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DSE 化学|热化学焓变、量热法与赫斯定律备课指引(导师用)|三步计算、能量图与四个常见错误

DSE 化学|热化学焓变、量热法与赫斯定律备课指引(导师用)|三步计算、能量图与四个常见错误

  • 2026-11-05

学生一见“ΔH”就问正还是负,计完又忘记除莫耳数。真正卡住的地方不是公式,而是三个没写下来的动作:先问能量去了哪里、再问水吸了多少热、最后才问每莫耳多少。这一堂把三个动作固定成次序,让学生在考场上照做。

本堂目标 学生能够:① 由温度变化判断反应是放热还是吸热,并写出 ΔH 的正负;② 用 m×c×ΔT 完成量热法计算并除以莫耳数,得出 kJ mol⁻¹;③ 用能量图把两条已知方程式加减成目标方程式,计出未知 ΔH。

01 先备知识(开课前 3 分钟快检)

以下任何一项未过关,本堂就会卡住,先补该项:

技能 快检题 过关标准
莫耳数 0.30 g 乙醇(Mr = 46)有多少莫耳 0.00652 mol
比热容量 水的比热容量数值与单位 4.2 J g⁻¹ °C⁻¹
能量守恒 放出的热去了哪里 被水和容器吸收,容器部分多数忽略

02 课堂流程(45 分钟)

时间 环节 导师做什么 学生做什么
0–5 分 两个温度计 给放热与吸热各一个现象,问哪个 ΔH 是负 各写一个正负号并讲理由
5–15 分 量热法五步 逐步示范:质量、温升、Q、莫耳数、每莫耳 同一组数据自己再计一次
15–23 分 单位与符号 把 J 转 kJ、把“每克”转“每莫耳”各示范一次 改正三个错单位
23–35 分 赫斯定律能量图 画能量图,把两条方程式上下叠加 画图后才准计数
35–41 分 真题一题 完整走一次并写出中间步骤 独立完成并自评
41–45 分 离场检查 三题收回即批 独立完成

03 讲解脚本(照着说就可以)

第一幕:先问能量去了哪里,才问公式

学生把 ΔH 当成一个要背的正负号,所以同一个反应在选择题答放热、在长题答正数。开场只做一件事:两支温度计,一支升温、一支降温,问学生“热由反应走去水,还是由水走去反应”。答案一出,符号自然定:热离开反应=放热=ΔH 负。
把这句话写在黑板上方,之后每一次计数前都要学生先讲一次,符号就不再靠记忆,而是靠一句可以重复的判断。

要学生做:在两个实验数据旁各写“热由__走去__”,再写 ΔH 的正负。

第二幕:量热法:五步次序,一步都不能跳

量热法的错很少在算术,多数在次序:未把水升温的热当成反应热、或忘了除以莫耳数。固定五步:① 写 m(水的质量,不是燃料质量);② 写 ΔT;③ Q = m c ΔT;④ n = m / Mr(燃料);⑤ ΔH = −Q / n。
用一组数示范:100 g 水由 25.0 °C 升到 35.0 °C,Q = 8400 J;烧去 0.3 g 乙醇(n = 0.00652 mol),ΔH = −1288.0 kJ mol⁻¹。每个数都要学生自己按一次计数机,因为考试按错比概念错更常见。

要学生做:把五步写在计算纸左边,每完成一步打一个勾,缺一步不交卷。

第三幕:赫斯定律:先画能量图,再写加减

学生把赫斯定律当成“把 ΔH 加起来”,结果符号乱。教法是先画图:反应物在左、生成物在右,中间画一条绕路的路径,箭头向下为负。图画好之后,加减只是沿箭头走。
示范用 C + O₂ → CO₂(-393)与 CO + ½O₂ → CO₂(-283)求 C + ½O₂ → CO:把第二条反转,符号变正,两式相加得 -110 kJ mol⁻¹。每次反转都要学生口讲“我把箭头倒转”,否则他们只会抄数字。

要学生做:画出三条方程式的能量图,并在反转的那个箭头上画交叉记号。

04 必教题型与步骤

题型 例子 步骤 答案
焓变符号判断 测量到温度上升,问 ΔH 正负 问热由哪里走去哪里→定符号 放热,ΔH 为负
量热法计算 100 g 水升 20 °C,0.30 g 乙醇,求 ΔH 五步次序,先 Q 后 n −1288.0 kJ mol⁻¹
赫斯定律 由两条方程式求第三条的 ΔH 画能量图→反转→相加 -110 kJ mol⁻¹
实验误差分析 计出的数值比文献值小,问原因 分“热散失”与“燃烧不完全”两类 计得 -1288,比文献 -1367 少约 5.8%
合理性检查(一定要教):合理性检查:燃料的质量不可当成水的质量;ΔH 的单位是 kJ mol⁻¹,不是 kJ;除以的是燃料的莫耳数,不是水的莫耳数;计出的 -1288 与文献 -1367 相差约 5.8%,方向正确(量热法必然偏低,因为热散失),若学生计出比文献更负,一定是把质量或莫耳数放错位置。

05 独立练习三题

题目 答案 想观察什么
符号判断 三个实验各写 ΔH 正负与理由 看理由是否提到热的流向
量热法 100 g 水升 20 °C,用 0.3 g 乙醇,求 ΔH 看有无除以燃料莫耳数
赫斯定律 用两条已知式求 C + ½O₂ → CO 看有无先把反转那条的符号改掉

06 学生常见错误与纠正句

错误 学生通常这样写 导师这样说
把燃料质量当水的质量 Q = 0.30 × 4.2 × 20 “4.2 是水的比热容量,你现在加热的是哪一样东西?”
忘记除以莫耳数 答案写 8.4 kJ mol⁻¹ “8.4 是这 0.3 g 放出的热,题目问每一莫耳,你的莫耳数在哪里?”
赫斯定律只加不反转 −393 + (−283) “你把第二条倒转了没有?倒转之后箭头向上还是向下?”
ΔH 单位写成 kJ ΔH = −1287.9 kJ “每莫耳三个字去了哪里?没有 mol⁻¹,数值再对都拿不到分。”

07 家课建议(直接指到练习卷题号)

08 离场检查(最后 5 分钟)

题目 答案 判定
ΔH 符号判断 放热为负、吸热为正,理由讲热的流向 只讲符号=回到第一幕
量热法五步 m、ΔT、Q、n、ΔH 漏“除以 n”=重讲第二幕
赫斯定律第一步 先画能量图再反转 直接加数=回到第三幕

09 导师常问

学生算术经常出错,要否禁止用计数机?

不要禁。要求每步写出数值再入机,错就错在抄错数,而不是按错键。

要不要背文献值?

不必背,但要知量热法结果必然偏低,误差方向比数值重要。

赫斯定律可否用公式代?

可以,但先画图的学生在反转符号上出错少一半,建议先图后式。

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