盖斯定律的教学设计023156.docx

1、盖斯定律的教学设计023156【化学反应热的计算一一盖斯定律】教学设计-一人教版选修4化学反应原理【教材分析】1、 课程标准分析内容标准：能用盖斯左律进行有关反应热的简单计算2、 内容分析本节课是人教版高中化学选修4第一章化学反应与能量第三节“化学反应热的计算” 第一课时的内容，是中学化学基本理论的重要组成部分，是热化学理论性概念。本章通过化 学能与热能转化规律的研究帮助学生认识热化学原理在生产、生活和科学研究中的应用。本 节旨在让学生了解盖斯左律，并从定量的角度来进一步认识物质发生化学反应伴随的热效应。 本肖内容分为两部分：第一部分，介绍了盖斯定律。第二部分，利用反应热的槪念、盖斯泄 律和热

2、化学方程式进行有关反应热的il算。本节内容是第一章的重点，因为热化学研究的主 要内容之一就是反应热效应的讣算。反应热的讣算对于燃料燃烧和反应条件的控制、热工和化工设备的设计都具有重要意义。【学生分析】有臥形成素养就学生的科学本质观，逐步形成摩学素养：渗透STEM理念：完善“能量 守恒观”、“化学价值观”，主要形成“证 据推理与模型认知”的核心素养，同时 渗透科学探究意识、科学精神与社会责 任的核心素养。访這化学史，初步学会科学家研究反应热的 思维方法和研究方法；学会从泄性感受到左 量研究的方法：在STEM理念下，培养理论 联系生活.生产的能力。已有能量和能量转化的感性经验，通过实验 感受了反应

3、热：了解了物质发生反应产生能量 变化与物质质量的关系：燃烧热的概念。【教学目标】1.知识与技能理解盖斯定律的内涵能运用盖斯立律进行简单的反应热的讣算2.过程与方法通过化学史情境，初步学会科学家研究问题的思维和方法从途径角度、能量守恒角度分析论证盖斯定律，培养证据推理和模型认知的核心素养 通过盖斯左律在实际化工生产中的应用，学会主动应用盖斯泄律解决实际问题的技巧3.情感态度与价值观体验科学家发现科学知识的一般过程，完善“能量守恒观”，逐步构建“科学本质观”学习科学家敢于质疑，不轻易放弃，勇于创新和探索的科学精神通过盖斯左律的应用，逐步构建“化学价值观”【教学重难点】教学重点：盖斯泄律的内涵教学难

4、点：盖斯立律的应用【教学策略】基于科学本质观的化学科学教学策略：发现问题一一基于化学史学习一一科学观点与证实一一应用一一回顾与评价； 类比法一一类比生活中实例理解盖斯左律：推理法一一从能量守恒角度论证盖斯左律： 模型认知策略。【设计思想】构建科学本质观，渗透STEM （科学技术一工程一一数学）理念的教学设计思想情境线 总结科学槪 念，初识科学 本质 疋进生活化 工生产，设计 计算反应热 生活实例与模 型假设相结合 论证定律与科学家对 话，了解盖斯 泄律发现史了解超级能源 与家用燃气， 提出如何测左 天然气不完全 燃烧的反应热观察比较 寻找史实 基于实证提出问题 分析问题 解决问题-1-形成概念

5、 总结外显 科学本质线感知价值 科学本质【教学流程图】活动：观看视频，了解国家超级能 源工程一一“可燃冰”试开采成功活动从家用天然气完全燃饶与不完 全燃烧的生活实例，提出如何测量不 完全燃饶的反应热活动元一： 古今对话 发现定律任务2：通过微课 了解科学家测量 反应热的一般过 程，引发思考论 证盖斯的实验研 究结果。活动2：观看微课与科学家拉瓦锡、 拉普拉斯、盖斯对话任务3：从生活 角度类比论证 盖斯定律（生活 模型）任务4：从能量 守恒角度论证 盖斯立律（能量 模型）活动3：学生小组合作讨论山的髙度 与登山的途径，构建生活模型活动4：学生小组合作讨论利用能量守恒左律建立模型，论证盖斯立律任务

6、5：从化学 问题角度论证 盖斯龙律（化学 模型）活动元三： 生活生产 定律应用任务6：运用盖 斯左律，解决生 活、化工生产中 实际问题活动：观看微课，与科学家贝特洛对活动：小组合作观察具体的热化学方 程式，利用卡片建立化学模型活动：小组讨论根据盖斯左律，设讣 合理的“路径”，计算甲烷不完全撚 烧反应热活动：学生思考如何节约能源，观看 视频了解如何调肖燃气灶活动：根据盖斯怎律计算硫酸工业产 生的反应热，解决“废热利用问题活动7：通过思维导图总结本盯课, 反思提升情景导入提出问J学习任务教师活动学生活动设计意图【创设情景】任务1: 了【教师】上课！同学们好，请坐。在上课观看视频,感受国创设情境，观

7、解超级能之前，请同学们了解一件今年我国发生的家开发新能源的看国家超级源与家用大事。成果，进入到所创能源工程，让燃气，从节【播放视频】国家超级能源工程一一可燃设的情境中学生了解国约能源角冰试开采圆满成功家能源开采度思考如【教师】同学们，厉害了，我的国！为超技术的强大，何测量反级能源工程点赞！但是化石能源不可再生，同时感悟而应热既要开源，也要节流。比如我们每天都使对能源危机，用的天然气。国家的行动【播放视频】家用天然气完全燃烧时，肖开发新活动：观看约燃气，放热较多；而不完全燃烧时，则能源：由国家视频，了解浪费燃气，放热较少。情操回归生国家超级【提出问题】天然气与可燃冰的主要成分活，从学生熟能源工程

8、都是什么（甲烷）天然气完全燃烧与不完【回答】甲烷悉的家用天可燃全燃烧有什么区别【回答】天然气完然气燃烧问冰”试开采【教师】天然气完全燃烧火焰呈淡蓝色，全燃烧火焰呈淡题入手，提出成功。不完全燃烧则呈黄色（或红色）；产物：蓝色，不完全燃烧如何从身边完全燃烧生成CO：和乩0,不完全燃烧则生则呈黄色（或红节约能源，如成CO、CO：和HQ能量变化呢完全燃烧放色）：产物：完全何测量反应热较多，不完全燃烧放热较少。燃饶生成co：和热。让学生由H=0.不完全燃烧能源问题、生则生成CO、CO：和活问题引发活动：从家H：0：完全燃烧放思考。用天然气热较多，不完全燃完全燃烧烧放热较少。和不完全思考并回答燃烧的生实验

9、测出甲烷的活实例，提【教师】到底他们的能量差别有多大呢能燃烧热:不完全燃出如何测否左量测定呢lmol甲烷完全燃烧生成稳左烧时不好测量，无量不完全的CO：和比0时，我们称之为甲烷的（燃烧法控制反应只生燃烧的反热），如何获得数据呢（实验）我们可以成co而不生成应热。通过实验测岀甲烷的燃烧热为890kJ/mol;COoo当甲烷不完全燃烧时，能否通过实验测出 呢我们难以控制反应只生成CO而不继续生 成CO：,很难直接通过实验测定该反应的反提岀问题，引发学应热。【提岀问题】有没有其他方法不需通过实 验测立而直接得到生思考CH】(|) +0： (g) = CO (g)+2H：0 的反应热 呢【过渡】这个问

10、题早在18世纪瑞士化学家 盖斯就做了大屋的研究。本节课，就让我 们一起跟随科学家，开启反应热探究之旅， 学习化学反应热的计算【板书】第三节化学反应热的讣算活动元一：古今对话发现定律学习任务教师活动学生活动设计意图任务2：通 过微课了 解科学家 测屋反应 热的一般 过程，引发 思考，论证 盖斯的实 验研究结 果。活动2：与 科学家拉 瓦锡和拉 普拉斯、盖 斯对话【过渡】化学给人以知识，化学史给人以智慧。 让我们一起穿越时空，古今对话，走进科学家 的实验室。【微课一一盖斯定律发现史】【旁白】我们来到了 18世纪法国化学家拉瓦锡 的实验室。【拉瓦锡】我叫拉瓦锡，我和拉普拉斯率先测 泄化学反应热，我们

11、设汁了一个简单的冰量热 计，以被融化的冰的重量来计算反应热。我们 不认同当时的燃素说，倾向于热质说，将“热” 当成是一种元素。【旁白】拉瓦锡和拉普拉斯两位科学家是化学 反应热研究的先驱，因受到热质说的限制导致 研究中断了五十多年，对反应热的研究做出重 大贡献的是瑞士化学家盖斯。【盖斯】1830年，我改进了拉瓦锡和拉普拉斯 的冰量热计，从而较为准确地测岀了大量化学 反应的反应热。通过多次实验，我发现硫酸形 成的不同水合物，无论一步进行还是分步进行， 热效应总值总是相同的。H3SQ-H3SQ-HoO Ho Or3H2G1 AH【盖斯】1840年，我将这一重大发现公诸于众。【微课结朿】【教师】盖斯的

12、重大发现到底是什么呢请同学 们阅读教材P11页一探究竟。【教师】盖斯的这一重大发现是：不管化学反 应是一步完成或分几步完成.其反应热是相冋 的。换句话说，化学反应的反应热只与反应体 系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。 盖斯的这一重大发现是热化学领域的第一个泄 律，我们为了纪念盖斯的这一伟大成就，将这 个规律命名为盖斯定律。好奇，期待了解 科学家的研究认真聆听 积极思考学生阅读教材引入化学 科学史，由 生活转向 化学，走进 科学家的 实验室，感 受科学家 研究问题 的一般方 法和过程， 感受科学 家的科学 精神与创 新意识。【板书】一.盖斯定律1.内容：活动元二：模型假设论证定律学习任务任

13、务3：从生活角度类比论证盖斯定律（生活模型）活动3：学生小组合 作讨论山 的髙度与 登山的途 径，构建生 活模型教师活动 学生活动 设计意图【提问】生活中有没有类似的实例，也遵 循这一能量变化规律呢【活动元二】一一证据推理【教师】攀登高山有哪些途径呢【播放flash动画】可以盘山而行，可以乘坐缆车，甚至有些 攀岩爱好者选择直接攀爬而上。【活动元二】一一证据推理请同学们思考：（1）无论采用哪种途径从 山下A点到山顶B点，海拔髙度有什么关 系（2）你能否从登山的生活实例类比论证 盖斯泄律同学们可以每4人为一个小组相 互讨论一下。【生活模型】思考，联系生活【回答】可以盘山 而行，可以乘坐缆 车，可以

14、攀岩而 上。用贴近学生 生活的实例 将盖斯定律 直观化，让学 生建立生活 模型理解盖 斯定律的科 学概念。【生活模型】终态海盘00m反应热始态山的高廈与上300m 山的途径无关.只与起点和终 点的海拔有关【回答】相等【学生讨论】 学生1：山的高度 与登山的途径无 关：途径不同，但 是海拔高度相同。 学生2：类比盖斯 的实验，反应热只 与始态和终态有 关，与反应途径无 关。【教师】从山下A点到达山顶B点，无论 哪种途径最终到达B点时，所处位宜的海 拔都高了 300m,克服重力所做的功相同，即 山的髙度与上山的途径无关，只与起点和 终点的海拔有关。【总结】类比盖斯的实验，化学反应的反 应热只与反应

15、体系的始态、终态有关，与 过程无关。途径不同，殊途同归。这正体 现了盖斯怎律的内涵。任务4：从 能量守恒 角度论证 盖斯定律（能量模 型）活动4：学 生小组合 作讨论，利 用能量守 恒左律建 立模型论 证盖斯立 律。【过渡】不仅如此，盖斯左律是自然科学 上首先体现能量转化和守恒的规律性结 论，那我们能否应用能量守恒泄律对盖斯 定律进行论证呢【合作探究二】一一证据推理假设一个反应体系的始态为S，终态为L, 它们之间的变化如图若体系由始态S变化到终态L,放岀热量 Aj%0,请思考:（1） 与忌有什么关系符号呢（2） 从物质变化和能量变化角度分析，为 什么必+ A4二0能否用数学反证法证 明（请同学

16、们以小组为单位讨论，并将你们 的观点填写在学案上）【教师】体系由始态S变化到终态L,然后 由L变回到S,经过了一个循环，体系仍然 处于S态，物质不变，物质的状态不变. 体系的能量就不变。反过来，若忆+ 屁 H0，那么在物质线亳未损的情况下体系能 量发生了变化，这就违背了能量守恒泄律。 所以AHAH：恒等于0。原来数学中“美 妙的反证法”也能够解决我们化学中的许 多问题。【追问1】【能量模型】【回答】必 +/ 二 0【回答】学牛1-绎过一个 循环物诙并没有 发生变化，所以能 虽:不变。（追问： 物质不变，能量就 不变吗）学生2：物质不 变，物质所处的状 态不变，能量就应 该不变。所以经过 一个循

17、环后，体系 仍然处于S态，所 以能量变化为0。从生活模型 到能量守恒 定律角度建 立模型.从感 性到理性，从 理论角度论 证了盖斯泄 律，帮助学生 形成能量守 恒观，逐步构 建证据推理 与模型认知 的核心素养。那如果是这样的话.若体系由S变为L,经 过途径一，一步反应到达终态：和经途径 二，二步反应到达终态：以及经途径三， 三步反应到达终态。其反应热有什么关系（相同）【追问2】若经过若干步到达终态呢【总结】所以，盖斯的重大发现告诉我们, 无论采用哪种途径，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【回答】反应热相 同【回答】反应热仍的途径无关。然相同任务5：从 化学问题 角度论证

18、 盖斯定律（化学模 型）活动：观看 微课，与科 学家贝特 洛对话。活动：小组 合作观察 讨论具体 的热化学 方程式，利 用卡片建 立化学模 型。【过渡】盖斯的这一重大发现，在当时产 生了怎样的影响呢【化学史】【旁白】历史的车轮行进到了 1881年法国 化学家贝特洛和丹麦物理学家汤姆生的实 验室。【贝特洛】我们根据盖斯的研究结果，汁 算出了大量难以通过实验获得的热效应数 据。【旁白】盖斯泄律奠泄了热化学计算的基 础，使化学方程式像普通代数方程那样进 行运算，从而根据已经准确测左的热力学 数据计算难以测宦的反应热。【教师】感谢以上伟大的科学家们，感谢 热化学的奠基人一一盖斯。【过渡】盖斯定律奠疋了

19、热化学计算的基 础，我们能否结合这一定律观察以上三个 变化及苴反应热数据，讨论两个问题。【合作探究三】化学模型已知： H2(g)+*O?(g=H2O(g)A/, = -241.8kJymolHZ -285.8kJXmolG) H,O(g)=H2Oa)AZ/产-44.0kJ.*mulr（i）式和式有什么相同之处和不同之处？ 尹 2）分析数据，All. . ZV/2, 4仏之间有什 么关系？同学们可以小组内合作，分析数据，借助 老师提供的卡片，表征三个反应热之间的 关系。【板书】2.论证【展示】|【化学模型】H2O（g）AH, - -44.0kJ.mvlw + w = M【总结】我们发现当体系的始

20、态为： &少+o=（g）认真聆听，思考感悟【讨论回答】 一组：同一个反 应，产物状态不 同，力不同； 二组点评：忆通过与科学 家汤姆生对 话，让学生感 悟盖斯定律 对热化学计 算做出的重 大贡献，感悟 科学精神。通过具体的 热化学方程 式，从生活到 能量守恒再 到化学反应， 学生很容易 就能分析、理 解各反应之 间的关系。最 终通过卡片 进行表征，建 立化学模型， 从定性到定 量,应用盖斯 泄律计算出 反应热，逐步 体现了反应 热的数学关终态为：1LO(1)，无论是一步完成或是先 生成lmol气态水，再生成lmol液态水， 其反应热是相同的，都是-mol。原来这就 是盖斯建律在化学过程中的体现

21、。系。活动元三：生活生产定律应用学习任务教师活动学生活动设计意图任务6：运 用盖斯定 律，解决生 活、化工生 产中实际 问题活动：小组 讨论，根据 盖斯定律, 设计合理 的“路径”， 计算甲烷 不完全燃 烧的反应 热。活动：学生思考 如何节约 能源，观看 视频了解 如何调节 燃气灶。【过渡】以上我们从三个角度构建模型， 论证了盖斯定律。【合作探究四】现在我们能否尝试利用盖 斯定律解决【问题1】甲烷不完全燃烧生成co的反应 热问题呢CH. (|) +Oc (g)二 CO (g) +2H：0 (1) Hs= 已知方程式为CH. (g) +20= (g)二 CO： (g) +2H=0 (1)A /=

22、-890kJ/mol CO(g)+O=(g)=COc(g)A 座二-283kJ/mol请尝试利用盖斯圧律设计合理的“路径” 图表征反应热之间的关系通过你所设汁的 路径”图能否得到丛是多少 1【板书】3.应用 2【展示】co(g)+2n2o(i)+fo2(g)Xah,CII4(g)+2O2(g) 丽 CO2(g)+2II2O(l)aH3 + a2 = AHX【教师】这样我们就将难以通过实验测立 的甲烷不完全燃烧的反应热，利用盖斯定 律直接计算出来了。大大方便了我们对反 应热的深入研究。【问题2】那么，观察反应热数据，从节约 能源的角度看，对我们有什么启示呢【问题3】当家用燃气灶岀现黄色火焰时，

23、我们该怎么办呢我们来看看工人师傅是如 何做的。【视频】调节天然气风门【教师】以后，我们就可以自己动手解决 家庭小问题啦，真正做到节约能源从身边 做起，当然我们在调节风门时需要注意安【小组讨论】 解释路径： 选择始态为： CHt(g)+20:(g) 终态为： C0jg)+2H:0(l) 另一条途径： 先生成 C0(g)+2H:0(l) + a(g),再生成 C0jg)+2H:0(l)o 反应热相同，所以 Aj% + 忌二 计算岀Aj% =- 607kJ/mol【学生】用燃气要 适当增大空气进 入量，适当减小天 然气输岀量，从而 使天然气充分燃 烧，不造成能源浪 费。真正做到节约 能源从身边做起。

24、学生在构建 模型理解盖 斯定律基础 上，建立了 科学概念一 一盖斯定 律，然后将 科学槪念迁 移并通过数 学计算来解 决生活、化 工生产中的 问题，将科 学、技术、 数学充分运 用于工程生 产中，提升 学生的科学 素养，构建 “化学价值 观”。活动：根据 盖斯定律 计算硫酸 工业产生 的反应热， 解决“废 热”利用问 题。全。【过渡】盖斯立律不仅在日常生活中有广 泛应用，在工业生产中也占有举足轻重的 地位。【合作探究五】在硫酸工业生产中，运用 盖斯泄律还能发现一个重大秘密。是什么 呢一般生产It硫酸大约需要消耗 lOOkWh的电能，硫酸工业中三个化学反 应如下：I . S(s)+O:(g)=S

25、O:(g) A -298kJ/mol n. so：(g)+i/2o=()*sa (g)A At-98kJ/molIII. SO, (g) +H:0 (1) =H:SO. (1)A 洋-130kJ/mol【问题】观察三个热化学方程式，能否计 算岀生产Imol硫酸放出的热量【教师】同学们的数学计算能力都非常强。 生产lmol硫酸释放出526kJ的热量,那么 生产1吨硫酸呢(据测算，生产1吨硫酸 放岀的能量相当于200kWh的电能)， 对我们有什么启示【教师】这些能量在工厂称为“废热”， 利用这些能量不但可以为硫酸厂自行提供 能量，还可以向外界输岀大量的能量，大 大降低生产成本。原来，利用盖斯左律通

26、 过理论计算就可以发现硫酸工业生产过程 中这些被称为“废热”的宝贝，从而变废 为宝，提高能源的利用率。【总结】至此，我们跟随科学家的脚步发 现了盖斯左律。它不但可以解决科学研究 中那些难以发生、进行缓慢、难以测量的 反应的反应热：还能够在生活生产中解决 燃料燃烧、反应条件控制以及“废热”的 利用等问题。总而言之，通过盖斯左律的 理论计算，让反应热物尽苴用！让节能意 识深入我心！让我们为国家未来的超级能 源工程添砖加瓦！ ！ ！讨论，回答： lmol硫酸I+II+III：=CO(g-2H.O(l) 的仗应拡提出问題走进实鲨空_生科学概念 不竇化学反滋是一步完 完成具反应热是相同的反思，回顾本肖课的内容总结，升华， 让形成科学本 质的过程外显 出来，让STEM 理念内隐于其 中，提升学生 的科学素养， 提高科学品 质。沦证盖斯定律_貰辱生活生产化判tie如的燃烧 吹奸細用本节课的内容就到这里，下而我们一起学 以致用。1 课堂练习，学以致用。2査阅资料，了解反应热与化工生产的关系，了解热能的 综合利用。通过课堂练习 与课后査阅资 料，让学生更 加深刻的理解 盖斯左律在科 学研究和工业 生产中的应 用。板书设计一、盖斯定律1.内容：2.论证：应用：第三节化学反应热的计算