学生的学习情况，共同关注学生的学习进步和问题，形成家校共育的良好氛围。反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.**案例教学法的应用**：在讲解化学反应热的计算时，我们可以引入实际生活中的案例，如新能源的开发利用、食品加工过程中的热处理等，让学生通过分析案例来理解和应用理论知识。

2.**实验与理论相结合**：在教学中，我们可以增加实验环节，让学生亲自操作，观察化学反应中的能量变化，从而加深对理论知识的理解。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.**学生参与度不足**：在课堂讨论和实验操作中，部分学生参与度不高，可能是因为对化学反应热的概念理解不够深入，或者对实验操作不感兴趣。

2.**评价方式单一**：目前主要依靠课堂提问和作业评价，缺乏对学生实际操作能力和创新思维的评估。

3.**理论与实践脱节**：部分学生在理论学习上表现良好，但在实际应用中遇到问题时，往往无法灵活运用所学知识。

反思改进措施（三）改进措施

1.**提高学生参与度**：通过设计更具趣味性和挑战性的实验，激发学生的学习兴趣。同时，鼓励学生提出问题，引导他们主动参与讨论，提高课堂互动性。

2.**多元化评价方式**：除了传统的课堂提问和作业评价，还可以引入实验报告、小组项目、课堂展示等多种评价方式，全面评估学生的学习成果。

3.**加强理论与实践结合**：在教学中，注重将理论知识与实际应用相结合，通过案例分析、现场教学等方式，让学生在实际情境中学习和应用化学知识。此外，鼓励学生参与科研项目，提高他们的实践能力和创新能力。典型例题讲解**例题一：计算中和热**

已知：25.0mL0.200mol/L的NaOH溶液与足量的0.200mol/L的HCl溶液恰好完全反应，放出的热量为2.94kJ。请计算此中和反应的中和热。

**解：**

中和热的计算公式为：

\[Q=\DeltaH_{中和}\timesn_{反应物}\]

其中，\(Q\)是反应放出的热量，\(\DeltaH_{中和}\)是中和热，\(n_{反应物}\)是反应物的物质的量。

首先计算反应物的物质的量：

\[n_{NaOH}=n_{HCl}=C_{NaOH}\timesV_{NaOH}=0.200\,\text{mol/L}\times0.0250\,\text{L}=0.00500\,\text{mol}\]

代入公式计算中和热：

\[\DeltaH_{中和}=\frac{Q}{n_{反应物}}=\frac{2.94\,\text{kJ}}{0.00500\,\text{mol}}=588\,\text{kJ/mol}\]

答：此中和反应的中和热为588kJ/mol。

**例题二：燃烧热的计算**

在25°C和101kPa的条件下，1.00g的碳在氧气中完全燃烧生成二氧化碳，放出的热量为393.5kJ。请计算碳的燃烧热。

**解：**

燃烧热的计算公式为：

\[\DeltaH_{燃烧}=-Q/n_{物质}\]

其中，\(\DeltaH_{燃烧}\)是燃烧热，\(Q\)是放出的热量，\(n_{物质}\)是物质的物质的量。

首先计算碳的物质的量：

\[n_{C}=\frac{m_{C}}{M_{C}}=\frac{1.00\,\text{g}}{12.01\,\text{g/mol}}=0.0832\,\text{mol}\]

代入公式计算燃烧热：

\[\DeltaH_{燃烧}=-\frac{393.5\,\text{kJ}}{0.0832\,\text{mol}}=-4707\,\text{kJ/mol}\]

答：碳的燃烧热为-4707kJ/mol。

**例题三：焓变的计算**

在常温常压下，将1.0g的金属镁条投入到50mL1.0mol/L的HCl溶液中，反应完全后溶液的温度从25°C升高到28°C。请计算该反应的焓变。

**解：**

焓变的计算公式为：

\[\DeltaH=Q_{系统}=m\timesc\times\DeltaT\]

其中，\(\DeltaH\)是焓变，\(Q_{系统}\)是系统吸收或放出的热量，\(m\)是溶液的质量，\(c\)是溶液的比热容，\(\DeltaT\)是温度变化。

溶液的质量\(m\)可以近似为溶液的体积乘以密度（假设为1g/mL）：

\[m=50\,\text{mL}\times1\,\text{g/mL}=50\,\text{g}\]

假设水的比热容\(c\)为4.18J/g°C，温度变化\(\DeltaT\)为：

\[\DeltaT=28°C-25°C=3°C\]

代入公式计算焓变：

\[\DeltaH=50\,\text{g}\times4.18\,\text{J/g°C}\times3°C=627\,\text{J}\]

由于放出的热量，焓变应为负值：

\[\DeltaH=-627\,\text{J}\]

答：该反应的焓变为-627J。

**例题四：热化学方程式的书写**

已知：2Al(s)+3/2O2(g)→Al2O3(s)，焓变ΔH=-1647kJ/mol。请书写该反应的热化学方程式。

**解：**

根据题目给出的信息，直接书写热化学方程式：

\[2Al(s)+\frac{3}{2}O2(g)\rightarrowAl2O3(s)\quad\DeltaH=-1647\,\text{kJ/mol}\]

答：该反应的热化学方程式为上述所示。

**例题五：反应热的计算**

在标准状态下，将0.500mol的N2(g)和0.500mol的H2(g)反应生成