中和熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)

.中和熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn)教案課題中和熱的測(cè)定課型新課課時(shí)1上課時(shí)間2017.05.3教學(xué)背景分析教材分析本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容選自于人教版化學(xué)選修4第一章化學(xué)反應(yīng)與能量的第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量的變化實(shí)踐活動(dòng)部分。中和反應(yīng)反應(yīng)熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn)是本節(jié)實(shí)踐活動(dòng)部分的內(nèi)容，雖然安排在本節(jié)最后，也只是一個(gè)實(shí)踐活動(dòng)，但包含了很多知識(shí)點(diǎn)和考點(diǎn)，在本節(jié)中占有重要比重。學(xué)情分析學(xué)生在人教版化學(xué)必修2已經(jīng)學(xué)習(xí)了有關(guān)于酸堿中和反應(yīng)反應(yīng)熱的知識(shí)，知道了中和熱的定義，了解到了酸堿反應(yīng)會(huì)放出熱量，而在本節(jié)內(nèi)容也前面部分也了解到了反應(yīng)熱的定義，為本節(jié)課中和熱的測(cè)定奠定了基礎(chǔ)。教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能1. 正確認(rèn)識(shí)中和熱的概念。2. 掌握中和反應(yīng)反應(yīng)熱測(cè)定的原理。3. 了解溫度傳感器測(cè)定反應(yīng)熱的操作方法；4. 掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理方法。過程與方法1. 通過中和熱的測(cè)定，初步學(xué)會(huì)測(cè)定化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)熱的實(shí)驗(yàn)方法。2. 會(huì)分析測(cè)定反應(yīng)熱時(shí)誤差產(chǎn)生的原因，并能采取適當(dāng)措施減小實(shí)驗(yàn)誤差。3. 通過溫度傳感器的使用，感受數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法的優(yōu)勢(shì)。情感態(tài)度與價(jià)值觀1. 通過中和熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn)誤差的分析，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題，并且積極探索解決方案的科學(xué)精神。2. 通過使用DIS數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，將信息技術(shù)與化學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)合，感受數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)傳統(tǒng)儀器儀表的超越性教學(xué)重點(diǎn)1. 中和熱的測(cè)定原理和方法；2. 反應(yīng)熱測(cè)定過程中產(chǎn)生的誤差及原因；3. 中和熱與反應(yīng)熱的聯(lián)系和區(qū)別。教學(xué)難點(diǎn)1. 反應(yīng)熱測(cè)定過程中的誤差及產(chǎn)生原因教學(xué)方法演示觀察法、講授法、問答法板書設(shè)計(jì)要點(diǎn)：1.強(qiáng)酸強(qiáng)堿2.稀溶液3.堿過量Q =cmt近似：1.CNaOH=CHClC水 2.NaOH=HCl水中和熱的測(cè)定一、 中和熱：酸和堿反應(yīng)，生成1mol水時(shí)放出的熱量。二、 實(shí)驗(yàn)原理：H+OH-=H2O三、 實(shí)驗(yàn)用品：0.50mol/L鹽酸、0.55mol/LNaOH溶液四、 數(shù)據(jù)處理t1=(tHCl+tNaOH)/2 m=mHCl+mNaOHQ =cmtH=Qn教學(xué)設(shè)計(jì)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)【引入】經(jīng)過之前的學(xué)習(xí)我們已經(jīng)知道得化學(xué)反應(yīng)會(huì)伴隨有能量的變化，我們把化學(xué)反應(yīng)中吸收或者釋放出來的能量叫做反應(yīng)熱，反應(yīng)熱是一個(gè)個(gè)具體的數(shù)值，這些數(shù)值是如何得到的呢？這節(jié)課老師將帶領(lǐng)大家測(cè)量一種特殊的反應(yīng)熱中和熱【板書】中和熱的測(cè)量【提問】有同學(xué)還記得中和熱的定義嗎？【板書】一、 中和熱：酸和堿反應(yīng)，生成1mol水時(shí)放出的熱量?！編煛吭谶M(jìn)行中和熱測(cè)定實(shí)驗(yàn)時(shí)，是不是所有的酸堿都能適用呢？為什么不能用弱酸弱堿測(cè)中和熱？【副板書】要點(diǎn)：1.強(qiáng)酸強(qiáng)堿【師】是的，因?yàn)槿跛崛鯄A電離吸收熱量，那么我們可以直接用強(qiáng)酸強(qiáng)堿反應(yīng)的離子方程式來表示反應(yīng)原理，應(yīng)該怎么寫呢？【板書】二、 原理：H+OH-=H2O【師】好現(xiàn)在讓我們來看一下今天要用到的實(shí)驗(yàn)藥品，鹽酸濃度為0.5mol/L，我們會(huì)取用50ml，氫氧化鈉溶液的濃度為0.55mol/L，同樣取用50ml?！景鍟咳?藥品：鹽酸0.5mol/L50ml氫氧化鈉溶液0.55mol/L50ml【師】同學(xué)們可以看到這里鹽酸和氫氧化鈉的濃度都是很低的，可以使用濃溶液?jiǎn)?？為什么？【副板書?.稀溶液【師】對(duì)啊，強(qiáng)酸強(qiáng)堿的濃溶液在混合稀釋的時(shí)候會(huì)放出熱量，影響測(cè)量，細(xì)心的同學(xué)可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了這里堿的濃度比酸要大，也就是說堿過量，堿過量的目的又是什么呢？【板書】3.堿過量【師】這里的氫氧化鈉過量是為了使鹽酸完全反應(yīng)?！編煛窟@個(gè)實(shí)驗(yàn)要求的是測(cè)量中和熱，可是我們無法直接測(cè)量熱量的變化，同學(xué)們可以想到其他間接測(cè)熱量的方法嗎？【師】對(duì)，熱量變化會(huì)導(dǎo)致溶液的溫度變化，那熱量Q與溫度變化t之間的關(guān)系是怎樣的呢？【副板書】Q=cmt【師】這里的C為比熱容，m為取用藥品的質(zhì)量，為了計(jì)算的方便，我們需要用到有近似處理， 所用酸堿的比熱容和密度與水相同。所以在這個(gè)式子中我們只需要測(cè)量反應(yīng)前后溫度的變化就可以求出反應(yīng)熱Q?！編煛空f到測(cè)量溫度同學(xué)們首先想到的應(yīng)該就是溫度計(jì)，根據(jù)大家的經(jīng)驗(yàn)有沒有發(fā)現(xiàn)溫度計(jì)在使用時(shí)存在的一些弊端？【師】我聽見了很多種回答，比如精確度不高，讀數(shù)不夠迅速、測(cè)量范圍小。為了到達(dá)更好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，老師今天把溫度計(jì)換成了一種更加精密的儀器-溫度傳感器，這就是溫度傳感器，它有金屬探針和傳感器線路兩部分組成，溫度熱敏元件在金屬探針的尖端，所以大家使用時(shí)一定要注意保護(hù)好尖端，不能在堅(jiān)硬的物體表面摩擦。金屬探針的使用方法與溫度計(jì)類似，讓被測(cè)物與探針尖端充分接觸即可?！具^渡】熱量的變化除了引起溫度的變化還會(huì)有部分散失，為了減小熱量的散失，我們可以采取哪些措施來減小熱量的散失呢？【講述】對(duì)，為了減少熱量的散失，我們就應(yīng)當(dāng)要做好保溫工作，說到保溫，同學(xué)們可以想到哪些方法呢？【師】保溫的方法有很多種，課本上用泡沫塑料自制了保溫裝置，今天老師使用的是保溫杯作為反應(yīng)裝置。這就是我們要使用的保溫杯，此外還有一個(gè)開了孔的硬紙板作為蓋子，硬紙板的作用也是為了減少熱量的散失。硬紙板上有兩個(gè)小孔一個(gè)讓金屬探針通過，一個(gè)讓玻璃攪拌棒通過，大家觀察一下發(fā)現(xiàn)這個(gè)攪拌棒有什么不同了嗎？【師】這就是環(huán)形玻璃攪拌棒，大家覺得應(yīng)該如何使用呢？【師】對(duì)，上下攪動(dòng)，環(huán)形結(jié)構(gòu)讓攪拌更加均勻?！編煛亢?，講了這么多，現(xiàn)在要開始正式的實(shí)驗(yàn)了，將溫度傳感器與電腦連接好，紅燈亮表示已經(jīng)連接好，在DIS軟件中，點(diǎn)擊生化專用軟件，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中找到中和熱，好，這就是中和熱測(cè)定得界面了，這里有一個(gè)溫度曲線圖，紅色的T這里會(huì)顯示讀數(shù)，界面上還給出了水的比熱容和我們今天取用藥品的質(zhì)量為0.1kg，下面我需要一個(gè)同學(xué)來協(xié)助我完成實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)這位同學(xué)幫我量取50mL0.5mol/L的鹽酸，倒入保溫杯中測(cè)量溫度，注意要拿著金屬探針測(cè)量時(shí)不能碰到內(nèi)壁，點(diǎn)擊開始實(shí)驗(yàn)，待溫度穩(wěn)定后記錄在表格中?！編煛吭僬?qǐng)量取50mL0.55mol/L氫氧化鈉溶液，倒入小燒杯中，測(cè)量溫度，同樣讀數(shù)穩(wěn)定后記錄?！編煛咳缓笪覀兙鸵褮溲趸c溶液倒入到保溫杯中了，為了減少熱量散失，我們要快速倒入，并蓋好蓋板。然后用環(huán)形玻璃棒攪拌。我們可以看到溫度曲線在升高然后趨于水平不再上升，這時(shí)候就可以點(diǎn)擊停止實(shí)驗(yàn)，點(diǎn)擊選擇T值選擇混合后的最大值，我們直接在平臺(tái)上取值即可。這是我們就得到了反應(yīng)前后的溫度了。接下來就是數(shù)據(jù)計(jì)算，點(diǎn)擊數(shù)據(jù)計(jì)算，誒，大家看，直接就得到了Q的值?！編煛縿倓偸请娔X直接幫我們計(jì)算得到了反應(yīng)熱Q，讓我們?cè)賮砘仡櫼幌抡麄€(gè)計(jì)算過程，首先測(cè)量了鹽酸和氫氧化鈉的初始溫度，大家看一下表格中的公式，DIS軟件做了怎樣的處理來得到反應(yīng)前的溫度的呀？【師】取酸堿初始溫度的平均值作為反應(yīng)前的溫度，混合后后溫度的最大值為反應(yīng)后的溫度。把鹽酸和氫氧化鈉的質(zhì)量相加得到總質(zhì)量m。再利用比熱容公式求出反應(yīng)熱，那這里得到的反應(yīng)熱是要測(cè)量的中和熱嗎？我們對(duì)于中和熱的定義是說生成一摩爾的水時(shí)放出的熱量，所以還要怎么處理呢？【板書】四、數(shù)據(jù)處理t1=(tHCl+tNaOH)/2 m=mHCl+mNaOHQ =cmtH=Qn【師】這樣就測(cè)量出了中和熱，今天的思考題就是，對(duì)你測(cè)量出來的中和熱進(jìn)行分析，和理論值相比是偏大還是偏小，誤差產(chǎn)生的原因可能有哪些？【回答】酸和堿反應(yīng)，生成1mol水時(shí)放出的熱量【回答】弱酸弱堿電離吸收熱量【回答】H+OH-=H2O【回答】不可以，濃溶液稀釋會(huì)放出熱量【回答】使鹽酸完全反應(yīng)【回答】可以測(cè)溫度變化【回答】Q=cmt【回答】熱量散失【回