12反應(yīng)熱的測(cè)量和計(jì)算教學(xué)設(shè)計(jì)高二上學(xué)期化學(xué)滬科版（2020）選擇性必修1

《反應(yīng)熱的測(cè)量和計(jì)算》教學(xué)設(shè)計(jì)一、教材分析1、教材版本及章節(jié)本課程教材采用滬科版（2020）選擇性必修1化學(xué)反應(yīng)原理，第1章化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)中的1.2反應(yīng)熱的測(cè)量和計(jì)算。2、教材內(nèi)容的地位和作用這部分內(nèi)容是在學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)的基本概念之后，進(jìn)一步深入到反應(yīng)熱的測(cè)量和計(jì)算方法。它是對(duì)化學(xué)反應(yīng)能量變化定量研究的重要環(huán)節(jié)，為后續(xù)學(xué)習(xí)化學(xué)平衡、電化學(xué)等內(nèi)容奠定了堅(jiān)實(shí)的能量基礎(chǔ)。例如，在化學(xué)平衡中，反應(yīng)熱的大小會(huì)影響反應(yīng)的限度，而在電化學(xué)中，反應(yīng)熱與電能的轉(zhuǎn)化也有著密切的聯(lián)系。二、學(xué)情分析1、知識(shí)基礎(chǔ)學(xué)生在之前已經(jīng)學(xué)習(xí)了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，對(duì)吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)有了初步的認(rèn)識(shí)，能夠判斷一些簡(jiǎn)單反應(yīng)的熱效應(yīng)類型。但是對(duì)于反應(yīng)熱的具體測(cè)量和精確計(jì)算還缺乏系統(tǒng)的了解。2、能力基礎(chǔ)經(jīng)過(guò)之前的化學(xué)學(xué)習(xí)，學(xué)生具備了一定的實(shí)驗(yàn)操作能力和數(shù)據(jù)處理能力，但在設(shè)計(jì)復(fù)雜實(shí)驗(yàn)以及對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差進(jìn)行分析和修正方面還存在不足。3、情感態(tài)度學(xué)生對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)普遍感興趣，但對(duì)于較為抽象的反應(yīng)熱計(jì)算可能會(huì)存在畏難情緒。需要通過(guò)有趣的實(shí)驗(yàn)和實(shí)際案例來(lái)激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)他們克服困難的勇氣。三、教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能目標(biāo)學(xué)生能夠理解反應(yīng)熱測(cè)量的基本原理，包括量熱計(jì)的使用方法。例如，知道量熱計(jì)是通過(guò)測(cè)量反應(yīng)前后體系溫度的變化來(lái)計(jì)算反應(yīng)熱的。掌握反應(yīng)熱計(jì)算的幾種常見(jiàn)方法，如根據(jù)熱化學(xué)方程式計(jì)算、利用蓋斯定律計(jì)算等。能準(zhǔn)確寫出熱化學(xué)方程式，并根據(jù)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)與反應(yīng)熱的關(guān)系進(jìn)行計(jì)算。2、過(guò)程與方法目標(biāo)通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究反應(yīng)熱的測(cè)量過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、操作能力以及對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和處理能力。例如，在量熱計(jì)中進(jìn)行酸堿中和反應(yīng)，測(cè)量反應(yīng)前后溫度變化，然后根據(jù)公式計(jì)算反應(yīng)熱，在這個(gè)過(guò)程中學(xué)會(huì)如何減少實(shí)驗(yàn)誤差。通過(guò)對(duì)蓋斯定律的學(xué)習(xí)和應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和解決問(wèn)題的能力。能夠運(yùn)用蓋斯定律將多個(gè)反應(yīng)方程式進(jìn)行組合，從而計(jì)算出目標(biāo)反應(yīng)的反應(yīng)熱。3、情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和實(shí)事求是的精神。在反應(yīng)熱測(cè)量實(shí)驗(yàn)中，嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)步驟操作，如實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差進(jìn)行客觀分析。讓學(xué)生體會(huì)到化學(xué)與生活、生產(chǎn)的密切聯(lián)系，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣和使命感。例如，通過(guò)介紹反應(yīng)熱在燃料燃燒、化工生產(chǎn)中的應(yīng)用，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到化學(xué)知識(shí)的實(shí)用性。四、教學(xué)重難點(diǎn)1、教學(xué)重點(diǎn)反應(yīng)熱測(cè)量的原理和實(shí)驗(yàn)操作要點(diǎn)。比如量熱計(jì)的構(gòu)造和使用時(shí)的注意事項(xiàng)，如隔熱、準(zhǔn)確測(cè)量溫度等。蓋斯定律的理解和應(yīng)用。要讓學(xué)生明白蓋斯定律的本質(zhì)是反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān)，并且能夠熟練運(yùn)用蓋斯定律進(jìn)行反應(yīng)熱的計(jì)算。2、教學(xué)難點(diǎn)反應(yīng)熱測(cè)量實(shí)驗(yàn)中的誤差分析。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)過(guò)程中可能會(huì)受到多種因素的影響，如熱量的散失、溫度計(jì)的精度等，需要學(xué)生綜合考慮各種因素來(lái)分析誤差產(chǎn)生的原因并提出改進(jìn)措施。蓋斯定律在復(fù)雜反應(yīng)體系中的應(yīng)用。當(dāng)涉及多個(gè)反應(yīng)方程式的組合和調(diào)整時(shí)，學(xué)生可能會(huì)感到困惑，不知道如何正確地運(yùn)用蓋斯定律來(lái)得到目標(biāo)反應(yīng)的反應(yīng)熱。五、教學(xué)方法1、講授法對(duì)于反應(yīng)熱測(cè)量的原理、蓋斯定律等理論性較強(qiáng)的內(nèi)容，通過(guò)清晰、準(zhǔn)確的講解，讓學(xué)生理解基本概念和原理。例如，在講解蓋斯定律時(shí)，結(jié)合具體的反應(yīng)實(shí)例，用通俗易懂的語(yǔ)言解釋定律的內(nèi)涵。2、實(shí)驗(yàn)探究法安排反應(yīng)熱測(cè)量的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親身體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，在實(shí)驗(yàn)中探索反應(yīng)熱測(cè)量的方法和技巧，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰涂茖W(xué)探究精神。比如在進(jìn)行酸堿中和反應(yīng)熱測(cè)量實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓學(xué)生分組操作，觀察溫度變化，記錄數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析。3、討論法在學(xué)習(xí)蓋斯定律的應(yīng)用以及反應(yīng)熱測(cè)量誤差分析時(shí)，組織學(xué)生進(jìn)行小組討論。讓學(xué)生各抒己見(jiàn)，分享自己的想法和見(jiàn)解，通過(guò)討論加深對(duì)知識(shí)的理解，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的合作交流能力。例如，在討論如何減少反應(yīng)熱測(cè)量實(shí)驗(yàn)誤差時(shí)，學(xué)生可以交流各自在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題和可能的解決辦法。六、教學(xué)過(guò)程1、導(dǎo)入（5分鐘）教師講述：“同學(xué)們，咱們都知道化學(xué)反應(yīng)中會(huì)有能量的變化，就像我們平常燒煤取暖，這是一個(gè)化學(xué)反應(yīng)釋放能量的過(guò)程。那大家想不想知道，科學(xué)家們是如何精確地測(cè)量化學(xué)反應(yīng)釋放或者吸收了多少熱量呢？今天咱們就一起來(lái)學(xué)習(xí)反應(yīng)熱的測(cè)量和計(jì)算?！蓖ㄟ^(guò)這個(gè)生活中常見(jiàn)的化學(xué)能量變化的例子，引出本節(jié)課的主題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。2、反應(yīng)熱測(cè)量原理講解（10分鐘）教師講解：“同學(xué)們，要測(cè)量反應(yīng)熱，我們需要用到一個(gè)重要的儀器——量熱計(jì)。量熱計(jì)的原理其實(shí)很簡(jiǎn)單，就像我們測(cè)量物體溫度變化來(lái)計(jì)算熱量變化一樣。當(dāng)化學(xué)反應(yīng)在量熱計(jì)中進(jìn)行時(shí)，反應(yīng)放出或吸收的熱量會(huì)使量熱計(jì)中的體系溫度發(fā)生變化。根據(jù)公式Q=cmΔT（Q表示反應(yīng)熱，c表示比熱容，m表示質(zhì)量，ΔT表示溫度變化），我們就可以計(jì)算出反應(yīng)熱了。這里的比熱容是量熱計(jì)以及反應(yīng)體系的一個(gè)特性值，我們要根據(jù)具體的情況來(lái)確定。”教師可以用簡(jiǎn)單的示意圖在黑板上畫出量熱計(jì)的基本結(jié)構(gòu)，包括內(nèi)筒、外筒、溫度計(jì)等部分，同時(shí)解釋各部分的作用。例如，外筒起到隔熱的作用，防止熱量散失到外界環(huán)境中，內(nèi)筒是反應(yīng)進(jìn)行的場(chǎng)所，溫度計(jì)用來(lái)測(cè)量反應(yīng)前后的溫度變化。3、反應(yīng)熱測(cè)量實(shí)驗(yàn)演示（15分鐘）教師開始演示酸堿中和反應(yīng)熱的測(cè)量實(shí)驗(yàn)。教師邊操作邊講解：“同學(xué)們，現(xiàn)在老師要進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的酸堿中和反應(yīng)，鹽酸和氫氧化鈉反應(yīng)。首先，我們要準(zhǔn)確量取一定體積的鹽酸和氫氧化鈉溶液，并且測(cè)量它們的初始溫度。大家看，這就是量熱計(jì)，我們把兩種溶液倒入量熱計(jì)的內(nèi)筒中，然后迅速攪拌，讓它們充分反應(yīng)。在反應(yīng)過(guò)程中，大家要密切觀察溫度計(jì)的示數(shù)變化哦。”教師在演示過(guò)程中，強(qiáng)調(diào)操作的規(guī)范性，如溶液的量取要準(zhǔn)確、倒入溶液的速度要快、攪拌要均勻等，這些操作都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。反應(yīng)結(jié)束后，教師根據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)，按照公式計(jì)算出反應(yīng)熱，并向?qū)W生展示計(jì)算過(guò)程。4、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)（25分鐘）教師將學(xué)生分成小組，每個(gè)小組進(jìn)行酸堿中和反應(yīng)熱測(cè)量實(shí)驗(yàn)。教師在各小組間巡視，及時(shí)指導(dǎo)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作，解答學(xué)生提出的問(wèn)題。例如，有的小組可能會(huì)在溫度計(jì)讀數(shù)上出現(xiàn)問(wèn)題，教師要指導(dǎo)他們正確讀數(shù)；有的小組可能攪拌不均勻，教師要提醒他們改進(jìn)操作方法。各小組完成實(shí)驗(yàn)后，要求學(xué)生記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算反應(yīng)熱，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行初步分析。5、實(shí)驗(yàn)誤差分析討論（15分鐘）教師組織學(xué)生進(jìn)行小組討論：“同學(xué)們，大家剛剛都完成了實(shí)驗(yàn)，那大家覺(jué)得自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確嗎？有沒(méi)有可能存在誤差呢？如果有誤差，可能是哪些原因造成的呢？”各小組展開熱烈討論，然后每個(gè)小組派代表發(fā)言。有的小組可能會(huì)提到熱量散失到外界是一個(gè)誤差來(lái)源，比如量熱計(jì)的隔熱效果不好；有的小組可能會(huì)說(shuō)溶液濃度不準(zhǔn)確也會(huì)影響結(jié)果；還有的小組可能會(huì)意識(shí)到溫度計(jì)讀數(shù)不準(zhǔn)確也會(huì)帶來(lái)誤差。教師對(duì)學(xué)生的發(fā)言進(jìn)行總結(jié)和補(bǔ)充：“同學(xué)們說(shuō)得都很對(duì)，熱量散失是一個(gè)很重要的誤差來(lái)源，所以我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中要盡量做好隔熱措施。溶液濃度不準(zhǔn)確會(huì)影響反應(yīng)的物質(zhì)的量，從而影響反應(yīng)熱的計(jì)算。溫度計(jì)讀數(shù)不準(zhǔn)確也會(huì)導(dǎo)致我們計(jì)算出的溫度變化有偏差。那針對(duì)這些誤差來(lái)源，我們可以采取哪些改進(jìn)措施呢？”學(xué)生再次進(jìn)行討論，提出改進(jìn)措施，如使用更好的隔熱材料、重新準(zhǔn)確配制溶液、多次測(cè)量取平均值等。6、蓋斯定律講解（15分鐘）教師講解：“同學(xué)們，在化學(xué)反應(yīng)中，有時(shí)候我們不能直接測(cè)量某個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)熱，這時(shí)候就需要用到蓋斯定律了。蓋斯定律就像是一條化學(xué)中的‘捷徑’。它告訴我們，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān)。比如說(shuō)，有反應(yīng)A到B，我們可以直接從A到B，也可以經(jīng)過(guò)C再到B，不管是哪種途徑，反應(yīng)熱是一樣的。”教師通過(guò)簡(jiǎn)單的反應(yīng)路線圖在黑板上進(jìn)行演示，讓學(xué)生更直觀地理解蓋斯定律的含義。教師給出幾個(gè)簡(jiǎn)單的反應(yīng)方程式，如：反應(yīng)①：C(s)+O?(g)=CO?(g)ΔH?反應(yīng)②：CO(g)+1/2O?(g)=CO?(g)ΔH?然后提問(wèn)學(xué)生：“如果我們想知道反應(yīng)C(s)+1/2O?(g)=CO(g)ΔH的反應(yīng)熱，該怎么利用蓋斯定律呢？”7、蓋斯定律應(yīng)用練習(xí)（20分鐘）教師給出一些蓋斯定律應(yīng)用的練習(xí)題，讓學(xué)生分組進(jìn)行練習(xí)。例如：已知反應(yīng)①：2H?(g)+O?(g)=2H?O(l)ΔH?=571.6kJ/mol反應(yīng)②：H?(g)+1/2O?(g)=H?O(g)ΔH?=241.8kJ/mol求反應(yīng)H?O(g)=H?O(l)ΔH的反應(yīng)熱。各小組學(xué)生合作完成練習(xí)，然后教師選擇幾個(gè)小組展示他們的解題過(guò)程，并進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。在點(diǎn)評(píng)過(guò)程中，強(qiáng)調(diào)解題的思路和方法，如如何根據(jù)目標(biāo)反應(yīng)對(duì)已知反應(yīng)進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整過(guò)程中反應(yīng)熱的計(jì)算方法等。8、課堂小結(jié)（5分鐘）教師引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容：“同學(xué)們，今天我們學(xué)習(xí)了反應(yīng)熱的測(cè)量和計(jì)算。在反應(yīng)熱測(cè)量方面，我們了解了量熱計(jì)的原理，并且親自進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，還對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差進(jìn)行了分析。在反應(yīng)熱計(jì)算方面，我們學(xué)習(xí)了蓋斯定律，并且通過(guò)練習(xí)掌握了蓋斯定律的應(yīng)用。大家在這節(jié)課中有什么收獲呢？”讓學(xué)生舉手發(fā)言，分享自己在本節(jié)課中的收獲，教師對(duì)學(xué)生的發(fā)言進(jìn)行總結(jié)和補(bǔ)充。9、課后作業(yè)（5分鐘）布置課后作業(yè)：（1）書面作業(yè)：完成課本上關(guān)于反應(yīng)熱測(cè)量和計(jì)算的習(xí)題，要求寫出詳細(xì)的解題過(guò)程。（2）拓展作業(yè)：查閱資料，了解反應(yīng)熱在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)（如合成氨工業(yè)）中的應(yīng)用，并寫一篇300~500字的小短文介紹。七、教學(xué)評(píng)價(jià)1、對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的評(píng)價(jià)在課堂實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，觀察學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作是否規(guī)范、準(zhǔn)確，如溶液量取、溫度計(jì)讀數(shù)、攪拌操作等，對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能進(jìn)行評(píng)價(jià)。在小組討論中，觀察學(xué)生的