《第一單元化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)》教學(xué)設(shè)計(jì)(浙江省市級(jí)優(yōu)課)-化學(xué)教案

化學(xué)反應(yīng)中熱效應(yīng)單元復(fù)習(xí)一、教學(xué)目標(biāo)1.了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因，能說出常見的能量轉(zhuǎn)化形式；2.了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化，了解吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)、焓變和反應(yīng)熱等概念；3.掌握熱化學(xué)方程式的書寫，了解熱化學(xué)方程式的含義，了解蓋斯定律；4.了解能源是人類生存和社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，了解化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作用。二、學(xué)情分析通過《化學(xué)反應(yīng)原理》專題一第一單元的學(xué)習(xí)，學(xué)生已了解化學(xué)反應(yīng)中存在著能量變化，并將化學(xué)反應(yīng)分為吸熱反應(yīng)和放熱反應(yīng)，知道化學(xué)反應(yīng)中熱量變化的原因，鍵能與化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)的關(guān)系，標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱、熱值與蓋斯定律的應(yīng)用、熱化學(xué)方程式的書寫等知識(shí)。但本單元知識(shí)點(diǎn)較多，學(xué)生無法將這些知識(shí)進(jìn)行整合與綜合運(yùn)用。生活中與熱效應(yīng)的例子有很多，我選擇甲醇汽油為素材把本單元的知識(shí)連成線，織成網(wǎng)，突破重、難點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)整合與分析能力。三、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)1.焓變與能量的關(guān)系、焓變與鍵能的關(guān)系2.熱化學(xué)方程式的書寫與計(jì)算3.蓋斯定律的有關(guān)計(jì)算四、教學(xué)過程導(dǎo)入：喝酒不開車，開車不喝酒。但在汽油價(jià)格節(jié)節(jié)上升，柴油供應(yīng)來得不足的今天，我們卻要給車“喝酒”。同學(xué)們你知道是喝什么酒嗎？生：乙醇汽油展示圖片，加油站給汽車加乙醇汽油師：乙醇汽油是用90%的普通汽油與10%的燃料乙醇調(diào)和而成。早在20世紀(jì)20年代，巴西就開始乙醇汽油的使用。我國(guó)從2003年起陸續(xù)宣布黑龍江、吉林等27個(gè)城市全面停用普通無鉛汽油，改用添加10%酒精的乙醇汽油。但近日，我查閱網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在卻提倡給車“喝”另一種燃料油—甲醇汽油鏈接新聞(略)師：什么是甲醇汽油呢？甲醇汽油與乙醇汽油不同，它是由10%-30%的甲醇與其他化工原料、添加劑合成的新型車用燃料，不含任何汽油，但標(biāo)準(zhǔn)能達(dá)到90#-97#國(guó)標(biāo)汽油的性能和指標(biāo)。甲醇汽油為什么可以作為90#-97#的替代品，這是由什么決定的？生：甲醇燃燒是一個(gè)放熱反應(yīng)。師：這也是就是運(yùn)用了我們化學(xué)反應(yīng)中的熱效應(yīng)，那么如何去表示一個(gè)反應(yīng)中熱變化？生：用熱化學(xué)方程式表示。師：那么接下來請(qǐng)同學(xué)們來寫一寫：已知：常溫，甲醇（CH3OH）（熔點(diǎn)-97.8℃，沸點(diǎn)64.5℃）完全燃燒生成1mol液態(tài)水放出363.25kJ熱量。請(qǐng)寫出甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式。請(qǐng)學(xué)生板演，教師指導(dǎo)學(xué)生書寫，并與學(xué)生點(diǎn)評(píng)書寫的熱化學(xué)方程式的正誤，歸納書寫注意點(diǎn)。展示總結(jié)：書寫熱化學(xué)方程式注意事項(xiàng):（1）標(biāo)明聚集狀態(tài)（g、l、s、aq）（2）△H放熱為負(fù)，吸熱為正，單位：kJ·mol-1（3）化學(xué)計(jì)量數(shù)不表示分子個(gè)數(shù)，只表示物質(zhì)的量，因此可以是整數(shù)或分?jǐn)?shù)。（4）△H的值與化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比師：我們通常用燃燒熱和熱值衡量一種燃燒的優(yōu)劣。那么通過剛才我們書寫的熱化學(xué)方程式。那么請(qǐng)你計(jì)算甲醇的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱ΔH=？已知甲醇（相對(duì)分子質(zhì)量為32）燃燒的熱化學(xué)方程式。請(qǐng)計(jì)算甲醇的熱值。組織學(xué)生回歸書本，復(fù)習(xí)基本概念標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱和熱值標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱：101kPa，1mol物質(zhì)完全燃燒的反應(yīng)熱熱值：101kPa下，1g物質(zhì)完全燃燒所放出的熱量。如何理解完全燃燒？議一議：已知CH3OH(l)+O2(g)→CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-726.5kJ·mol-1在點(diǎn)燃的條件下，把1molCH3OH(l)在一定量的O2(g)燃燒，放出QkJ的熱量，Q<726.5，請(qǐng)分析可能是什么原因造成的。生：甲醇不完全燃燒引起的師：非常正確，那么不完全燃燒后可能生成什么產(chǎn)物？生：產(chǎn)物可能情況有（1）CO(g)+2H2O(l);(2)CO2(g)+2H2O(g)(3)CO(g)+2H2O(g)(4)C(s)+2H2O(g)師：故我在學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱時(shí)，要說明完全燃燒，因?yàn)樯傻漠a(chǎn)物不同，反應(yīng)的能量變化將不同，生成物的狀態(tài)不同，反應(yīng)放出的能量不同。師：那么假如甲醇在空氣中不完全燃燒放出熱量情況怎么樣？寫一寫：已知CO的燃燒熱為283kJ/mol，H2的燃燒熱為285.8kJ/molCH3OH(l)+O2(g)→CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-726.5kJ·mol-1寫出甲醇不完全燃燒生成CO（g）和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式。生：書寫熱化學(xué)方程式師：你們想到了用什么方法了書寫這一反應(yīng)的熱化學(xué)方程式？生：蓋斯定律。師：什么是蓋斯定律？生：沉默師：引導(dǎo)學(xué)生，回歸課本，蓋斯定律：化學(xué)反應(yīng)的焓變（ΔH）只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。師：蓋斯定律可以用已知的反應(yīng)去計(jì)算未知反應(yīng)的反應(yīng)熱。而且可以用于計(jì)算實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)熱測(cè)定較難的化學(xué)反應(yīng)熱。過渡：我們現(xiàn)在知道甲醇汽油可以作為汽油的替代品，那么你想過嗎？與汽油相比，甲醇汽油有哪些優(yōu)勢(shì)呢？生：污染小、能源原料來源廣泛……師：那么甲醇在工業(yè)上是如何生產(chǎn)的呢？我們來看一則資料。工業(yè)上常通過CO和H2化合制備甲醇，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：CO(g)+2H2(g)CH3OH(l)△H①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH1=-566.0kJ·mol-1②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH2=-571.6kJ·mol-1③CH3OH(l)+3/2O2(g)→CO2(g)+2H2O(l)ΔH3=-726.5kJ·mol-1請(qǐng)計(jì)算出CO與H2在一定條件下生成甲醇反應(yīng)熱（列出計(jì)算式）生：通過計(jì)算得出△H=1/2ΔH1+ΔH2-ΔH3師：總結(jié)，如果一個(gè)反應(yīng)可以通過幾個(gè)反應(yīng)的加減乘除的四則混合運(yùn)算而得來，那么其反應(yīng)熱也可以用各反應(yīng)的反應(yīng)熱進(jìn)行加減乘除的四則混合運(yùn)算得到。交流與討論：已知CO(g)+2H2(g)CH3OH(l)ΔH=—128.1kJ·mol-1在220℃~260℃、5.9MPa、催化劑作用下，現(xiàn)將1molCO和2molH2置于密閉的容器中充分反應(yīng)生成CH3OH（l），放熱QkJ，Q=128.1嗎？生：不可能，應(yīng)該是Q<128.1師:為什么?請(qǐng)你分析引起Q<128.1的原因.生:分析可能的原因,該化學(xué)反應(yīng)方程式的意義是1molCO+2molH2完全反應(yīng)生成1molCH3OH放出128.1kJ，而該反應(yīng)是可逆反應(yīng),可逆反應(yīng)有一定的限度，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不可能達(dá)到100%。師：在生產(chǎn)過程中，反應(yīng)器必須要進(jìn)行熱交換，以保證反應(yīng)器的溫度控制在220℃~260℃，其原因是什么？溫度可不可以更高，加快反應(yīng)速率？如果溫度更低行嗎？生：該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡向逆向移動(dòng)，適宜的溫度能加快反應(yīng)速率，同時(shí)溫度升高，催化劑活性也降低。畫一畫：請(qǐng)?jiān)趫D中用兩種不同顏色的線條表達(dá)以上兩種不同條件下（無催化劑和有催化劑）生成1mol甲醇（l）的能量—反應(yīng)過程關(guān)系，并指明條件（提示：從化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)分析）。師生：回歸書本：化學(xué)反應(yīng)中能量變化的原因，反應(yīng)物的總能量>生成物的總能量放熱反應(yīng)反應(yīng)物的總能量<生成物的總能量吸熱反應(yīng)鍵能與化學(xué)反應(yīng)熱的關(guān)系.師:算一算:已知1mol分子中化學(xué)鍵斷裂需要的能量（kJ）如下表：化學(xué)鍵C－CC－HH－HC－OC≡O(shè)H－O鍵能／kJ·mol-1348413436a1072463且：CO(g)+2H2(g)CH3OH(l)ΔH=—128.1kJ·mol-1通過計(jì)算求出a=________師生一起分析