2019-2020年高中化學 第一章第三節(jié) 化學反應熱的計算教案 新人教版選修4.doc

2019-2020年高中化學 第一章第三節(jié) 化學反應熱的計算教案 新人教版選修4課題：第三節(jié) 化學反應熱的計算(一)授課班級課 時1教學目的知識與技能理解蓋斯定律過程與方法通過運用蓋斯定律求有關的反應熱，進一步理解反應熱的概念情感態(tài)度價值觀通過實例感受蓋斯定律，并以此說明蓋斯定律在科學研究中的重要作用重 點蓋斯定律難 點蓋斯定律的涵義知識結構與板書設計第三節(jié) 化學反應熱計算一、蓋斯定律1、 蓋斯定律：化學反應的反應熱只與反應的始態(tài)（各反應物）和終態(tài)（各生成物）有關，而與具體反應進行的途徑無關。2、蓋斯定律在生產(chǎn)和科學研究中有很重要的意義教學過程教學步驟、內(nèi)容教學方法、手段、師生活動引入在化學科研中，經(jīng)常要測量化學反應所放出或吸收的熱量，但是某些物質的反應熱，由于種種原因不能直接測得，只能通過化學計算的方式間接獲得。在生產(chǎn)中，對燃料的燃燒、反應條件的控制以及廢熱的利用，也需要反應熱計算，為方便反應熱計算，我們來學習蓋斯定律。板書 第三節(jié) 化學反應熱計算一、蓋斯定律 講1840年，蓋斯（GHHess，俄國化學家）從大量的實驗事實中總結出一條規(guī)律：化學反應不管是一步完成還是分幾步完成，其反應熱是相同的。也就是說，化學反應的反應熱只與反應的始態(tài)（各反應物）和終態(tài)（各生成物）有關，而與具體反應進行的途徑無關。如果一個反應可以分幾步進行，則各分步反應的反應熱之和與該反應一步完成時的反應熱是相同的，這就是蓋斯定律。投影 講根據(jù)圖示從山山的高度與上山途徑無關及能量守衡定律來例證蓋斯定律?；顒訉W生自學相關內(nèi)容后講解板書1、 蓋斯定律：化學反應的反應熱只與反應的始態(tài)（各反應物）和終態(tài)（各生成物）有關，而與具體反應進行的途徑無關。講蓋斯定律在生產(chǎn)和科學研究中有很重要的意義。有些反應的反應熱雖然無法直接測得，但利用蓋斯定律不難間接計算求得。板書2、蓋斯定律在生產(chǎn)和科學研究中有很重要的意義科學探究對于反應：C（s）+ O2（g）=CO（g）因為C燃燒時不可能完全生成CO，總有一部分CO2生成，因此這個反應的H無法直接測得，請同學們自己根據(jù)蓋斯定律設計一個方案反應的H。師生共同分析我們可以測得C與O2反應生成CO2以及CO與O2反應生成CO2的反應熱：C（s）O2（g） =CO2（g）；H=3935 kJmolCO（g）+ O2（g）=CO2（g）；H=2830 kJmol投影講根據(jù)蓋斯定律.可以很容易求算出C（s）+ O2（g）=CO（g）的H。H1=H2+H3H2=H1H3=3935kJ/mol（2830kJ/mol）1105 kJmol即：C（s）+ O2（g）=CO（g）的H=1105 kJmol 投影點擊試題例1、通過計算求的氫氣的燃燒熱：可以通過兩種途徑來完成如上圖表：已知：H2（g）+O2（g）=H2O（g）；H1241.8kJ/molH2O(g)H2O(l)；H244.0kJ/mol根據(jù)蓋斯定律，則HH1H2241.8kJ/mol(44.0kJ/mol)285.8kJ/mol點擊試題例2、實驗中不能直接測出由石墨和氫氣生成甲烷反應的H，但可測出CH4燃燒反應的H1，根據(jù)蓋斯定律求H4CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)；H1=-890.3kJmol-1 (1)C(石墨)+O2(g)CO2(g)；H2=-3935kJmol-1 (2)H2（g）+O2（g）=H2O（l）；H3=-285.8kJmol-1 (3)C(石墨)+2H2(g)CH4(g)；H4 (4)投影講利用蓋斯定律時，可以通過已知反應經(jīng)過簡單的代數(shù)運算得到所求反應，以此來算得所求反應的熱效應。也可以設計一個途徑，使反應物經(jīng)過一些中間步驟最后回復到產(chǎn)物：因為反應式(1)，(2)，(3)和(4)之間有以下關系： (2)+(3)2-(1)=(4)所以 H4=H2+2H3-H1=-393.5 kJmol-1+2(-285.8) kJmol-1-(-890.3) kJmol-1=-74.8kJmol-1小結可間接計算求得某些無法直接測得的反應熱，如 C 與O2 生成 CO 的H。點擊試題例3、物質的生成熱可定義為由穩(wěn)定單質生成1 mol物質所放出的熱量，如二氧化碳氣體的生成熱就是的反應熱已知下列幾種物質的生成熱：葡萄糖(C6H12O6)：1259kJ/mol H2O (1)：285.8kJ/mol CO2：393.5kJ/mol試計算1kg葡萄糖在人體內(nèi)完全氧化生成二氧化碳氣體和液態(tài)水，最多可提供的能量先求出1 mol 氧化時放出的熱量即：；H？根據(jù)已知條件得知隨堂練習已知下列熱化學方程式：；H25kJ/mol；H47kJ/mol；H+19kJ/mol寫出FeO(s)與CO反應生成Fe(s)和的熱化學方程式：_教學回顧：教 案課題：第三節(jié) 化學反應熱的計算(二) -典型題專題授課班級課 時1教學目的知識與技能1、理解反應熱2、了解反應熱的計算過程與方法綜合運用反應熱和蓋斯定律的知識解決能量變化的實際問題情感態(tài)度價值觀 通過計算某些物質燃燒時的H數(shù)值，進一步認識煤、石油、天然氣是當今世界上最重要的化石燃料，喚起學生對資源利用和環(huán)境保護的意識和責任感重 點反應熱的計算難 點蓋斯定律的應用教學過程教學步驟、內(nèi)容教學方法、手段、師生活動題型一： 已知一定量的物質參加反應放出的熱量，計算反應熱，寫出其熱化學反應方程式。例1、將0.3mol的氣態(tài)高能燃料乙硼烷（B2H6）在氧氣中燃燒，生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水，放出649.5kJ熱量，該反應的熱化學方程式為_。又已知：H2O（g）=H2O（l）；H244.0kJ/mol，則11.2L（標準狀況）乙硼烷完全燃燒生成氣態(tài)水時放出的熱量是_kJ。解析：0.3mol乙硼烷完全燃燒生成液態(tài)水放出649.5kJ熱量，則1mol乙硼烷完全燃燒放出的熱量為：因此乙硼烷燃燒的熱化學反應方程式為：。由于1mol水汽化需吸熱44kJ，則3mol液態(tài)水全部汽化應吸熱：，所以1mol乙硼烷完全燃燒產(chǎn)生氣態(tài)水時放熱：，則11.2L（標準狀況）乙硼烷完全燃燒產(chǎn)生氣態(tài)水放出熱量是：。隨堂練習已知充分燃燒a g乙炔氣體時生成1mol二氧化碳氣體和液態(tài)水，并放出熱量b kJ，則乙炔燃燒的熱化學方程式正確的是 A. 2C2H2(g)5O2(g)4CO2(g)2H2O(l)； H2b kJ / molB. C2H2(g)5/2O2(g)2CO2(g)H2O(l)； H2b kJ / molC. 2C2H2(g)5O2(g)4CO2(g)2H2O(l)； H4b kJ / molD. 2C2H2(g)5O2(g)4CO2(g)2H2O(l)； Hb kJ / mol題型二：利用蓋斯定律求反應熱例2、科學家蓋斯曾提出：“不管化學過程是一步完成或分幾步完成，這個總過程的熱效應是相同的?！崩蒙w斯定律可測某些特別反應的熱效應。（1）（s，白磷）+ （2） 則白磷轉化為紅磷的熱化學方程式_。相同的狀況下，能量較低的是_；白磷的穩(wěn)定性比紅磷_（填“高”或“低”）。 解析：依題意求：；可設計如下反應過程：；據(jù)蓋斯定律有=（-2983.2+4738.5）kJ/mol=-29.2kJ/mol，即；。白磷轉化為紅磷是放熱反應，穩(wěn)定性比紅磷低（能量越低越穩(wěn)定）。隨堂練習由金紅石(TiO2)制取單質Ti，涉及到的步驟為：TiO2TiCl4Ti 已知： C(s)O2(g)CO2(g)； DH-393.5 kJmol-1 2CO(g)O2(g)2CO2(g)； DH-566 kJmol-1 TiO2(s)2Cl2(g)TiCl4(s)O2(g)； DH+141 kJmol-1則TiO2(s)2Cl2(g)2C(s)TiCl4(s)2CO(g)的DH 。 題型三：根據(jù)一定量的物質參加反應放出的熱量（或根據(jù)已知的熱化學方程式），進行有關反應熱的計算或比較大小。例3、已知下列兩個熱化學方程式：H2 (g) + 1/2 O2(g) = H2O (l) DH-285.8 kJmol-1 C3H8(g)+5O2(g) = 3 CO2(g) +4H2O (l) DH-2220.0 kJmol-1實驗測得氫氣和丙烷的混合氣體共5 mol，完全燃燒時放熱3847kJ，則混合氣體中氫氣和丙烷的體積比是_，兩者放出的熱量之比約為_A、1：3 B、3：1 C、1：4 D、5：13解法一：十字交叉法解法二：估算排除法答案：BD隨堂練習已知：；欲得到相同的熱量，需分別燃燒固體碳和氫氣的質量比約為A. 2:3.25 B. 12:3.25 C. 1:1 D. 393.5:241.8解析：由題意可列得方程 答案： B題型四：反應熱大小比較 例4、在同溫同壓下，下列各組熱化學方程式中，的是A. B. C. D. 解析：反應熱數(shù)值的大小與反應物、生成物的種類有關，與反應物物質的量的多少有關，與反應物和生成物的聚集狀態(tài)有關，還與反應時的外界條件有關。A選項：生成物的狀態(tài)不同，由于從氣態(tài)水到液態(tài)水會放熱，所以生成液態(tài)水比生成氣態(tài)水放出的熱多即；B選項：反應物的狀態(tài)不同，由于從固態(tài)硫到氣態(tài)硫要吸熱，所以氣態(tài)硫燃燒放出的熱量比固態(tài)硫燃燒放出的熱量多，即；C選項：生成物的種類不同，由于CO與O2反應生成CO2要放出熱量，故；D選項：反應物的物質的量不同，前一反應的物質的量是后一反應的物質的量的2倍，故，即。答案選A、C。隨堂練習氫氣、一氧化碳、辛烷、甲烷的熱化學方程式分別為：H2(g)1/2O2(g)H2O(l)； H285.8kJ/molCO(g)1/2O2(g)CO2(g)； H283.0kJ/molC8H18(l)25/2O2(g)8CO2(g)9H2O(l)；H5518kJ/molCH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(l)； H89.3kJ/mol相同質量的氫氣、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃燒時，放出熱量最少的是A H2(g) B CO(g) C C8H18(l) D CH4(g)題型五：利用鍵能計算反應熱方法：H=E(反應物)E（生成物），即反應熱等于反應物的鍵能總和跟生成物的鍵能總和之差。常人們把拆開1 mol某化學鍵所吸收的能量看成該化學鍵的鍵能。鍵能常用E表示，單位是kJ/mol。例5CH3CH3CH2CH2H2；有關化學鍵的鍵能如下?；瘜W鍵 CH CC CC HH鍵能（kJ/mol） 414.4 615.3 347.4 435.3試計算該反應的反應熱解析：H =6E(CH)E(CC)E(CC)4E(CH)E(HH)=(6414.4347.4)kJ/mol(615.34414.4435.3)kJ/mol=125.6 kJ/mol這表明，上述反應是吸熱的，吸收的熱量為125.6 kJ/mol。(xx全國理綜13)解析：以上各式中化學計量數(shù)及物質狀態(tài)標注都正確；該反應放熱，H應為負值；生成1mol二氧化碳氣體，放出熱量 bkJ，則又生成4mol二氧化碳氣體，放出熱量4bkJ 。 答案：A。(xx廣東224)答案：-80 kJmol-1教學回顧：