化學反應與能量變化

教學目標：

知識與技能：學生通過探究Zn與CuSO4溶液反應熱測定條件，掌握反應熱的測定方法，提高實驗能力。

過程與方法：學生通過分組實驗，學會科學探究的方法，認識定量分析實驗中條件控制在科學研究中的意義。

情感、態度與價值觀：體驗科學探究的艱辛和喜悅，提高學習化學的興趣；體驗科學實證研究過程和方法，樹立安全意識，形成良好的實驗習慣。

教學重點： 影響反應熱準確測定的因素。教學難點： 影響反應熱準確測定的因素

授課類型：新授課

課時安排：1課時

教具：多媒體輔助

教學過程：

引入：我們知道化學反應中常伴隨著能量的變化，通常表現為熱量的變化，今天我們來探究Zn與CuSO4溶液反應的反應熱測定條件。

板書：探究Zn與CuSO4溶液反應的反應熱測定條件

反應中的熱量變化必然會引起反應體系溫度的變化，因此，要測該反應的反應熱就要測反應前后體系溫度的變化。那么，測得反應體系溫度變化后，如何計算反應中的熱量變化呢？請大家回憶中和熱的測定，利用Q=cmΔt，說明這個公式中符號代表的意義。那么，影響該反應反應熱測定的因素有哪些呢？

下面請大家思考三個問題：1、為了使實驗結果比較準確，應準確測定那些物理量？測定的關鍵是什么？2、CuSO4溶液的濃度大小對該反應反應熱測定的影響；3、Zn的顆粒大小及用量對該反應反應熱的測定的影響？請大家分組討論。

學生回答，教師引導學生回答要點

1、要準確量取溶液的體積；準確讀取反應前后體系的溫度，因此要防止熱量損失，注意保溫（教師追問：如何防止熱量散失，可用保溫杯）；2、CuSO4溶液的濃度并不是越大越好，濃度太大，比熱太小，就不是近似等于水的比熱；而濃度也不能太小，濃度太小，化學反應速率很慢，熱量損失較多。因此，要選擇適宜的濃度；3、本實驗中應選用鋅粉，化學反應速率快，熱量損失少。由于反應中生成的Cu會附著在鋅上，所以應讓鋅粉過量，保證CuSO4反應完全。

（板書學生回答要點）

教師：實際上，影響該反應反應熱測定的因素很多，在這里我們不能一一進行探究，今天我們只探究用不同質量的鋅粉與相同體積、相同濃度的CuSO4溶液反應時的熱量變化。請大家根據前面的討論設計實驗方案：

教師設疑：在測量該反應體系溫度變化時，應該用到哪些儀器與藥品呢？我請一位同學來回答一下，非常好！

實驗用品：保溫杯、溫度計、隔熱蓋板、一定質量的鋅粉、 0.2mol/L的CuSO4溶液（注意隔熱蓋板上已安裝溫度計）

繼續設疑：那么，根據實驗用品，我們如何設計實驗步驟呢？

我們找一個小組來匯報一下他們的實驗方案！下面就請大家通過以下實驗步驟來測定該反應體系中的溫度變化。

首先用100mL的量筒量取100mL 0.2mol/L的CuSO4溶液于保溫杯中，并蓋好隔熱蓋板，插入溫度計。觀察溫度計至溫度穩定時測定并記錄上述溶液的起始溫度。然后向上述溶液中迅速加入已稱好的鋅粉，并輕微旋轉搖動保溫杯，每隔30s讀取一次溫度，最后記錄反應后的最高溫度。算出溫度變化。請大家小組內分工協作，特別注意在測定反應前后溫度時一定是同一人。請每一組匯報你們的實驗數據。（學生一邊說老師一邊投影到屏幕上）

下面，我們一起在電腦上繪制鋅粉用量與溫度變化關系圖。請大家根據圖像討論通過用不同質量的鋅粉與100mL 0.2mol/L的CuSO4溶液反應時反應熱的測定條件。

教師總結：對于本實驗中反應熱的測定每一組都應該做2-3次平行實驗，最后取平均值，當然對于實驗結果肯定會有誤差，這些誤差有些是操作不當造成的，有些是儀器本身造成的。通過本實驗我們應該學會一種探究問題的方法。

請大家課后根據實驗所測數據計算出該反應的反應熱。