“反應熱的測量和計算”教學案例

翁玉草

一、教材分析

本節課選內容選自“化學反應原理”專題1第一單元第二部分，在必修2及前面一節內容的學習中，學生初步學習了化學能與熱能的知識，對于化學鍵與化學反應中能量的變化的關系、化學能與熱能的相互轉化有了一定的認識。本節是在反應熱和熱化學方程式的基礎上介紹了常見的獲得化學反應的反應熱數據的方法，即通過實驗測量以及運用蓋斯定律計算。同時也為該單元的第三部分“能源的充分利用”中的煤轉化為水煤氣的熱量利用問題打下堅實的基礎。

本節內容邏輯性強，體現了知識的邏輯順序，教材首先在第6頁設置“活動與探究”，通過測定中和反應的反應熱的實驗，讓學生切身體驗測量化學反應的反應熱的方法；然后介紹了某些反應的反應熱無法測量，從而引出進行反應熱計算的必要性；在此基礎上介紹計算的依據——蓋斯定律，并在第8頁設置“問題解決”，引導學生在討論例題的基礎上總結運用蓋斯定律進行計算的一般思路，并通過練習加以鞏固。

二、學情分析

“化學反應原理”選修模塊的學習對象是理科的學生。經過前面的學習，學生已經掌握了反應熱的含義和熱化學方程式的意義及書寫方法，也具備了一定的實驗基本操作技能，在初中已經知道Q=CMΔT。在新課程的學習和教學評價的鼓勵下，大部分學生能積極參與課堂活動，提出疑問，進行交流、討論，已具備基本的科學探究能力。但學生學習蓋斯定律、化學方程式中物質的抵消和反應熱數據的加減可能存在一定困難，這些知識還需要在教師的引導下進一步探究。

三、學習目標

浙江省的“化學反應原理”教學指導意見中對“反應熱的測定和計算”教學要求如下：

基本要求：通過測定中和熱的實驗，理解測定反應熱的基本原理，初步學會測定反應熱的實驗方法。

說明：反應熱測定的其他方法不作要求。知道蓋斯定律，用蓋斯定律進行有關焓變的簡單計算。

因此，根據教學要求和學生的學情確定如下學習目標：

（1）知識與技能。①通過測定中和熱的實驗，理解測定反應熱的基本原理，初步學會測定反應熱的實驗方法。②提高對熱化學方程式內涵的認識，理解熱量與物質的量的緊密聯系。③知道蓋斯定律的內容，能運用蓋斯定律計算化學反應的反應熱。④能正確分析誤差產生的原因并能采取適當的措施減少誤差。

（2）過程與方法。①通過中和熱的測定活動，讓學生體會定量實驗研究方法對研究和學習化學的重要作用。②通過設置適當的問題和臺階，引起學生主動探究運用蓋斯定律解決實際問題的技巧。

（3）情感態度與價值觀。①通過對化學反應熱的計算，體會化學反應對人類生活生產的作用，樹立化學研究的志向。②通過與同學共同合作、探究學習，學會傾聽、欣賞、分享，增強團隊精神。

四、重、難點

重點：中和熱測定的實驗方法和運用蓋斯定律計算化學反應的反應熱。難點：運用蓋斯定律計算化學反應的反應熱。

五、教學過程

【教師活動】引入：（溫故知新）下列熱化學反應方程式表示正確的是（ ）。

A.NaOH（aq）+HCl（aq）=NaCl（aq）+H2O（1）

ΔH=57.3 KJ·mol-1 。B.C（s）+1/2O2（g）=CO（g） ΔH =-110.5 KJ·mol-1。C.CO+1/2O2=CO2 ΔH=-283.0 KJ·mol-1D.C（s）+O2（g）=CO2（g） ΔH=-393.5。

分析選B，并改正其他選項。

【教師活動】設問：這些反應熱的數據如何獲得？

板書：反應熱的測量和計算。

講解：A.NaOH（aq）+HCl（aq）=NaCl（aq）

+H2O（1） ΔH =-57.3 KJ·mol-1。

該項反應為中和反應，ΔH表示中和熱，數據為57.3，如何通過實驗測得？

【學生活動】閱讀：第6頁活動與探究中的（1）（2）（3）。【教師活動】提問：①需要什么儀器？②測哪幾種溶液的溫度？③如何利用數據計算熱量？（學生給出公式Q =c·m·Δt） 【教師活動】分析：公式中的c、m、Δt，在該實驗中的數據處理方式。【學生活動】思考：①式子中Q是反應熱嗎？②式子中ΔH是中和熱嗎？③如何計算該反應的中和熱？【教師活動】指導閱讀第6頁活動與探究中的（1）（2）（3），指出操作要領“迅速”“立即”“不斷攪拌”“最高溫度”。【學生活動】分組實驗：（分別有氫氧化鈉溶液和鹽酸若干組，氫氧化鉀溶液和鹽酸若干組，氫氧化鈉溶液和硝酸若干組）

記錄實驗數據：計算ΔH。

【學生活動】匯報數據。【教師活動】提問：①為什么不同的溶液中和熱數據接近？②反應的實質是什么？

講解：科學標準實驗測定， 稀強酸（H+）與稀強堿（OH-）溶液發生中和反應，中和熱標準值為57.3KJ·mol-1。

提問：③為什么測定值與標準值不相等且總是偏小？

【學生活動】討論：可能的原因有，溶液體積有誤差、溫度計讀數誤差、混合動作緩慢、隔熱操作不到位……【教師活動】設問：科學家如何減少實驗誤差？

講解：利用先進的儀器如彈式量熱計或高精度兩用全自動量熱儀，并且多次實驗，取平均值。

過渡：有些實驗的反應熱無法測量，如（引入題中的B項）C（s） + 1/2O2（g） = CO（g） ΔH =-110.5 KJ·mol-1，那么ΔH的數據如何獲得？

【教師活動】介紹：蓋斯定律。【學生活動】蓋斯定律應用一：A.圖示法。

思考：ΔH3和ΔH1、ΔH2有什么關系？

蓋斯定律應用二：B.方程式疊加法。

思考一：C（石墨）+1/2O2（g）=CO（g） △H=？①C（石墨）+O2（g）= CO2（g） △H1=-393.5kJ·mol-1。②CO（g）+1/2O2（g） = CO2（g） △H2=-283.0kJ·mol-1 。

思考二：C（石墨） 和氧氣反應生成1mol一氧化碳氣體的焓變。①C（石墨）+O2（g）=CO2（g） △H1。②2CO2（g）=2CO（g）+O2（g） △H2。

【教師活動】小結：應用蓋斯定律計算反應熱的方法。①寫出目標方程式；②找出目標方程式中各物質在已知方程式的位置；③根據目標方程式中各物質計量數和位置的需要對已知方程式進行處理，或調整計量數，或調整反應方向；④實施疊加并檢驗上述分析的正確與否。【學生活動】第9頁問題解決。【教師活動】總結。

六、教學的創新點

（1）教材中實驗用到的酸是鹽酸，堿是氫氧化鈉溶液。為了使學生更好地理解中和熱的概念，在完成實驗后，再增加硝酸和氫氧化鉀溶液。這個實驗改為直接分三組：甲：KOH+HCl，乙：HCl+NaOH，丙：NaOH+

HNO3 。這樣節省了課堂的時間，同時也可以讓學生理解，只要是稀的強酸和稀的強堿反應生成1摩爾水，放出的熱量是相同的，反應的實質是一樣的。

（2）對書本第8頁問題解決進行改編。在例題的基礎上進一步的遞進，解決了利用正反應焓變求逆反應焓變和系數改變求焓變的方法，同時運用蓋斯定律運算已知兩條反應求未知反應，并且總結了求解方法，為第9頁“問題解決”2打下了基礎。

（浙江省溫州市甌海區第一高級中學）