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《“中和反应”反应热测量》教学设计

2023-01-05 来源:步旅网
《“中和反应”反应热测量》教学设计

教材分析:

1.《化学反应原理》体现的新课程价值取向

《化学反应原理》选修模块的设置目的是通过研究化学反应与能量、化学反应速率、化学平衡以及溶液中的离子平衡等内容,探索化学反应的规律及其应用。《化学反应原理》在宏观层面上反映现代化学最基本的研究思想、方法、结果,使部分学生获得学习现代化学所需要的、比较全面的训练,培养符合时代要求的高素质专业人才。课程标准强调通过《化学反应原理》模块教材的学习,学生应主要在以下几个方面得到发展:认识化学变化所遵循的基本原理,初步形成关于物质变化的正确观念;了解化学反应中能量转化所遵循的规律,知道化学反应原理在生产、生活和科学研究中的应用;赞赏运用化学反应原理合成新物质对科学技术和人类社会文明所起的重要作用,能对生产、生活和自然界中的有关化学变化现象进行合理的解释;增强探索化学反应原理的兴趣,树立学习和研究化学的志向。

2.本节课内容在教材中的地位、作用

本节内容属于热化学基础知识,主要解决中和反应热效应的测量问题。在必修2以及前一节内容的学习中,学生初步学习了化学能与热能的知识,对于化学键与化学反应中能量的变化的关系、化学能与热能的相互转化有了一定的认识,本节是在此基础上的扩展和提高,从必修的宏观和定性提升到微观和定量的要求。本节教材内容对学生来说是两个第一:第一次全面接触化学定量测定实验;第一次对化学反应现象从实验与理论角度全面定量研究,探究化学反应本质规律。本节内容层次鲜明,层层推进,符合学生的认知规律;不但让学生知其然,还要知其所以然;学习了理论知识还要会理论联系实际灵活运用,而不是把学生当作知识灌输的对象,而且与生活联系密切,强调以人为本,体现新课标精神。

3.本节课内容的系统和特点

本节内容逻辑性强,体现知识的逻辑顺序。教材首先在第6页设置“活动与探究”,通过测定盐酸与氢氧化钠溶液中和反应的反应热的实验,让学生切身体验测量化学反应的反应热的方法;然后通过讨论问题(5),理解测定反应热的基本原理;再介绍科学家精确测量反应热的方法,引导学生认识科学探究的严格性。

4.本节课教学的重点难点

江苏省的《化学反应原理》教学指导意见中对“反应热的测定和计算”教学要求如下: 基本要求 说 明 通过测定“中和反应”反应热的测量实验,理解测定反应热的基本原理,初步学会测定反应热的实验方法。 反应热测定的其他方法不作要求 因此确定“中和反应”反应热测定的实验方法是本节课的重点;测定“中和反应”反应热的基本原理是本节知识的难点。

学情分析:

《化学反应原理》选修模块的学习对象是对化学有兴趣或将升入大学学习理科的学生。学生通过《化学反应原理》的学习能够有效提升对化学反应的认识,能够具有大视野,能够多角度地以高观点分析化学反应。

从知识层面上看,学生已经掌握化学反应与能量的变化关系,他们非常想知道利用什么方法可测得这些反应热,从而调动他们对知识的求知欲。

从能力层面上看,学生具有独立或合作完成简单的实验探究活动,并具备用已有知识解决简单问题的能力。

从教学设备看,绝大多数学生家庭拥有宽带网络,可以登录学校学校英才孵化网,进行微课自主学习,学校有未来教室、平板电脑供学生自主学习和处我测评,为化学教学与现代技术的深度融合提供了硬件条件的保证。

由于学生原有知识基础不同,实验操作能力不同,因而学生对实验原理的理解、实验操作的完成上会存在差异,教师在教学过程中要根据学生的具体情况进行调整,做到课堂内外有机结合、学生独立操作与小组合作完成有机结合。

教学目标:

1.知识与技能

通过学习测定“中和反应”反应热的实验操作,理解测定反应热的基本原理,初步学会测定反应热的实验方法。 2.过程与方法

(1)通过“中和反应”反应热的测定活动,让学生体会定量实验研究方法对研究和学习化学的重要作用。

(2)通过“课前微课学习、课堂问题讨论、实验探究、数据记录和处理、课堂自测等”的

探究过程,培养学生动手、动脑的能力以及分析、处理实验数据的能力。 3.情感态度与价值观

(1)充分利用实验手段,启发学生通过实验、观察、思考、探索,获得感性认识,利用归

纳、演绎等方法上升到理性认识,获得规律。

(2)通过小组讨论,培养学生的思维能力、激发学习化学的兴趣,提倡敢于质疑的,渗透

科学态度和科学教育思想。

(3)通过小组共同实验使学生初步建立科学探究意识,培养科学探究的品质,学习科学探

究的基本方法。

重点、难点:

“中和反应”反应热测定的实验方法是本节课的重点; 测定反应热的基本原理和数据处理是本节知识的难点。

教学准备:

1.学生家庭的网络:用于课前的微课学习

2.学校未来教室:用于课堂教学课件的播放、学生网络自测、课堂教学过程录像。 3.化学实验仪器、药品:

(1)主要仪器:量热计(自制,学生分组实验用,8组)、50mL量筒(8组×2,共16个)、

数字实验仪(含爱迪生数据采集器及配套温度探头)和磁力搅拌器(4组,) (2)药品:0.50mol·L盐酸、0.50mol·L氢氧化钠溶液

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教学过程:本节课采用翻转课堂形式,具体过程如下:

教学流程 教师活动 录制实验视频: 视频中,教师一边演示实验,一边对实验操作的关键点和注意点作出说明; 制作微课: 介绍了中和反应热,活动一 课前准备 并且将实验视频嵌在其中。 上传微课: 将微课上传到学校英才孵化网 提出问题: 准备实验: 准备分组实验和演示实验的药品、仪器 思考微课中的提示性问题,记录微课学习中不理解的问题。 上网学习微课: 登录学校英才孵化网,通过微课自主学习“中和反应”反应热测量,观看实验视频了解实验操作要点。 1.手机录制视频; 2.用电脑录屏软件录制微课; 3.学校英才孵化网平台 4.学生家庭网络 5.实验仪器 学生活动 媒体应用 设计意图 学生首次接触定量测定的实验课,为了帮助学生更好掌握定量实验的基本方法,本节课采用了翻转课堂的教学形式,利用微视频的优势,课前让学生学习中和反应热测量的基本原理,观看实验视频,了解操作的要点和注意点,为课堂教学更找到教与学的起点与着力点,使课堂教学更有针对性,更有实效性。 1.学生回顾课前微课自主学习的实验 2.学生分组讨论下列问题: 教师组织学生讨论,并且将学生讨论得出的结论用PPT投影。 ①实验过程中测定了哪些数据? ②利用测得的数据是如何计算中和反应反应热的? 学生进行第二阶段分组讨论: 为了正确测定需要的数据,实验操作中应注意哪些操作要点? 环节二: 师生共同得出结论: 师生研①测定数据及计算原理: 讨自主学习中碰到的问题 ②用简易量热计时,实验操作的关键点动作快;注意点是搅拌时不能将液体洒到量热计壁上;要点是温度计读数要等温度稳定后。 ③利用数字仪进行测定测定时,要注意电脑的正确操作。 教师引导学生讨论操作中通常涉及的问题,进一步理解原理: ①能否用普通玻璃棒代替环形玻璃棒搅拌混合液?或者用振荡的方法混匀溶液? ②测定各溶液的温度时,能否用不同一支温度计?测定完酸溶液的温度后,一定要先清洗并擦干温度计,然后测定碱溶液的温度,为什么? 巡视、引导、纠正学环节三: 生的操作错误。 实验 小组合作,进行“中和反应”反应热的测量实验。 其中4组用数字仪测定温度变化,4组用温度计测定温度变化。 量热计、数字仪等实验仪器、.磁力搅拌器。 ①通过实验培养学生应用实验技能解决化学问题的能力,培养学生观察利用教室的多屏显示功能,将几组学生的讨论结论同时投影 仅通过课前的微课学习,由于各同学的理解能力不同,可能学生对原理、操作要点和关键点的理解深度不够,通过讨论,希望帮助学生加深理解,有利于学生下面进行自主实验,同时通过多屏显示,可以比较各组讨论的情况,由此得出结论,有利于培养学生的科学研究素养。 适时拍摄各组学生实验的照片。 力。②通过手持技术实验使用培训学生的读图、分析和处理数据的能力;了解现代实验技术和手段的应用对实验精密度、严格性的影响。 1.帮助学生理解: 比热容的单位为 J•g•℃; 反应液的比热容近似于水的比热容4.18J•g•℃的原因; 环节四: 实验数据记录和处理 △H的单位为kJ•mol; -1-1-1-1-11.数据记录 实验 次HCl NaOH 起始温度 平均最高 温度 t3/℃ 温度差 Δt/℃ 数 t1/℃ t2/℃ 值 1 利用教室的 促使学生初步学会处理科学数据的一般的方法;进行科学数据记录、数据基本训练等;形成多屏显示功能,将几组学生的测定数以此比较测(由于课堂时间限制,我们只进行一次实验) 2.数据处理: 据同时投影,分析和数据计算的量的精确性。 “量”的概念;提 高学生的科学素用ipad上传实验照片 养。 ΔH的计算公式。 根据以下反应: 2. 巡视、指导,遇HCl(?)+NaOH(?)=NaCl(?)到共性问题时进行全班讲解。 3.对学生操作进行拍摄,度上传。 +H2O(?)△H=-x kJ•mol-1 根据计算式:求出ΔH, 并写出相应的热化学方程式。 上传测量数据。 教师上传学生实验过程中拍摄的照片,师生共同探讨: 为什么我们测得的数据与中和反应热的理论值(△H=-57.3kJ•mol)有一定的差异?如何改进? 引导学生观察书本P7图1-5中精密环节五: 拓展 的量热计 师生共同探讨: 此方法能测量精确度较高的原因什么? 及时进行个别辅导。 环节六: 课堂反馈 利用未来教室资源库中的检测题(教师事先准备)进行自我测试、评价。 1.学校未来师生共同探讨: 1.学生在自主检测中遇到的共性问题。 2.能否用硝酸代替盐酸、氢氧化钾溶液代替氢氧化钠溶液进行中和反应热的测量实验? 教室网络平台; 分析数据出现误差的原因。 通过讨论,帮助学生现代技术对化学科学发展的推动作用,培养学生科学研究的意识。 促使学生进行自我测试,自我评价学习的效果,教师有充分的时间巡视课堂,进行分小惑,进而对学生实施个性化辅导 -12.平板电脑。 组或一对一答疑解

教学反思

1.设计思想

(1)利用信息技术,将微课与传统课堂教学整合

中和反应热的测量实验是学生第一次接触到的定量测定实验,且操作要求高,因此,采用了翻转课堂的形式,利用微视频的优势,课前让学生学习“中和反应“反应热测量的基本原理,且观看实验视频,了解操作的要点和注意点,为课堂教学更准确地找到了教与学的起点与着力点,使课堂教学更有针对性,更有实效性。课中再让学生自主练习操作,掌握操作技巧,测量实验数据,教师巡视、引导、纠正学生的操作错误。特别对于实验能力较弱的学生,教学效果会更好。

(2)将数字化实验与传统实验教学整合。

中和反应热的测量实验中由于简易量热计的保温效果、学生操作的速度、温度计的精度等因素的影响,学生测得的数据往往不是非常准确。基于信息技术的数字化实验,将简易量热计与数字化实验系统结合,提供比水银温度计更准确的实验数据,实时、快速、直观地显示稀HCl 与稀NaOH 溶液在反应过程中的温度-时间曲线, 学生通过曲线更容易判断温度的最高点,缩短了实验所需时间,提高了实验的准确性、精确性。

(3)利用未来教室的现代技术设备,进行课堂学习的展示

利用未来教室的网络平台,学生将小组学习的成果进行即时展示,从而调动学生主动参与学习的积极性。

(4)利用未来教室的现代技术设备,进行课堂学习的测试

利用未来教室的网络平台,学生可以进行自我测试,自我评价学习的效果,教师有充分的时间巡视课堂,与学生单独交流,进行分小组或一对一答疑解惑,进而对学生实施个性化教学,进行一对一的辅导。 2.课后反思

(1)由于翻转课堂是一种新的教学形式,可能有的学生不能熟练运用网络进行课前自主学习,因此个别学生课前的微课学习不是很充分,因此在课中没有熟练地完成实验操作。对学习效果有一定的影响,因此要进一步优化翻转课堂的操作。

(2)专业的量热器精度是高,但结构复杂,价格昂贵;实验中将简易量热器与数字实验仪结合,一方面自制简易量热器材料易得,制作简单,价格低廉,可以长期使用,经济实惠,另一方面,数字实验仪又能较为准确测定反应热,因此值得推广。

(3)教师在课堂教学中适当放手,适当开放,把研究性学习的思想引入课堂。 现代教学论认为,课堂教学不能仅仅局限于集体授课这一传统的封闭形式,应以教学对象、教学内容、教学环境等方面的不同而变化。测定中和反应的反应热时,在活动结束后,可以组织学生分析实验数据,针对“如何提高测定结果的准确性”这一问题展开讨论,使学生进一步明确实验中应注意的问题,同时使学生体会定量实验的特点及其定性实验的区别,为了使中和反应进行完全,建议用50mL 0.50mol •L和50mL 0.55mol •LNaOH溶液进行反应,宜使用精确度较高的温度计。

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自主测评练习:

第一阶段测评

1.自制量热计用于测定中和反应的反应热,该仪器直接测得的数据是 A.体系质量的变化 B.体系能量的变化 C.体系温度的变化 D.体系电流的变化 2.同学们测得的中和反应的反应热往往偏低,下列不属于其原因的是 A.自制量热计保温性能不佳 B.动作慢

C.没有等温度计读数稳定后再记录 D.使用了0.55mol·L氢氧化钠溶液

3.同学们测得的中和反应的反应热往往偏低,原因很多,其中的主要原因是 A.保温杯、玻璃棒等吸收的热量 B.酸、碱稀溶液的比热容比水的略大 C.量热计保温性能差 D.酸、碱稀溶液的密度比水的略大

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4.中和反应的反应热测定实验中用0.50mol·L硝酸代替0.50mol·L盐酸,对实验结果的影响是

A.偏大 B.偏小 C.无影响 D.无法判断

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5.中和反应的反应热测定实验中用0.50mol·L氢氧化钾溶液代替0.50mol·L氢氧化钠溶液,对实验结果的影响是

A.偏大 B.偏小 C.无影响 D.无法判断

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第二阶段测评

6.中和反应的反应热测定实验中用0.50mol·L醋酸代替0.50mol·L盐酸,对实验结果的影响是

A.偏大 B.偏小 C.无影响 D.无法判断

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7.相同条件下,向50mL 0.50mol·L氢氧化钠溶液中加入下列物质,①稀醋酸 ②浓硫酸③稀硝酸,恰好完全反应时放出的热量分别为Q1、Q2、Q3。下列关系正确的是 A.Q1>Q2>Q3 B.Q2>Q3>Q1 C.Q3>Q2>Q1 D.Q1>Q3>Q2

8.下列图像中能正确表示酸碱发生中和反应的反应热的是

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9.稀的盐酸氢氧化钠溶

和稀的液反应,

9.可用如下热化学方程式表示其反应热,

H+(aq)+OH(aq)=H2O(l); △H = -57.3 kJ•mol-1,下列叙述正确的是 A.在稀溶液中,所有酸碱发生中和反应都可用此热化学方程式表示 B.只有强酸和强碱稀溶液发生中和反应才能用此热化学方程式表示

C.含有1 mol Ba(OH)2的稀溶液和含有1 molH2SO4的稀溶液反应,放出57.3 kJ 热量 D.稀盐酸和稀氨水反应生成1 molH2O,能放出57.3 kJ 热量

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