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高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一章 化学反应的热效应第二节 反应热的计算一等奖教学设计
展开教学环节一:温故知新引出课题。
教学环节二:用盖斯定律计算反应热
教学环节三:用键能计算反应热
教学环节四:用反应物和生成物的总能量计算反应热
教学环节五:板书设计
教学环节六:教学评价与反馈
课题:1.2.2 反应热的计算
课时
1
授课年级
高二
教学内容
1、用盖斯定律计算反应热
2、用键能计算反应热
3、用反应物和生成物的总能量计算反应热
教材
分析
上一节内容介绍了盖斯定律。通过实例使学生感受盖斯定律的应用,并以此说明盖斯定律在科学研究中的重要意义。本节课是第二部分,利用反应热的概念、盖斯定律和热化学方程式进行有关反应热的计算,通过不同类型的例题加以展示。帮助学生进步巩固概念 、应用定律、理解热化学方程式的意义。
教学目标
[能力目标]
①掌握运用盖斯定律解决具体问题
②学会化学反应热的有关计算。
[素养目标]
通过实例感受盖斯定律,并以此说明盖斯定律在科学研究中的重要作用。体会化学对生活的贡献。
教学重、
难点
重点:反应热的计算
难点:反应热的计算
学情分析
前面学生已经学习盖斯定律,并从定量的角度来进一步认识物质发生化学反应伴随的热效应。注意引导学生准确理解反应热、燃烧热、盖斯定律等理论概念,熟悉热化学方程式的书写,重视概念和热化学方程式的应用。处于高中学习阶段的学生,已经具备了逆向思维和举一反三的能力,而且在他们的脑海中,已经构建起化学反应与能量在宏观和微观上的联系以及其能相互转化的知识。有关反应热的计算与有关物质的量的计算联系很紧密,在计算过程中要注意培养学生综合运用知识的能力。可适当补充一些不同类型的习题作为课堂练习,发现问题并及时解决。不仅巩固、落实了知识和计算技能,还能通过计算的结果说明有些物质燃烧时,其∆H的数值都很大。
教学方法
自主学习、合作交流、探究与验证
教师活动
学生活动
设计意图
1、温故知新:
复习盖斯定律内容:
一个化学反应,不管是一步完成的还是分几步完成的,其反应热是相同的。也就是说,化学反应的反应热与体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关,这就是盖斯定律。
学生思考回答。
2.已知下列热化学方程式:
反应Ⅰ.Hg(l)+ EQ \f(1,2)O2(g)=HgO(s) ΔH1;
反应Ⅱ.Zn(s)+ EQ \f(1,2)O2(g)=ZnO(s) ΔH2;
则反应ⅢZn(s)+HgO(s)= Hg(l)+ZnO(s) ΔH3值为( )
ΔH2-ΔH1
ΔH2+ΔH1
ΔH1-ΔH2
-ΔH1-ΔH2
【答案】A
【解析】根据盖斯定律:Ⅲ=Ⅱ-Ⅰ,则ΔH3=ΔH2-ΔH1,故选A。
复习巩固盖斯定律内容
教师活动
学生活动
设计意图
1.例题讲解
【典例1】已知下列热化学方程式:
①Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g) ΔH1=-26.7 kJ·ml-1
②3Fe2O3(s)+CO(g)===2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH2=-50.75 kJ·ml-1
③Fe3O4(s)+CO(g)===3FeO(s)+CO2(g) ΔH3=-36.5 kJ·ml-1
则反应FeO(s)+CO(g)===Fe(s)+CO2(g)的焓变为( )
A.+7.28 kJ·ml-1
B.-7.28 kJ·ml-1
C.+43.68 kJ·ml-1
D.-43.68 kJ·ml-1
【答案】A
【解析】根据盖斯定律,首先考虑目标反应与三个已知反应的关系,三个反应中,FeO、CO、Fe、CO2是要保留的,而与这四种物质无关的Fe2O3、Fe3O4要通过热化学方程式的叠加处理予以消去,因此将①×3-②-③×2得到:6FeO(s)+6CO(g)===6Fe(s)+6CO2(g)ΔH=+43.65 kJ·ml-1
化简后得FeO(s)+CO(g)===Fe(s)+CO2(g) ΔH=+7.28 kJ·ml-1。
2.【温馨提示】
(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)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。
(3)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。
(4)正、逆反应的反应热数值相等,符号相反。
(5)热化学方程式相加减时,同种物质之间可相加减,反应热也随之相加减,所求之和为其代数和。
(6)将一个热化学方程式颠倒时,ΔH的“+”、“-”号必须随之改变。
【写一写】
【变式1】甲烷和水蒸气催化制氢主要有如下两个反应:
①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH=+206 kJ/ml
②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH=-41 kJ/ml
写出CH4与 CO2生成H2和CO的热化学方程式:________________________
【变式2】已知下列热化学方程式:
① CH3COOH(l)+ 2O2(g) ═2CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=﹣870.3 kJ/ml
② C (s) + O2(g)═CO2(g) ΔH2=﹣393.5 kJ/ml
③ H2(g) + O2(g)═H2O(l) ΔH3=﹣285.8 kJ/ml
则反应 2C(s) +2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)的焓变ΔH为( D )
A.244.15kJ•ml﹣1 B.﹣224.15kJC.488.3kJ•ml﹣1 D.﹣488.3kJ•ml﹣1
B.﹣224.15kJ•ml﹣1
C.488.3kJ•ml﹣1
D.﹣488.3kJ•ml﹣1 D.﹣488.3kJ•ml﹣1
【变式3】CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2),还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题:CH4-CO2催化重整反应为:
CH4(g)+ CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)。
①C(s)+2H2(g)=CH4(g)
ΔH=-75 kJ·ml−1
②C(s)+O2(g)=CO2(g)
ΔH=-394 kJ·ml−1
③C(s)+(g)=CO(g)
ΔH=-111 kJ·ml−1 该催化重整反应的ΔH=______ kJ·ml−1,
【答案】 +247
【解析】催化重整反应可以由如下过程的到:1/2[③×2-(①+②)。
【技巧指导】
①目标方程中找唯一
目标方程式中的物质:在给出的各个已知方程式中只出现一次的物质
②化系数
把已知方程式中的系数化成与目标方程式中物质的系数一致。
③同加异减
目标方程式中的物质:与已知方程式中物质在方程式的同侧,则相加;
与已知方程式中物质在方程式的异侧,则相减;
通过归纳总结,强化学法指导。
知识问题化,突出重点,突破难点。
巩固所学,检测目标达成度。
教师活动
学生活动
设计意图
1.例题讲解
【典例1】化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。共价键的键能是两种原子间形成1 ml共价键(或逆过程)时释放(或吸收)的能量。已知H—H键的键能为436 kJ·ml-1,Cl—Cl键的键能为243 kJ·ml-1,H—Cl键的键能为431 kJ·ml-1,则H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)的反应热(ΔH)等于( )
A.183 kJ·ml-1
B.-183 kJ·ml-1
C.-862 kJ·ml-1
D.862 kJ·ml-1
【答案】B
【解析】ΔH=436 kJ·ml-1+243 kJ·ml-1-2×431 kJ·ml-1=-183 kJ·ml-1。
2.【技巧指导】
关键:利用键能计算反应热的关键,就是要算清物质中化学键的种类和数目。
注意特殊物质中键数的判断
反应热ΔH的计算公式:ΔH=E(反应物的总键能之和)-E(生成物的总键能之和)
【做一做】
【变式1】已知几种化学键的键能如表所示:
化学键
键能
a
436
463
750
根据热化学方程式: ,计算表中的a为
A.484.5B.969C.872D.1938
C.779D.538
【变式3】科学家已获得了气态N4分子,其结构为正四面体形(如图所示)。已知键能是指断开1ml化学键变为气态原子所需要的能量,或形成1ml化学键所释放的能量。下列说法正确的是
化学键
N≡N
N−N
键能/ kJ∙ml−1
946
193
A.N4属于一种新型的化合物
B.N4 (g)比N2 (g)稳定
C.56 g N4 (g)转化为N2 (g)时要释放734 kJ能量
D.N4 (g)和N2 (g)互为同位素,N4转化为N2属于化学变化
通过归纳总结,强化学法指导。
巩固所学,检测目标达成度。
教师活动
学生活动
设计意图
1.【技巧指导】
反应热ΔH的计算公式:
ΔH=生成物的总能量 - 反应物的总能量
ΔH=(a-b)kJ·ml-1=-c kJ·ml-1
ΔH=(a-b)kJ·ml-1=+c kJ·ml-1
2.例题讲解
【典例3】研究氮的氧化物的性质对于消除城市中汽车尾气的污染具有重要意义。NO2有较强的氧化性,能将SO2氧化成SO3,自身被还原为NO。已知下列两反应过程中能量变化如图1、图2所示,则NO2氧化SO2生成SO3(g)的热化学方程式为
【变式1】电石气是一种常见燃料,C2H2(g) + 5/2 O2(g) = 2CO2(g) + H2O(l) ΔH 有关化学反应的能量变化如右图所示,已知断裂1ml化学键所需的能量(kJ):O=O为500、C-H为410,则断裂1mlC≡C 键所需的能量(kJ)是( )
A.840 B.1590 C.900 D.1250
【变式2】肼()是一种高能燃料,有关化学反应的能量变化如图所示。已知断裂1ml化学键所需的能量(kJ):N=N键为942、O=O键为500、N-N键为154,则断裂1mlN-H键所需的能量是
A.194kJB.391kJ
C.516kJD.658kJ
【变式3】化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成(或拆开)1ml化学键时释放(或吸收)的能量。一定条件下,氢气与氧气反应的能量变化如图所示,下列说法中正确的是
A.该反应的反应热
B.该反应为吸热反应
C.断裂和放出的能量
D.燃烧热的热化学方程式为:
知识问题化,突出重点,突破难点。
巩固所学,检测目标达成度。
教师活动
学生活动
设计意图
计算依据
计算反应热方法
热化学方程式
热化学方程式与数学上的方程式相似,可以左右颠倒同时改变正负号,各项的化学计量数包括ΔH的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数
根据盖斯定律
根据盖斯定律,可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减,得到一个新的热化学方程式
根据燃烧热
可燃物完全燃烧产生的热量=可燃物的物质的量×其燃烧热
根据化学键的变化
ΔH=反应物的化学键断裂所吸收的能量和-生成物的化学键形成所放出的能量和
根据反应物和生成物的总能量
ΔH=E(生成物)-E(反应物)
理论性知识,方便学生梳理本课知识点
教师活动
教学评价
设计意图
教学反思:本课的设计采取课前下发预习学案,学生预习本节内容,找出自己疑惑的地方。课堂上师生主要解决重点、难点、疑点、考点、探究点以及学生学习过程中易混点等,并进行当堂检测,课后进行延伸拓展,达到提高课堂效率的目的。本节课的授课时间为45分钟,其中情景导人、展示目标、检查预习5分钟,合作探究、精讲点拨10分钟左右,反思总结、当堂检测10分钟左右,其余环节20分钟,能够完成教学内容。在下面的教学过程中会继续研究本节课,争取设计得更科学,更有利于学生的学习。
评价任务一:学生能用盖斯定律计算反应热
评价任务二:学生能用键能计算反应热
评价任务三:用反应物和生成物的总能量计算反应热
对学生掌握知识、形成能力的状况作出准确及时的评价和反馈
高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一节 反应热精品教案: 这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1<a href="/hx/tb_c4002415_t8/?tag_id=27" target="_blank">第一节 反应热精品教案</a>,共5页。
化学人教版 (2019)第二节 离子反应教学设计及反思: 这是一份化学人教版 (2019)第二节 离子反应教学设计及反思,共7页。教案主要包含了实验1-3等内容,欢迎下载使用。
高中化学第一章 物质及其变化第二节 离子反应教学设计: 这是一份高中化学第一章 物质及其变化第二节 离子反应教学设计,共4页。教案主要包含了教学目标,教学重难点,教学过程,科学•模型微课堂,课堂小结,板书设计等内容,欢迎下载使用。