反应热的计算
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文档简介
教学设计
课题 反应热的计算
课型 新授课 章/单元复习课□ 专题复习课□ 习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他□
教学内容分析
本节内容主要包括盖斯定律、反应热的计算两部分，反应热的计算要用到盖斯定律，需先学习盖斯定律后学习反应热的计算。 教材直接给出盖斯定律，并以登山时人的势能变化与上山的途径无关为例，帮助学生理解盖斯定律。反应热计算举例后归纳形成认知模型。
学习者分析
学生已有知识储备：化学反应伴随着能量变化，而能量变化通常表现为热量变化；吸热反应和放热反应的概念；化学键断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因；一个化学反应的热量变化与反应物和生成物总能量的相对大小有关；焓变、热化学方程式；化学反应中反应物和生成物之间的质量关系、物质的量的关系。能力储备：具备一定概念升华、深入理解、问题探究、由特殊到一般归纳升华能力。通过自主学习，合作探究等形式获得新知。
学习目标确定
(1)通过生活中不同途径登山引发的势能变化相同的认识过程，理解盖斯定律的概念。(2)通过虚拟路径法和加合法，构建盖斯定律的应用模型。(3)通过对具体例题的分析总结，归纳反应热的计算方法。
学习重点难点
重点：盖斯定律的理解。应用盖斯定律进行反应热的计算。(3)反应热的计算。难点：盖斯定律的理解以及应用。反应热的计算。
学习评价设计
(1)通过从途径和能量两个角度对盖斯定律概念的分析理解，诊断并发展学生对盖斯定律的认识进阶(科学认知)。(2)通过对盖斯定律的应用模型的构建，诊断并发展学生对盖斯定律的应用水平(模型认知)。(3)通过对反应热的计算方法的归纳总结，诊断并发展学生从特殊到一般的哲学思想(宏观辨识和微观探析)。
学习活动设计
环节一：构建盖斯定律的模型认知分别从反应途径角度理解盖斯定律，从能量守恒角度理解盖斯定律教师活动1【创设情境】课本14页问题【发问】对于这样一个过程，试对A→D过程从反应途径角度进行讨论，和你的同学交换意见，看看能得到什么结论？【发问】同样，还是对于这样一个过程，试对A→D过程从能量守恒角度进行讨论，和你的同学交换意见，看看能得到什么结论？学生活动1思考问题独立思考 小组讨论 分析 交流分享师生共同总结观察图形，发现从A到D有三条线路，也即从A到D有两个反应途径，分别为A→D、A→B→C→D和一个D→E→F→A的逆过程。由盖斯定律可知，一个化学反应，不管是一步完成，还是分几步完成，其反应热是相同的，也即A→D和A→B→C→D这两个途径的反应热是相同的。即ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。而对于逆过程，由预习可知，若某个化学反应的ΔH＝＋a kJ/mol，则其逆反应的ΔH＝－a kJ/mol，那么D→E→F→A这个过程的反应热与A→D和A→B→C→D这两个途径的反应热互为相反数。因此，可得到如下结论：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝－(ΔH4＋ΔH5＋ΔH6)。独立思考 小组讨论 分析 交流分享师生共同总结对于A→D的过程，先确定始态为A，终态为D，观察图形，发现从A到D有两个反应途径，也就是说从始态A到终态D有两个途径，分别是A→D和A→B→C→D。而从终态D到始态A，只有一个反应途径D→E→F→A。由能量守恒可知，从始态到终态的焓变与从终态到始态的焓变之和为0。因此，可以得到如下结论：ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0，或者是ΔH＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0。活动意图说明：通过生活中不同途径登山引发的势能变化相同的认识过程，理解盖斯定律的概念。 诊断并发展学生对盖斯定律的认识进阶(科学认知),形成运用盖斯定律的判断或计算的思维模型。环节二：反应热计算的证据推理虚拟路径法计算ΔH 加合法计算ΔH教师活动21.虚拟路径法计算ΔH例如：C(s)＋O2(g)===CO(g)虽然该反应的反应热无法直接测定，但下列两个反应的反应热却可以直接测定：C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ/molCO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－283.0 kJ/mol上述三个反应具有什么关系？2．加合法计算ΔH(1)分析目标反应和已知反应的差异，明确：①目标反应物和生成物；②需要约掉的物质。(2)将每个已知热化学方程式两边同乘以某个合适的数，使已知热化学方程式中某种反应物或生成物的化学计量数与目标热化学方程式中的该物质的化学计量数一致，同时约掉目标反应中没有的物质，热化学方程式的反应热也进行相应的换算。(3)将已知热化学方程式进行叠加，相应的热化学方程式中的反应热也进行叠加。以上步骤可以概括为找目标，看来源，变方向，调系数，相叠加，得答案。例如，根据如下两个反应Ⅰ.C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ/molⅡ.CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－283.0 kJ/mol计算出C(s)＋O2(g)===CO(g)的反应热ΔH。[项目目标达成] 应用盖斯定律计算反应热时的注意事项(1)关键：设计合理的反应过程，适当加减已知方程式及ΔH。(2)突破口：看好待求方程式的化学计量数，当热化学方程式同乘或同除一个数时，ΔH也必须同乘或同除这个数。(3)正反应和逆反应的ΔH数值相等，符号相反，书写时“＋”不能省略。学生活动2观察 思考与交流C(s)与O2(g)生成CO2(g)的反应可以一步完成(反应热为ΔH1，也可以分两步生成：第一步，C(s)与O2(g)反应生成CO(g)(反应热为ΔH3)；第二步，CO(g)与O2(g)反应生成CO2(g)(反应热为ΔH2)。根据盖斯定律，则有ΔH1＝ΔH2＋ΔH3ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－393.5 kJ/mol－(－283.0 kJ/mol)＝－110.5 kJ/mol即：C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH3＝－110.5 kJ/mol可采用加合法：①写出目标反应的热化学方程式，确定各物质在各反应中的位置：C(s)＋O2(g)===CO(g)；②将已知热化学方程式Ⅱ变形，乘以－1，ΔH也乘以－1，得反应Ⅲ：CO2(g)===CO(g)＋O2(g) ΔH3＝＋283.0 kJ/mol；③将热化学方程式相加，ΔH也相加：Ⅰ＋Ⅲ得，C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝ΔH1＋ΔH3，则ΔH＝－110.5 kJ/mol。活动意图说明：通过虚拟路径法和加合法，构建盖斯定律的应用模型，通过对盖斯定律的应用模型的构建，诊断并发展学生对盖斯定律的应用水平(模型认知)。环节三：反应热计算的证据推理教师活动3 寻找反应热的计算方法 [问题探究] 葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一，设它在人体组织中完全氧化时的热化学方程式为C6H12O6(s)＋6O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l) ΔH＝－2800 kJ·mol－1计算100 g葡萄糖在人体完全氧化时所产生的热量。[项目目标达成] 1.根据热化学方程式计算反应热与反应方程式中各物质的物质的量成正比。2．根据反应物和生成物的能量计算ΔH＝∑生成物的能量－∑反应物的能量。3．根据反应物和生成物的键能计算ΔH＝∑反应物的键能－∑生成物的键能。4．根据盖斯定律将热化学方程式进行适当的“数学运算”等计算反应热。5．根据物质的燃烧热数值计算Q(放)＝n(可燃物)×|ΔH|。学生活动3根据热化学方程式可知，1 mol C6H12O6在人体组织中完全氧化时产生的热量为2800 kJ。C6H12O6的摩尔质量为180 g·mol－1。100 g C6H12O6的物质的量为≈0.556 mol0．556 mol C6H12O6完全氧化时产生的热量为0.556 mol×2 800 kJ/mol＝1 556.8 kJ所以100 g葡萄糖在人体完全氧化时所产生的热量为1 556.8 kJ。活动意图说明：通过对具体例题的分析总结，归纳反应热的计算方法。通过对反应热的计算方法的归纳总结，诊断并发展学生从特殊到一般的哲学思想(宏观辨识和微观探析)。
板书设计
作业与拓展学习设计
现有如下图的反应过程，试对A→E过程从反应途径角度进行分析，并得出焓变的相应结论。2．如图表示A2和B2反应的历程，其中虚线表示的是使用催化剂的反应历程，下列说法正确的是( )A．正反应为吸热反应B．正反应为放热反应C．加入催化剂，该化学反应的反应热增大D．从图中可以看出，该反应的反应热与反应途径有关3. 在298 K、101 kPa时，已知：2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g) ΔH1Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g) ΔH22Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g) ΔH3则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是( )A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2 B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2 D．ΔH3＝ΔH1－ΔH24. 求P4(白磷)―→P(红磷)的热化学方程式。已知：P4(白磷，s)＋5O2(g)===P4O10(s) ΔH1①P(红磷，s)＋O2(g)===P4O10(s) ΔH2②5.根据Ca(OH)2/CaO体系的能量循环图：下列说法正确的是( )A．ΔH5>0B．ΔH1＋ΔH2＝0C．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5D．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝0
特色学习资源分析、技术手段应用说明
希沃白板 登山模拟动画
教学反思与改进
学生形成认知模型有些困难，尤其是中档学生，可以考虑延申课节。尽量引导学生有节奏有步骤得出结论，形成认知，教师杜绝。项目目标一节课可能不能完全达成。
课题 反应热的计算
课型 新授课 章/单元复习课□ 专题复习课□ 习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他□
教学内容分析
本节内容主要包括盖斯定律、反应热的计算两部分，反应热的计算要用到盖斯定律，需先学习盖斯定律后学习反应热的计算。 教材直接给出盖斯定律，并以登山时人的势能变化与上山的途径无关为例，帮助学生理解盖斯定律。反应热计算举例后归纳形成认知模型。
学习者分析
学生已有知识储备：化学反应伴随着能量变化，而能量变化通常表现为热量变化；吸热反应和放热反应的概念；化学键断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因；一个化学反应的热量变化与反应物和生成物总能量的相对大小有关；焓变、热化学方程式；化学反应中反应物和生成物之间的质量关系、物质的量的关系。能力储备：具备一定概念升华、深入理解、问题探究、由特殊到一般归纳升华能力。通过自主学习，合作探究等形式获得新知。
学习目标确定
(1)通过生活中不同途径登山引发的势能变化相同的认识过程，理解盖斯定律的概念。(2)通过虚拟路径法和加合法，构建盖斯定律的应用模型。(3)通过对具体例题的分析总结，归纳反应热的计算方法。
学习重点难点
重点：盖斯定律的理解。应用盖斯定律进行反应热的计算。(3)反应热的计算。难点：盖斯定律的理解以及应用。反应热的计算。
学习评价设计
(1)通过从途径和能量两个角度对盖斯定律概念的分析理解，诊断并发展学生对盖斯定律的认识进阶(科学认知)。(2)通过对盖斯定律的应用模型的构建，诊断并发展学生对盖斯定律的应用水平(模型认知)。(3)通过对反应热的计算方法的归纳总结，诊断并发展学生从特殊到一般的哲学思想(宏观辨识和微观探析)。
学习活动设计
环节一：构建盖斯定律的模型认知分别从反应途径角度理解盖斯定律，从能量守恒角度理解盖斯定律教师活动1【创设情境】课本14页问题【发问】对于这样一个过程，试对A→D过程从反应途径角度进行讨论，和你的同学交换意见，看看能得到什么结论？【发问】同样，还是对于这样一个过程，试对A→D过程从能量守恒角度进行讨论，和你的同学交换意见，看看能得到什么结论？学生活动1思考问题独立思考 小组讨论 分析 交流分享师生共同总结观察图形，发现从A到D有三条线路，也即从A到D有两个反应途径，分别为A→D、A→B→C→D和一个D→E→F→A的逆过程。由盖斯定律可知，一个化学反应，不管是一步完成，还是分几步完成，其反应热是相同的，也即A→D和A→B→C→D这两个途径的反应热是相同的。即ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。而对于逆过程，由预习可知，若某个化学反应的ΔH＝＋a kJ/mol，则其逆反应的ΔH＝－a kJ/mol，那么D→E→F→A这个过程的反应热与A→D和A→B→C→D这两个途径的反应热互为相反数。因此，可得到如下结论：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝－(ΔH4＋ΔH5＋ΔH6)。独立思考 小组讨论 分析 交流分享师生共同总结对于A→D的过程，先确定始态为A，终态为D，观察图形，发现从A到D有两个反应途径，也就是说从始态A到终态D有两个途径，分别是A→D和A→B→C→D。而从终态D到始态A，只有一个反应途径D→E→F→A。由能量守恒可知，从始态到终态的焓变与从终态到始态的焓变之和为0。因此，可以得到如下结论：ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0，或者是ΔH＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0。活动意图说明：通过生活中不同途径登山引发的势能变化相同的认识过程，理解盖斯定律的概念。 诊断并发展学生对盖斯定律的认识进阶(科学认知),形成运用盖斯定律的判断或计算的思维模型。环节二：反应热计算的证据推理虚拟路径法计算ΔH 加合法计算ΔH教师活动21.虚拟路径法计算ΔH例如：C(s)＋O2(g)===CO(g)虽然该反应的反应热无法直接测定，但下列两个反应的反应热却可以直接测定：C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ/molCO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－283.0 kJ/mol上述三个反应具有什么关系？2．加合法计算ΔH(1)分析目标反应和已知反应的差异，明确：①目标反应物和生成物；②需要约掉的物质。(2)将每个已知热化学方程式两边同乘以某个合适的数，使已知热化学方程式中某种反应物或生成物的化学计量数与目标热化学方程式中的该物质的化学计量数一致，同时约掉目标反应中没有的物质，热化学方程式的反应热也进行相应的换算。(3)将已知热化学方程式进行叠加，相应的热化学方程式中的反应热也进行叠加。以上步骤可以概括为找目标，看来源，变方向，调系数，相叠加，得答案。例如，根据如下两个反应Ⅰ.C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5 kJ/molⅡ.CO(g)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－283.0 kJ/mol计算出C(s)＋O2(g)===CO(g)的反应热ΔH。[项目目标达成] 应用盖斯定律计算反应热时的注意事项(1)关键：设计合理的反应过程，适当加减已知方程式及ΔH。(2)突破口：看好待求方程式的化学计量数，当热化学方程式同乘或同除一个数时，ΔH也必须同乘或同除这个数。(3)正反应和逆反应的ΔH数值相等，符号相反，书写时“＋”不能省略。学生活动2观察 思考与交流C(s)与O2(g)生成CO2(g)的反应可以一步完成(反应热为ΔH1，也可以分两步生成：第一步，C(s)与O2(g)反应生成CO(g)(反应热为ΔH3)；第二步，CO(g)与O2(g)反应生成CO2(g)(反应热为ΔH2)。根据盖斯定律，则有ΔH1＝ΔH2＋ΔH3ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－393.5 kJ/mol－(－283.0 kJ/mol)＝－110.5 kJ/mol即：C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH3＝－110.5 kJ/mol可采用加合法：①写出目标反应的热化学方程式，确定各物质在各反应中的位置：C(s)＋O2(g)===CO(g)；②将已知热化学方程式Ⅱ变形，乘以－1，ΔH也乘以－1，得反应Ⅲ：CO2(g)===CO(g)＋O2(g) ΔH3＝＋283.0 kJ/mol；③将热化学方程式相加，ΔH也相加：Ⅰ＋Ⅲ得，C(s)＋O2(g)===CO(g) ΔH＝ΔH1＋ΔH3，则ΔH＝－110.5 kJ/mol。活动意图说明：通过虚拟路径法和加合法，构建盖斯定律的应用模型，通过对盖斯定律的应用模型的构建，诊断并发展学生对盖斯定律的应用水平(模型认知)。环节三：反应热计算的证据推理教师活动3 寻找反应热的计算方法 [问题探究] 葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一，设它在人体组织中完全氧化时的热化学方程式为C6H12O6(s)＋6O2(g)===6CO2(g)＋6H2O(l) ΔH＝－2800 kJ·mol－1计算100 g葡萄糖在人体完全氧化时所产生的热量。[项目目标达成] 1.根据热化学方程式计算反应热与反应方程式中各物质的物质的量成正比。2．根据反应物和生成物的能量计算ΔH＝∑生成物的能量－∑反应物的能量。3．根据反应物和生成物的键能计算ΔH＝∑反应物的键能－∑生成物的键能。4．根据盖斯定律将热化学方程式进行适当的“数学运算”等计算反应热。5．根据物质的燃烧热数值计算Q(放)＝n(可燃物)×|ΔH|。学生活动3根据热化学方程式可知，1 mol C6H12O6在人体组织中完全氧化时产生的热量为2800 kJ。C6H12O6的摩尔质量为180 g·mol－1。100 g C6H12O6的物质的量为≈0.556 mol0．556 mol C6H12O6完全氧化时产生的热量为0.556 mol×2 800 kJ/mol＝1 556.8 kJ所以100 g葡萄糖在人体完全氧化时所产生的热量为1 556.8 kJ。活动意图说明：通过对具体例题的分析总结，归纳反应热的计算方法。通过对反应热的计算方法的归纳总结，诊断并发展学生从特殊到一般的哲学思想(宏观辨识和微观探析)。
板书设计
作业与拓展学习设计
现有如下图的反应过程，试对A→E过程从反应途径角度进行分析，并得出焓变的相应结论。2．如图表示A2和B2反应的历程，其中虚线表示的是使用催化剂的反应历程，下列说法正确的是( )A．正反应为吸热反应B．正反应为放热反应C．加入催化剂，该化学反应的反应热增大D．从图中可以看出，该反应的反应热与反应途径有关3. 在298 K、101 kPa时，已知：2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g) ΔH1Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g) ΔH22Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g) ΔH3则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是( )A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2 B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2 D．ΔH3＝ΔH1－ΔH24. 求P4(白磷)―→P(红磷)的热化学方程式。已知：P4(白磷，s)＋5O2(g)===P4O10(s) ΔH1①P(红磷，s)＋O2(g)===P4O10(s) ΔH2②5.根据Ca(OH)2/CaO体系的能量循环图：下列说法正确的是( )A．ΔH5>0B．ΔH1＋ΔH2＝0C．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5D．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＝0
特色学习资源分析、技术手段应用说明
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学生形成认知模型有些困难，尤其是中档学生，可以考虑延申课节。尽量引导学生有节奏有步骤得出结论，形成认知，教师杜绝。项目目标一节课可能不能完全达成。