高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 反应热的计算优质教学设计及反思

第一章 化学反应的热效应

   第二节 反应热的计算

【教学目标】

1、从能量守恒角度理解盖斯定律的内容，了解其在科学研究中的意义。

2、能正确运用盖斯定律解决具体问题，说明盖斯定律在科学研究中的重要作用。

3、能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。

【教学重难点】

1.重点：

通过多种方式进行有关反应热的计算。

2.难点：

通过盖斯定律的理解和应用，学会用盖斯定律解决实际问题。

【教学过程】

1.新课导入

【投影】

【引入】异曲同工是指不同的曲调演奏得同样好。比喻话的说法不一而用意相同,或一件事情的做法不同而都巧妙地达到同样的目的。在化学反应中,也有一种类似的现象,如C和O2的反应:一种是C和O2直接反应生成CO2,另一种是C和O2反应先生成CO,CO再和O2反应生成CO2。那么上述两种生成CO2的反应途径所释放出的热量一样多吗?

【学生活动】学生思考，并回答

【师】在化学科研中,经常要测量化学反应的反应热,但是某些物质的反应热,由于种种原因不能直接测得,只能通过化学计算的方式间接结出一条规律: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。也就是说,化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物和终态(各生成物)有关,而与具体反应进行的途径无关。如果一个反应可以分几步进行,则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的,这就是盖斯定律。

用这一定律可以从已精确测定的反应的热效应来计算难于测量或不能测量的反应的热效应。下面让我们一起来学习盖斯定律。 

2.新课讲授

【板书】一、盖斯定律

【提炼概念】化学家盖斯从大量实验中总结出一条规律：不管化学反应是一步或分几步完成,其反应热是相同的。这就是盖斯定律。

【师】盖斯定律有着自己的特点，化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。

【解释】：能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础的,二者密不可分,但以物质为主。

【讲解】应用

  对于进行得很慢的反应,不容易直接发生的反应,产品不纯(即有副反应发生)的反应,测定这些反应的反应热有困难,如果应用盖斯定律,就可以间接地把它们的反应热计算出来。

【思考交流】 1.你能否从能量守恒的角度解释化学反应的热效应只与反应体系的始态和终态有关？

【提示】在指定状态下，各种物质的焓值都是唯一确定的，故无论经过哪些步骤从反应物变成生成物，它们的差值是不会改变的，即反应的焓变是一样的。

【思考交流】 2.能直接测出反应C (g) +1/2O2 (g) ==CO (g) 的反应热ΔH吗？为什么？

【提示】不能直接测出，在氧气供应不足时，虽可生成CO，但同时还有部分CO可继续被氧化生成CO2。

【师】盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得，但利用盖斯定律不难间接计算求得。

【板书】5、盖斯定律的意义

【师】盖斯定律常用的通常有两种方法

(1)虚拟路径法

若反应物A变为生成物D，可以有两个途径：

①由A直接变成D，反应热为ΔH；

②由A经过B变成C，再由C变成D，每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3，如图所示：                 

则有：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。

【回扣释疑】见课件

(2)加和法

①确定待求反应的热化学方程式。

②找出待求热化学方程式中各物质出现在已知方程式中的位置(是同侧还是异侧)。

③利用同侧相加、异侧相减进行处理。

④根据待求方程式中各物质的化学计量数通过乘除来调整已知反应的化学计量数，并消去中间产物。

⑤实施叠加并确定反应热的变化。

【演练获得】见课件

【小结】 6、应用盖斯定律计算反应热的解题流程

第一步：先确定待求反应的化学方程式

第二步：找出待求方程式中各物质在已知方程式中的位置，若在“同侧”，计算ΔH时用" + "，若在“异侧"，计算ΔH时用"－"，即“同侧相加、异侧相减"

第三步：根据待求方程式中各物质的化学计量数确定对已知方程式的乘数，即“化学计量数定乘数”

第四步：依据第二步、第三步的结论，计算待求反应

【拓展提升】见课件

【师】在实际应用中，常常需要计算反应热。那么有关反应热计算的依据和方法有哪些呢？

【学生活动】思考、小组讨论，并总结归纳。

【投影】反应热计算的依据和方法

【活学活用】见课件

【归纳小结】2、反应热的计算常用的解题方法：

(1)列方程法：思路是先写出热化学方程式，再根据热化学方程式所体现的物质与反应热间的关系直接求算反应热。

(2)估算法：根据热化学方程式所表示反应的热效应与混合物燃烧放出热量，大致估算各成分的比例。此法主要应用于解答选择题，根据题给信息找出大致范围，便可以此为依据找出答案，此法解题快速、简便。

(3)十字交叉法：混合物燃烧放热求比例问题，既可以采用常规的列方程组法，又可以采用十字交叉法。

(4)将热化学方程式看做数学中的代数方程，扩大或缩小一定倍数后，直接加减或移项变形，得到需要的热化学反应，再以此为依据计算求解或比较反应热大小等。

【思考交流】那么有了方法，我们在计算过程中需要注意哪些问题呢？

【生】学生思考，并回答

应用盖斯定律计算反应热时的注意事项

（1）       运用热化学方程式进行反应热的计算，可以从反应式中各物质的物质的量、质量、标准状况下气体体积、反应热等对应关系，列式进行简单计算。

（2）       在设计的反应过程中常会遇到同一物质固、液、气三态的相互转化，物质的状态由“固→液→气”变化时，会吸热；反之会放热。

（3）       注意热化学方程式中化学计量数只表示物质的物质的量，必须与ΔH 相对应，如果化学计量数加倍，则ΔH 也要加倍。尤其是利用盖斯定律计算反应热时，热化学方程式可以直接相加减，化学计量数必须与ΔH 相对应。

（4）       热化学方程式中的反应热是指按所给形式反应完全时的反应热。

（5）       正、逆反应的反应热数值相等，符号相反。

【活学活用】见课件

【课堂小结】

归纳盖斯定律以及有关反应热的相关计算。让学生通过盖斯定律的理解和应用，学会用盖斯定律解决实际问题

【板书】

1.2反应热的计算

一、盖斯定律

1．内容

2．解释

3．应用

4.对盖斯定律的理解    反应途径角度

能量守恒角度

5.盖斯定律在科学研究中的重要意义

6．运用盖斯定律解题的常用方法。

(1)虚拟路径法

(2)加和法

二、反应热的计算

1.反应热计算的依据和方法

2.应用盖斯定律计算反应热时的注意事项