反应热的计算+教学设计 高二化学人教版（2019）选择性必修1

教学设计

课程基本信息学科高中化学年级高二学期秋季课题反应热的计算教科书书名：高中化学选择性必修1化学反应原理教学目标1.通过观察热化学方程式和焓的变化示意图，得出盖斯定律的内容，构建盖斯定律的模型，并能从途径、体系能量、能量守恒等角度理解盖斯定律，认识同一个化学反应的反应热与反应进行的途径无关。2.通过长征系列火箭推进剂的热化学方程式分析，掌握盖斯定律的应用。教学内容教学重点：盖斯定律的理解和应用。

教学难点：盖斯定律的理解。教学过程【情境引入】我国首个独立火星探测任务“天问一号”搭乘长征五号遥四火箭成功发射入轨，长征五号系列运载火箭“胖五”作为我国运载能力最大的火箭，其运载能力和它的推进剂是分不开的。科学家为什么选择液氢-液氧作为长征五号火箭的推进剂？推进剂的选择和反应热有什么关系？今天我们就一起来探讨学习。【学习任务1】发现盖斯定律提问1：火箭推进剂产生的热效应是衡量推进剂效能的重要指标，如何获得推进剂燃烧时的反应热呢？学生：实验测量展示：提问2：是否所有化学反应的反应热都可以通过实验测定？学生：不是，不能直接反应的化学反应反应热无法通过实验测定展示：碳的燃烧需要几个小时常温下石墨变成金刚石需要几万年结论：进行得很慢的反应反应热不能通过实验测定提问3：碳燃烧生成CO:C(s)+1/2O2(g)=CO(g)的反应热ΔH，能否通过实验测定？请说明理由？学生：不能，有副反应发生的反应的反应热是无法直接测定的。提问4：已知C(s)和CO(g)的燃烧热，如表，请写出C(s)和CO(g)完全燃烧的热化学方程式学生：C(s)+O2(g)＝CO2(g)ΔH1＝－393.5kJ/mol①CO(g)+1/2O2(g)＝CO2(g)ΔH2＝－283.0kJ/mol②查阅资料：C(s)+1/2O2(g)＝CO(g)ΔH3＝－110.5kJ/mol③提问5：分析数据，寻找三个反应的反应热的关系、三个方程式之间的关系展示第二组：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继续分析数据，寻找三个反应的反应热的关系、三个方程式之间的关系学生：反应热关系：ΔH1＝ΔH2+ΔH3ΔH6＝ΔH4+ΔH5方程式关系：①＝②+③⑥＝④+⑤提问6：请画出第一组热化学方程式中焓的变化示意图学生：提问7：请根据数据关系和焓的变化示意图总结你发现的规律学生：反应物与生成物确定,反应热就确定,与反应途径无关！小结：盖斯定律：一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成的，其反应热是相同的。即，在一定条件下，化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应进行的途径无关。化学家盖斯改进了拉瓦锡和拉普拉斯的冰量热计，从而较为准确地测量了许多化学反应的热效应。通过大量实验，盖斯发现：总结：【学习任务2】理解盖斯定律途径角度理解盖斯定律体系能量角度理解盖斯定律反应A(g)＋B(g)→C(g)(ΔH＜0)其一步和多步完成的能量示意图如图能量守恒角度理解盖斯定律同一个热化学反应方程式，正向反应ΔH1与逆向反应ΔH2大小相等，符号相反，即ΔH1＝-ΔH2【学习任务3】应用盖斯定律练习1：已知H2(g)的燃烧热ΔH=-285.8kJ/mol，设计计算长征五号四遥火箭液氢-液氧推进剂反应生成气态水的反应热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学生：已知反应：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH4=－285.8kJ/mol未知反应：H2(l)+1/2O2(l)=H2O(g)ΔH5=？虚拟路径法：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练习2：长征二号捆绑式火箭，以N2H4(肼)作为燃料，NO2作氧化剂，生成N2、液态H2O。请写出发射火箭反应的热化学方程式。已知：①N2(g)+2O2(g)==2NO2(g)△H1=+67.2kJ/mol②N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l)△H2=-534kJ/mol学生：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【我们的收获】【交流讨论】H2(l)+1/2O2(l)=H2O(g)ΔH=-237.46kJ/mol2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)ΔH=-1135.2kJ/mol根据热化学方程式分析，火箭推进剂液氢-液氧和肼-二氧化氮哪种好？为什么？学生1：液氢-液氧火箭推进剂好，因为氢气和氧气以及反应后的产物都无毒，而肼-二氧化氮有毒。学生2：肼-二氧化氮火箭推进剂好，因为1mol物质反应热更大，并且氢气的制备比较困难。2，如果你是科学家你会如何选择火箭推进剂？学生