苏教版高中化学选修化学反应原理教案-1.1化学反应中的热效

《反应热的测量与计算》教学设计 教材分析: 1.本节课内容在教材中的地位、作用 本节内容属于热化学基础知识，主要解决中和反应热效应的测量问题。在必 修 2 以及前一节内容的学习中，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， 本节是在此基础上的扩展和提高，从必修的宏观和定性提升到微观和定量的要 求。 2.内容特点 本节内容逻辑性强，体现知识的逻辑顺序。教材首先设置“活动与探究”， 通过测定盐酸与氢氧化钠溶液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；然后通过讨论问题，理解测定反应热的基本原理；再介 绍科学家精确测量反应热的方法，引导学生认识科学探究的严格性。 学情分析： 由于学生原有知识基础不同，实验操作能力不同，因而学生对实验原理的理 解、实验操作的完成上会存在差异，教师在教学过程中要根据学生的具体情况进 行调整，做到课堂内外有机结合、学生自主探究与小组合作完成有机结合。 从知识层面上看，学生已经掌握化学反应与能量的变化关系，他们非常想知 道利用什么方法可测得这些反应热，从而调动他们对知识的求知欲。 从能力层面上看，学生具有独立或合作完成简单的实验探究活动，并具备用 已有知识解决简单问题的能力。 教学目标： 1.探究中和热测定的实验原理，理解并能说出原理。 2.根据原理能分析说出所用的仪器和操作步骤，理解相关操作的注意事项及 原因。 教学重点、难点： 中和反应热测定的实验方法是本节课的重点； 测定反应热的基本原理和数据处理是本节知识的难点。 教学过程： 一．组织教学，课前呼号 二．明确学习目标 三．自主梳理，复习梳理比热容的相关知识 1.比热容（Specific Heat Capacity，符号 c），简称比热，亦称比热容量， 是常用的一个物理量。它指单位质量的某种物质升高或下降单位温度所吸收或放 出的热量。其国际单位制中的单位是 J/( kg · K )，常用单位也可以为 J /(g·℃）。根据此定义，便可得出以下公式： 由此可以得到：Q=cmΔT 水的比热容为 4.18J /(g·℃） 2.阶梯性巩固训练，热学知识热身 问题 1:质量为 20g 的水，若温度由 10℃升高到 50℃，吸收的热量是多少 kJ？ 问题 2：20g0.1mol/L 的盐酸与 20g0.1mol/L 氢氧化钠溶液混合，其初始温度 为 25℃，反应后的温度为 27.5℃，反应在绝热容器内进行，视两种稀溶液的比 热容与水的比热容相同，则反应放出的热量为多少 kJ？ 问题 3：质量为 m1 g 温度为 t1 的水与质量为 m2 g 温度为 t2 的水混合 （t2>t1)， (1)混合后的温度为多少？ (2)若想使水混合后的温度为 ，取不同温度水的质量要满足什么关系？ （学生课堂解题，座位上展讲） 四．合作交流 根据中和热的定义和上述热学知识，尝试设计实验测定盐酸与氢氧化钠溶液 反应的中和热。 五．展示成果：小组代表展示，阐述实验设计原理，可相互质疑。 六：教师点拨，反馈提升 1.实验原理：在绝热容器中，将已知浓度和体积酸、碱稀溶液混合，发生中 和反应，_______放出的热使体系温度升高，测量出 水(稀溶液)的温度变化， 根据溶液的质量、比热容即可求出反应放出的热量。除以生成水的物质的量，即 求得中和热的数值。 ΔH＝－4.18×10－3·m溶液·t2－t1 nH2O kJ·mol－1 请大家仔细观看《中和热的测定》实验视频，思考下列问题：（1）实验装 置都有什么？（2）实验步骤是怎么样的？（学生回答，教师点拨） 2.实验装置 下列实验装置中各仪器(或物品)的名称是什么?还需要什么仪器？ 3.实验步骤： (1)量取酸碱溶液，测初始温度(t1) (2)混合酸碱溶液，测终止温度(t2) (3)重复实验，处理数据 重复操作三次，记录每次的实验数据，取其平均值作为计算依据。若有偏 差大的数据应舍弃 问题讨论： 1.环形搅拌棒的材质是什么?可不可以用铁或铜的材料来代替? 2.取一定体积的酸碱溶液，测初始温度时，用一根温度计测完酸溶液的温 度，然后直接用这个温度计去测碱溶液的温度是否可以，为什么？ 3.碱溶液在放置和操作过程中会吸收空气中的二氧化碳，为了使测定的结 果更加准确，甲乙两同学提出两种方法来克服。甲同学用 50mL0.55 mol·L－1 NaOH 溶液与 50mL0.50 mol·L－1 盐酸反应。乙同学业用 55mL 0.50 mol·L－1 NaOH 溶液与 50mL0.50 mol·L－1 盐酸反应。哪个同学的 方案正确？为什么？ 4.中和热测定实验中应注意的事项 (1)防止热量散失的方法：a.两个烧杯口要相平；b.在两个烧杯之间填充碎 泡沫塑料或碎纸片；c.用玻璃棒搅拌，而不能用金属棒(丝)搅拌；d.实验时动作 要迅速。 (2)在测定过程中要使碱过量，确保酸碱中和反应进行完全，不发生副反应。 (3)若用一支温度计测完酸初始温度，要用水洗涤后再去测碱的初始温度。 (4)数据处理时，相差较大的数据可能是偶然误差引起的，应舍去。 (5)盐酸、氢氧化钠溶液为稀溶液，其密度近似地认为都是 1 g·cm－3， 反应后溶液的比热容也认为近似等于水的。在计算过程中，中和热的单位为 kJ·mol－1，故公式中 c＝4.18×10-3kJ/（g·℃） 七.课堂小结 八.活学活用，达标检测 1.在做中和热测定实验时，应使用的仪器是 ①量筒 ②托盘天平 ③烧杯 ④容量瓶 ⑤冷凝管 ⑥温度计 ⑦酒精 灯 A.①③⑥ B.②③⑤ C.①②③⑥ D.①②⑥⑦ 2.已知强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热化学方程式为 H＋(aq)＋OH －(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，又知电解质的电离是吸热过程。 向 1 L 0.5 mol·L－1 的 NaOH 溶液中加入下列物质：①稀醋酸；②浓硫酸；③ 稀硝酸，恰好完全反应。则其焓变ΔH1、ΔH2、ΔH3 的关系是 A.ΔH1>ΔH2>ΔH3 B.ΔH1ΔH3>ΔH2 3.已知 H＋＋OH－===H2O 生成 1 mol H2O(l)放出热量 57.3 kJ，下列反应 中能放出 57.3 kJ 热量的是 A.1 mol 稀 H2SO4 与足量 NaOH 溶液反应 B.稀盐酸与氨水反应生成 1 mol H2O C.稀盐酸与稀 Ba(OH)2 溶液反应生成 1 mol 水 D.稀 NaOH 与 95%浓硫酸反应生成 1 mol 水 4.已知 H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1。回答下 列问题： (1)用含 20 g NaOH 的稀溶液跟足量稀盐酸反应放出________kJ 的热量。 (2)用含 2 mol H2SO4 的稀溶液跟足量稀 NaOH 反应，此反应的中和热ΔH ＝______________。 (3)如果将(1)反应中的稀盐酸换成稀醋酸，反应放出的热量______(填“大 于”“小于”或“等于”)原来的。 5.实验室利用如图装置进行中和热的测定，请回答下列问题： (1)做 1 次完整的中和热测定实验，温度计至少需使用____次，某同学为了 省去清洗温度计的麻烦，建议实验时使用两支温度计分别测量酸和碱的温度，你 是否同意该同学的观点，为什么？ (2)实验室用 50 mL 0.50 mol·L－1 盐酸，50 mL 0.55 mol·L－1 NaOH 溶液进行测定中和热的实验，为了把测量数据记录下来，请你设计表格。 教学反思 1.利用信息技术与传统课堂教学整合。中和反应热的测量实验是学生第一次 接触到的定量测定实验，且操作要求高，因此，先让学生学习中和反应热测量的 基本原理，且观看实验视频，了解操作的要点和注意点，为课堂教学更准确地找 到了教与学的起点与着力点，使课堂教学更有针对性，更有实效性。 2.教师在课堂教学中适当放手，适当开放，把研究性学习的思想引入课堂。 现代教学论认为，课堂教学不能仅仅局限于集体授课这一传统的封闭形式，应以 教学对象、教学内容、教学环境等方面的不同而变化。