“反应热的测量和计算”教学案例

翁玉草

一、教材分析

本节课选内容选自“化学反应原理”专题1第一单元第二部分，在必修2及前面一节内容的学习中，学生初步学习了化学能与热能的知识，对于化学键与化学反应中能量的变化的关系、化学能与热能的相互转化有了一定的认识。本节是在反应热和热化学方程式的基础上介绍了常见的获得化学反应的反应热数据的方法，即通过实验测量以及运用盖斯定律计算。同时也为该单元的第三部分“能源的充分利用”中的煤转化为水煤气的热量利用问题打下坚实的基础。

本节内容逻辑性强，体现了知识的逻辑顺序，教材首先在第6页设置“活动与探究”，通过测定中和反应的反应热的实验，让学生切身体验测量化学反应的反应热的方法；然后介绍了某些反应的反应热无法测量，从而引出进行反应热计算的必要性；在此基础上介绍计算的依据——盖斯定律，并在第8页设置“问题解决”，引导学生在讨论例题的基础上总结运用盖斯定律进行计算的一般思路，并通过练习加以巩固。

二、学情分析

“化学反应原理”选修模块的学习对象是理科的学生。经过前面的学习，学生已经掌握了反应热的含义和热化学方程式的意义及书写方法，也具备了一定的实验基本操作技能，在初中已经知道Q=CMΔT。在新课程的学习和教学评价的鼓励下，大部分学生能积极参与课堂活动，提出疑问，进行交流、讨论，已具备基本的科学探究能力。但学生学习盖斯定律、化学方程式中物质的抵消和反应热数据的加减可能存在一定困难，这些知识还需要在教师的引导下进一步探究。

三、学习目标

浙江省的“化学反应原理”教学指导意见中对“反应热的测定和计算”教学要求如下：

基本要求：通过测定中和热的实验，理解测定反应热的基本原理，初步学会测定反应热的实验方法。

说明：反应热测定的其他方法不作要求。知道盖斯定律，用盖斯定律进行有关焓变的简单计算。

因此，根据教学要求和学生的学情确定如下学习目标：

（1）知识与技能。①通过测定中和热的实验，理解测定反应热的基本原理，初步学会测定反应热的实验方法。②提高对热化学方程式内涵的认识，理解热量与物质的量的紧密联系。③知道盖斯定律的内容，能运用盖斯定律计算化学反应的反应热。④能正确分析误差产生的原因并能采取适当的措施减少误差。

（2）过程与方法。①通过中和热的测定活动，让学生体会定量实验研究方法对研究和学习化学的重要作用。②通过设置适当的问题和台阶，引起学生主动探究运用盖斯定律解决实际问题的技巧。

（3）情感态度与价值观。①通过对化学反应热的计算，体会化学反应对人类生活生产的作用，树立化学研究的志向。②通过与同学共同合作、探究学习，学会倾听、欣赏、分享，增强团队精神。

四、重、难点

重点：中和热测定的实验方法和运用盖斯定律计算化学反应的反应热。难点：运用盖斯定律计算化学反应的反应热。

五、教学过程

【教师活动】引入：（温故知新）下列热化学反应方程式表示正确的是（ ）。

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。

分析选B，并改正其他选项。

【教师活动】设问：这些反应热的数据如何获得？

板书：反应热的测量和计算。

讲解：A.NaOH（aq）+HCl（aq）=NaCl（aq）

+H2O（1） ΔH =-57.3 KJ·mol-1。

该项反应为中和反应，ΔH表示中和热，数据为57.3，如何通过实验测得？

【学生活动】阅读：第6页活动与探究中的（1）（2）（3）。【教师活动】提问：①需要什么仪器？②测哪几种溶液的温度？③如何利用数据计算热量？（学生给出公式Q =c·m·Δt） 【教师活动】分析：公式中的c、m、Δt，在该实验中的数据处理方式。【学生活动】思考：①式子中Q是反应热吗？②式子中ΔH是中和热吗？③如何计算该反应的中和热？【教师活动】指导阅读第6页活动与探究中的（1）（2）（3），指出操作要领“迅速”“立即”“不断搅拌”“最高温度”。【学生活动】分组实验：（分别有氢氧化钠溶液和盐酸若干组，氢氧化钾溶液和盐酸若干组，氢氧化钠溶液和硝酸若干组）

记录实验数据：计算ΔH。

【学生活动】汇报数据。【教师活动】提问：①为什么不同的溶液中和热数据接近？②反应的实质是什么？

讲解：科学标准实验测定， 稀强酸（H+）与稀强碱（OH-）溶液发生中和反应，中和热标准值为57.3KJ·mol-1。

提问：③为什么测定值与标准值不相等且总是偏小？

【学生活动】讨论：可能的原因有，溶液体积有误差、温度计读数误差、混合动作缓慢、隔热操作不到位……【教师活动】设问：科学家如何减少实验误差？

讲解：利用先进的仪器如弹式量热计或高精度两用全自动量热仪，并且多次实验，取平均值。

过渡：有些实验的反应热无法测量，如（引入题中的B项）C（s） + 1/2O2（g） = CO（g） ΔH =-110.5 KJ·mol-1，那么ΔH的数据如何获得？

【教师活动】介绍：盖斯定律。【学生活动】盖斯定律应用一：A.图示法。

思考：ΔH3和ΔH1、ΔH2有什么关系？

盖斯定律应用二：B.方程式叠加法。

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） 和氧气反应生成1mol一氧化碳气体的焓变。①C（石墨）+O2（g）=CO2（g） △H1。②2CO2（g）=2CO（g）+O2（g） △H2。

【教师活动】小结：应用盖斯定律计算反应热的方法。①写出目标方程式；②找出目标方程式中各物质在已知方程式的位置；③根据目标方程式中各物质计量数和位置的需要对已知方程式进行处理，或调整计量数，或调整反应方向；④实施叠加并检验上述分析的正确与否。【学生活动】第9页问题解决。【教师活动】总结。

六、教学的创新点

（1）教材中实验用到的酸是盐酸，碱是氢氧化钠溶液。为了使学生更好地理解中和热的概念，在完成实验后，再增加硝酸和氢氧化钾溶液。这个实验改为直接分三组：甲：KOH+HCl，乙：HCl+NaOH，丙：NaOH+

HNO3 。这样节省了课堂的时间，同时也可以让学生理解，只要是稀的强酸和稀的强碱反应生成1摩尔水，放出的热量是相同的，反应的实质是一样的。

（2）对书本第8页问题解决进行改编。在例题的基础上进一步的递进，解决了利用正反应焓变求逆反应焓变和系数改变求焓变的方法，同时运用盖斯定律运算已知两条反应求未知反应，并且总结了求解方法，为第9页“问题解决”2打下了基础。

（浙江省温州市瓯海区第一高级中学）