新人教版高中化学（2019）选择性必修1第一章第二节（第一课时)盖斯定律基于核心素养的教学设计

盖斯定律—教学设计 课标分析： 内容要求： 1.2 了解盖斯定律及其简单应用 学业要求：能进行反应焓变的简单计算 教材分析： 本节课内容是高中化学选择性必修 1 化学反应原理第一章化学反应的热效应第二节反 应热的计算第一课时的内容，是中学化学基本理论的重要组成部分，是热化学理论性概念。 本节旨在学生了解盖斯定律，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； 通过本节课的学习，学生能够了解盖斯定律并利用盖斯定律进行简单计算。 学习任务 学习活动 素养功能 评价角度 评价水平 探究盖斯定律 的内涵 通过回顾 H2 标准燃烧热，完善 反应过程能量关系图，寻找热化 学方程式中物质关系和反应热 关系，从能量的角度认识物质变 化是能量变化的基础，理解盖斯 定律是能量守恒的必然结果 证据推理 探究水平 认识角度 单角度、多角度 深化理解盖斯 定律本质 根据状态图示，利用盖斯定律求 始态到终态的反应热表达式，设 计 1mol 碳完全燃烧一步完成和 分步进行的途径 证据推理 角度进阶 物质、微粒 生活模型，论 证盖斯定律 登山的高度与路径无关，类比盖 斯定律，反应热只与始态和终态 有关，与路径无关 模型认知 思维结构化 孤立水平、系统水平 应 用 盖 斯 定 律，解决实际 问题 利用盖斯定律计算 1mol 碳不完 全燃烧生成 CO 的反应热，解决 煤直接燃烧与转化为水煤气燃 烧两过程的反应热的大小，讨 论煤转化为水煤气的优点 科学态度与社 会责任 问题解决 化学价值 学科价值视角、社 会价值视角、学科 和社会价值视角 教学目标： (1) 通过交流讨论和练习，能用盖斯定律计算反应热以及解决生产生活中的实际问题。 (2)从路径、能量守恒角度分析盖斯定律，完善“能量守恒观”，逐步构建“科学本质观”。 (3)通过化学、能量、生活模型理解盖斯定律的内涵本质，了解其意义；培养“证据推理与模 型认知”的核心素养。 (4)通过对盖斯定律的发现过程及其应用的学习，培养爱国和保护环境的情怀，渗透“科学态 度与社会责任”的学科核心素养。 评价目标： （1）通过对盖斯定律内涵探究的交流和点评，诊断并发展学生探究水平。 （2）通过对盖斯定律本质的讨论和点评，诊断并发展学生对循环反应的反应热的认识进阶。 （3）通过对生活模型的讨论和点评，诊断并发展学生对盖斯定律认识思路的结构化水平。 （4）通过应用盖斯定律，解决实际问题的讨论与点评，诊断并发展学生对化学价值的认识 水平。 教学流程 应用盖斯定律 H2+1/2O2=1/2H2O(g) ΔH=-241.8KJ/mol 该热化学方程式中的反应热是 H2 的标准燃 烧热吗？ 要知道 H2 的标准燃烧值还需要哪个数据？ 请用盖斯定律计算碳不完全燃烧的反应热？ 思考如何计算氢气的标 准燃烧热，回忆燃烧热 的定义 问题线知识线 盖斯定律的内涵 盖斯定律本质 论证盖斯定律 观察三个反应热ΔH 有什么关系？这是偶然 现象还是必然结果？ 从 S 到 L，和从 L 到 S，ΔH1 与ΔH2 有什么 关系？ 为什么 2 者之和为 0，如果不为 0，违背了 什么？ 什么是盖斯定律？怎样理解盖斯定律？ 生活中有哪些现象也遵循这一能量变化规 律？ 素养线活动线 利用两个反应热的加 和，求 H2 的标准燃烧 热，引出盖斯定律，总 结得出盖斯定律的内涵 根据状态图示，求出 1mol 碳完全燃烧一步 完成和分步进行的反应 热，深化理解盖斯定律 登山的高度与路径无 关，类比盖斯定律，用 生活模型，论证盖斯定 利 用 盖 斯 定 律 计 算 1mol 碳不完全燃烧生 成 CO 的反应热，知道 一些无法用实验测定的 反应热，借助盖斯定律 可以直接计算出来。 证 推 据 理 模 型 认 知 科 学 态 度 与 社 会 责 任 教学过程 活动元 1 证据推理 引出盖斯定律 时间 教师活动 学生活动 设计意图 2min 4min 7min 请同学观察下面热化学方程式：H2 （g）+1/2O2（g）=1/2H2O(g) ΔH1=-241.8KJ/mol 在反应过程能量图中标注反应物和 生成物的能量； 问：该热化学方程式中的反应热是 H2 的标准燃烧热吗？ 追问：如果要计算 H2 的标准燃烧值 还需要哪个数据？ 已知：H2O（g）= H2O（l） ΔH2=-44KJ/mol，请同学们是写出氢 气标准燃烧热的热化学方程式，并完 善能量图。 提问：观察思考三个ΔH 有什么关系， 三个方程式之间又有怎样的关系？ 设问：这是偶然现象还是必然结果？ 假设一个体系从始态到终态的反应 热ΔH1 ‹ 0；问：从终态到始态的ΔH2 与 0 是什么关系？ΔH1 与 ΔH2 的和 是多少呢？ 追问：为什么二者之和等于 0？如果 不等于 0，违背了什么？ 归纳总结：经历一个循环后，体系中 的反应物并没有改变，能量也不可能 变化。出现上述现象是必然结果！ 阅读教材 p13 页，盖斯定律的内容 思考，回答问题： 燃烧热：1mol 可燃物完全燃烧生成稳定化合 物时所放出的热 1mol 气态水转化为液态水时所放的热 书写热化学方程式，完善能量图： H2（g）+1/2O2（g）=1/2H2O(g) ΔH3=-285.8KJ/mol 思考，回答问题：ΔH3 = ΔH1 + ΔH2 方程式 3 等于方程式 1 加方程式 2 ΔH1 ‹0 S（始态） L（终态） ΔH2>0 ΔH1 + ΔH2 = 0 违背质量守恒定律 总结：反应物和生成物确定，能力就确定， 与反应途径无关。 阅读教材，完善笔记 回 忆 燃 烧 热 的 定 义 ， 求 H2 的标准燃 烧热，引出盖 斯定律，从能 量 守 恒 的 去 理 解 盖 斯 定 律的内涵 活动元 2 模型认知 理解定律本质 5min 引导学生分析 求从始态到终态采用不同路径的ΔH 值，这些值之间有怎样的关系？ 练习巩固 ΔH1 A ΔH2 始态 S ΔH L 终态 ΔH3 BΔH4 CΔH5 DΔH6 ΔH=ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6 ΔH2=ΔH - ΔH1 设计方案： 根 据 状 态 图 示分析，练习 碳 完 全 燃 烧 一 步 完 成 和 分 步 进 行 的 反应热，深化 理 解 盖 斯 定 律 H2O(g) H2O(l) 4min 4min 若有一个反应体系为 1mol 的碳，完 全燃烧生成 CO2，请同学们分别设计 一步完成和分步进行的途径，思考不 同途径的反应热有什么关系？ 提问：生活中有没有类似的实例，也 遵循这一能量变化规律？ 一步：C(s)+ O2(g) = CO2(g) ΔH 两步： C(s)+ 1/2O2(g) = CO(g) ΔH1 CO(g)+ 1/2O2(g) = CO2(g) ΔH2 ΔH=ΔH1+ΔH2 小组讨论交流：生活中的登山现象，物理中 的势能、高度、做功等 活动元 3 应用定律 解决实际问题 8min 4min 过渡：有同学可能疑问，学了这么久 的盖斯定律有什么用呢？反应热不 是可以通过实验方法测定吗？ 设疑：碳不完全燃烧的产物为一氧化 碳，该过程的反应热用实验能否测 定？为什么？ 碳和一氧化碳的燃烧热我们都可以 通过实验测定，那可否利用其求出碳 不完全燃烧的产物为一氧化碳的反 应热呢？（碳和一氧化碳完全燃烧的 燃烧热分别为-393.5 KJ/mol 和-283.0 KJ/mol） 引导学生分析求解 问：代数加减法中，计算所求反应的 焓变，如何找出可用的已知热化学方 程式？ 追问：1、如何确定已知反应的加和 减 2、如何消去目标反应物中没有的物 质？ 总结：一些无法用实验测定的反应 热，借助盖斯定律可以直接计算出 来。 练习巩固：教材 p17 页 4、6 题 思考，回答问题： 不能，因为生成一氧化碳的同时，有部分一 氧化碳会转化成二氧化碳。 根据碳和一氧化碳的燃烧热，设计方案求： 碳不完全燃烧的产物为一氧化碳的反应热 方案： C(s)+ O2(g)=CO2(g)ΔH1=-393.5 KJ/mol ① CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)ΔH2=-283KJ/mol② ①-②得 C(s)+ 1/2O2(g) = CO(g) ΔH3=-110.5KJ/mol 小组讨论： 总结：目标物质，已知中找，同向加，异向 减 过渡物，要消去，同侧加，异向减 焓变关系：系数同，不用官，系数不同，焓 变不同。 完成练习 通 过 具 体 的 实例，认识盖 斯 定 律 的 价 值，通过巩固 练习，学会应 用盖斯定律 总结、布置作业 回忆本节课内容 板书设计：盖斯定律 1、 内容： 2、 论证： 3、 应用：