反應(yīng)熱的計(jì)算+教學(xué)設(shè)計(jì) 高二化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

教學(xué)設(shè)計(jì)

課程基本信息學(xué)科高中化學(xué)年級(jí)高二學(xué)期秋季課題反應(yīng)熱的計(jì)算教科書(shū)書(shū)名：高中化學(xué)選擇性必修1化學(xué)反應(yīng)原理教學(xué)目標(biāo)1.通過(guò)觀察熱化學(xué)方程式和焓的變化示意圖，得出蓋斯定律的內(nèi)容，構(gòu)建蓋斯定律的模型，并能從途徑、體系能量、能量守恒等角度理解蓋斯定律，認(rèn)識(shí)同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱與反應(yīng)進(jìn)行的途徑無(wú)關(guān)。2.通過(guò)長(zhǎng)征系列火箭推進(jìn)劑的熱化學(xué)方程式分析，掌握蓋斯定律的應(yīng)用。教學(xué)內(nèi)容教學(xué)重點(diǎn)：蓋斯定律的理解和應(yīng)用。

教學(xué)難點(diǎn)：蓋斯定律的理解。教學(xué)過(guò)程【情境引入】我國(guó)首個(gè)獨(dú)立火星探測(cè)任務(wù)“天問(wèn)一號(hào)”搭乘長(zhǎng)征五號(hào)遙四火箭成功發(fā)射入軌，長(zhǎng)征五號(hào)系列運(yùn)載火箭“胖五”作為我國(guó)運(yùn)載能力最大的火箭，其運(yùn)載能力和它的推進(jìn)劑是分不開(kāi)的?？茖W(xué)家為什么選擇液氫-液氧作為長(zhǎng)征五號(hào)火箭的推進(jìn)劑？推進(jìn)劑的選擇和反應(yīng)熱有什么關(guān)系？今天我們就一起來(lái)探討學(xué)習(xí)?！緦W(xué)習(xí)任務(wù)1】發(fā)現(xiàn)蓋斯定律提問(wèn)1：火箭推進(jìn)劑產(chǎn)生的熱效應(yīng)是衡量推進(jìn)劑效能的重要指標(biāo)，如何獲得推進(jìn)劑燃燒時(shí)的反應(yīng)熱呢？學(xué)生：實(shí)驗(yàn)測(cè)量展示：提問(wèn)2：是否所有化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱都可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定？學(xué)生：不是，不能直接反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)熱無(wú)法通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定展示：碳的燃燒需要幾個(gè)小時(shí)常溫下石墨變成金剛石需要幾萬(wàn)年結(jié)論：進(jìn)行得很慢的反應(yīng)反應(yīng)熱不能通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定提問(wèn)3：碳燃燒生成CO:C(s)+1/2O2(g)=CO(g)的反應(yīng)熱ΔH，能否通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定？請(qǐng)說(shuō)明理由？學(xué)生：不能，有副反應(yīng)發(fā)生的反應(yīng)的反應(yīng)熱是無(wú)法直接測(cè)定的。提問(wèn)4：已知C(s)和CO(g)的燃燒熱，如表，請(qǐng)寫(xiě)出C(s)和CO(g)完全燃燒的熱化學(xué)方程式學(xué)生：C(s)+O2(g)＝CO2(g)ΔH1＝－393.5kJ/mol①CO(g)+1/2O2(g)＝CO2(g)ΔH2＝－283.0kJ/mol②查閱資料：C(s)+1/2O2(g)＝CO(g)ΔH3＝－110.5kJ/mol③提問(wèn)5：分析數(shù)據(jù)，尋找三個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)熱的關(guān)系、三個(gè)方程式之間的關(guān)系展示第二組：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)ΔH4=－241.8kJ/mol④H2O(g)=H2O(l)ΔH5=－44.0kJ/mol⑤H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH6=－285.8kJ/mol⑥繼續(xù)分析數(shù)據(jù)，尋找三個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)熱的關(guān)系、三個(gè)方程式之間的關(guān)系學(xué)生：反應(yīng)熱關(guān)系：ΔH1＝ΔH2+ΔH3ΔH6＝ΔH4+ΔH5方程式關(guān)系：①＝②+③⑥＝④+⑤提問(wèn)6：請(qǐng)畫(huà)出第一組熱化學(xué)方程式中焓的變化示意圖學(xué)生：提問(wèn)7：請(qǐng)根據(jù)數(shù)據(jù)關(guān)系和焓的變化示意圖總結(jié)你發(fā)現(xiàn)的規(guī)律學(xué)生：反應(yīng)物與生成物確定,反應(yīng)熱就確定,與反應(yīng)途徑無(wú)關(guān)！小結(jié)：蓋斯定律：一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，不管是一步完成的還是分幾步完成的，其反應(yīng)熱是相同的。即，在一定條件下，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)進(jìn)行的途徑無(wú)關(guān)。化學(xué)家蓋斯改進(jìn)了拉瓦錫和拉普拉斯的冰量熱計(jì)，從而較為準(zhǔn)確地測(cè)量了許多化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)。通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，蓋斯發(fā)現(xiàn)：總結(jié)：【學(xué)習(xí)任務(wù)2】理解蓋斯定律途徑角度理解蓋斯定律體系能量角度理解蓋斯定律反應(yīng)A(g)＋B(g)→C(g)(ΔH＜0)其一步和多步完成的能量示意圖如圖能量守恒角度理解蓋斯定律同一個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)方程式，正向反應(yīng)ΔH1與逆向反應(yīng)ΔH2大小相等，符號(hào)相反，即ΔH1＝-ΔH2【學(xué)習(xí)任務(wù)3】應(yīng)用蓋斯定律練習(xí)1：已知H2(g)的燃燒熱ΔH=-285.8kJ/mol，設(shè)計(jì)計(jì)算長(zhǎng)征五號(hào)四遙火箭液氫-液氧推進(jìn)劑反應(yīng)生成氣態(tài)水的反應(yīng)熱ΔH?已知：H2(l)=H2(g)ΔH1=+0.92kJ/molO2(l)=O2(g)ΔH2=+6.84kJ/molH2O(l)=H2O(g)ΔH3=+44.0kJ/mol學(xué)生：已知反應(yīng)：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH4=－285.8kJ/mol未知反應(yīng)：H2(l)+1/2O2(l)=H2O(g)ΔH5=？虛擬路徑法：加和法：①：H2(l)=H2(g)ΔH1=+0.92kJ/mol②：1/2O2(l)=1/2O2(g)1/2ΔH2=+3.42kJ/mol③：H2O(l)=H2O(g)ΔH3=+44.0kJ/mol④：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH4=－285.8kJ/mol⑤：H2(l)+1/2O2(l)=H2O(g)ΔH5=？⑤=④+①+1/2②+③△H5=△H4+△H1+1/2ΔH2+△H3H2(l)+1/2O2(l)=H2O(g)ΔH=-237.46kJ/mol練習(xí)2：長(zhǎng)征二號(hào)捆綁式火箭，以N2H4(肼)作為燃料，NO2作氧化劑，生成N2、液態(tài)H2O。請(qǐng)寫(xiě)出發(fā)射火箭反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。已知：①N2(g)+2O2(g)==2NO2(g)△H1=+67.2kJ/mol②N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l)△H2=-534kJ/mol學(xué)生：③2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)③=2×②－①ΔH=2ΔH2—ΔH1=-1135.2kJ/mol2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)ΔH=-1135.2kJ/mol【我們的收獲】【交流討論】H2(l)+1/2O2(l)=H2O(g)ΔH=-237.46kJ/mol2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)ΔH=-1135.2kJ/mol根據(jù)熱化學(xué)方程式分析，火箭推進(jìn)劑液氫-液氧和肼-二氧化氮哪種好？為什么？學(xué)生1：液氫-液氧火箭推進(jìn)劑好，因?yàn)闅錃夂脱鯕庖约胺磻?yīng)后的產(chǎn)物都無(wú)毒，而肼-二氧化氮有毒。學(xué)生2：肼-二氧化氮火箭推進(jìn)劑好，因?yàn)?mol物質(zhì)反應(yīng)熱更大，并且氫氣的制備比較困難。2，如果你是科學(xué)家你會(huì)如何選擇火箭推進(jìn)劑？學(xué)生