第一章 化学反应的热效反应 第二节 反应热的计算 第1课时 盖斯定律 教学设计2（表格式）人教版 A版 （2019）高中化学选择性必修一
文档属性
| 名称 | 第一章 化学反应的热效反应 第二节 反应热的计算 第1课时 盖斯定律 教学设计2（表格式）人教版 A版 （2019）高中化学选择性必修一 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 179.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-06-15 23:16:51 | ||
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文档简介
优秀教案系列
第二节 反应热的计算
第1课时 盖斯定律
教学目标
1.理解盖斯定律的含义,认识同一个化学反应的反应热与反应进行的途径无关。
2.能运用盖斯定律解决具体问题,体会盖斯定律在科学研究中的重要作用。
评价目标
1.通过对具体实例的分析,诊断并发展学生的化学反应中的能量守恒观。
2.通过运用盖斯定律进行反应热的简单计算,诊断并发展学生的化学计算水平。
重点、难点
重点:盖斯定律的理解和应用。
难点:盖斯定律的理解。
教法、学法
类比法、化学史法。
课时安排
建议1课时
教学准备
学案、多媒体课件。
教学设 计主题 教学过程 设计意图 评价维度
基础 知识 回顾 【教师】请同学们阅读课本并回答下列问题: 1.任何化学反应都既有 变化,又有 变化,所以化学变化既遵循 守恒,又遵循 守恒。 2.是不是所有反应的反应热都可以通过实验测定 举例说明。 【学生】小组讨论并展示答案。 建立能量守恒的思维模型。 构建模型认知:能量守恒。
一、盖 斯定律的概念 【教师】引导学生回答下列问题。 【思考1】从A点到B点势能的变化与途径有关吗 【思考2】这里的A相当于反应体系的始态,B相当于反应体系的终态,在一定条件下化学反应的反应热与反应途径有关吗 【总结】盖斯定律的概念:一个化学反应,不管是一步完成的还是分几步完成的,其反应热是相同的。 注意:在一定条件下,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。 提升学生分析、归纳的能力,归纳出盖斯定律的概念。 通过分析势能的变化,证据推理、归纳总结出盖斯定律的概念。
二、盖 斯定律的 意义 【教师】引导学生通过阅读课本并思考。 盖斯定律在科学研究中的重要意义: 有些反应进行得很慢,有些反应不容易直接发生,有些反应的产品不纯(有副反应发生),这些都给测量反应热造成了困难,利用盖斯定律可以间接地把它们的反应热计算出来。 【学生】总结整理。 感受定量研究的意义。 通过分析盖斯定律的意义,感受化学研究的意义,体现科学精神、社会价值。
三、盖 斯定律的 应用 【教师】引导学生通过例题分析用盖斯定律计算反应热的方法。 (1)虚拟路径法:若反应物A变为生成物E,可以有三个途径: ①由A直接变为生成物E,反应热为ΔH。 ②由A经过B变成E,反应热分别为ΔH1、ΔH2。 ③由A经过C变成D,再由D变成E,反应热分别为ΔH3、ΔH4、ΔH5。如图所示: 则有ΔH=ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4+ΔH5。 (2)加合法:即运用所给方程式通过加减的方法得到所求热化学方程式。 【例1】已知: ①C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1 ②CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH2=-283.0 kJ·mol-1 求C(s)+O2(g)CO(g)的反应热△H3。 解法一:虚拟路径法 解法二:加合法 C(s)+O2(g)CO(g) ΔH3= CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH2=-283.0 kJ·mol-1 C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1 ΔH3=ΔH1-ΔH2 =-393.5 kJ·mol-1-(-283.0 kJ·mol-1)=-110.5 kJ·mol-1 【例2】已知: ①CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH1=-283.0 kJ·mol-1 ②H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH2=-285.8 kJ·mol-1 ③C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l) ΔH3=-1 370 kJ·mol-1 试计算:④2CO(g)+4H2(g)H2O(l)+C2H5OH(l) ΔH= 【总结】 1.关键:设计合理的反应过程,适当加减已知方程式及对应ΔH。 2.突破口:找准待求方程式的系数,当热化学方程式同乘或同除一个数时,ΔH也必须同乘或同除这个数。 3.正反应和逆反应的ΔH的数值相等,符号相反,书写时“+”不能省。 【归纳】盖斯定律应用的计算模型: (1)确定待求反应的热化学方程式。 (2)找出待求热化学方程式中各物质出现在已知方程式中的位置(是同侧还是异侧)。 (3)利用同侧相加、异侧相减进行处理。 (4)根据待求方程式中各物质的化学计量数通过乘除来调整已知反应的化学计量数,并消去中间产物。 (5)加减确定待求热化学方程式。 用盖斯定律求反应热的思维模型: 加和—将调整好的热化学方程式和ΔH进行加和 | 求焓—ΔH随热化学方程式的调整而进行相应的加、减、乘、除运算 | 检查—检查得出的热化学方程式是否正确 【学生】通过练习题夯实知识。 【练习】 ①2O2(g)+N2(g)N2O4(l) ΔH1 ②N2(g)+2H2(g)N2H4(l) ΔH2 ③O2(g)+2H2(g)2H2O(g) ΔH3 ④2N2H4(l)+N2O4(l)3N2(g)+4H2O(g) ΔH4=-1048.9 kJ·mol-1 上述反应热效应之间的关系式为ΔH4= ,联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为 。 建立用盖斯定律计算反应热的方法模型。 学生学会分析解决问题的能力。 构建盖斯定律应用的计算模型。 构建盖斯定律求反应热的思维模型。 运用模型解决问题。 通过实例分析出盖斯定律计算反应热的方法模型:虚拟路径法、加合法,体现模型认知。 运用建立的模型解决实际问题,体现模型认知。 归纳总结用盖斯定律计算反应热的思维方法模型。 归纳总结用盖斯定律计算反应热的思维模型。
三、盖 斯定律的 应用
课堂总结 本节课通过证据推理构建盖斯定律计算反应热的方法模型和思维模型: 加和—将调整好的热化学方程式和ΔH进行加和 | 求焓—ΔH随热化学方程式的调整而进行相应的加、减、乘、除运算 | 检查—检查得出的热化学方程式是否正确 学生运用建立的模型解决问题,感受定量研究的意义,对以后学习有很强的指导意义。 归纳本节内容,提升学生对本节内容的整体把握程度。 重点培养学生证据推理与模型认知的化学核心素养。
1.完成学案中的“核心素养专练”。
2.总结运用盖斯定律计算反应热的步骤。
1.本节课通过联系生活实际中的现象运用证据推理让学生掌握盖斯定律的含义,通过感受盖斯定律的意义,培养学生的科学精神和社会责任。
2.通过解决实际问题建立用盖斯定律进行有关反应热的计算方法模型和思维模型,运用建立的模型解决问题,感受定量研究的意义。
3.本节课在大量计算的过程中还培养了学生计算的能力。
第二节 反应热的计算
第1课时 盖斯定律
1.盖斯定律:在一定条件下,化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关,而与具体反应进行的途径无关。
2.盖斯定律的重要意义:间接地计算某些反应的反应热。
3.盖斯定律的应用。
1.已知:2N2O5(g)2N2O4(g)+O2(g) ΔH1=-4.4 kJ·mol-1
2NO2(g)N2O4(g) ΔH2=-55.3 kJ·mol-1
则反应N2O5(g)2NO2(g)+O2(g)的ΔH= kJ·mol-1。
答案 +53.1
解析 把已知两反应按顺序编号为a、b,根据盖斯定律,a式×-b式可得:N2O5(g)2NO2(g)+O2(g) ΔH=+53.1 kJ·mol-1。
2.CH4-CO2催化重整反应为CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。
已知:C(s)+2H2(g)CH4(g) ΔH=-75 kJ·mol-1
C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol-1
C(s)+O2(g)CO(g) ΔH=-111 kJ·mol-1
该催化重整反应的ΔH= kJ·mol-1。
答案 +247
解析 将题给已知三个反应依次编号为①、②、③,根据盖斯定律,由③×2-①-②可得:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247 kJ·mol-1。
3.SiHCl3在催化剂作用下发生反应:
2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g) ΔH1=+48 kJ·mol-1
3SiH2Cl2(g)SiH4(g)+2SiHCl3(g) ΔH2=-30 kJ·mol-1
则反应4SiHCl3(g)SiH4(g)+3SiCl4(g)的ΔH为 kJ·mol-1。
答案 +114
解析 将题给两个热化学方程式依次编号为①、②,根据盖斯定律,由①×3+②可得:4SiHCl3(g)SiH4(g)+3SiCl4(g),则有ΔH=3ΔH1+ΔH2=3×48 kJ·mol-1+(-30 kJ·mol-1)=+114 kJ·mol-1。
4.近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下:
反应Ⅰ:2H2SO4(l)2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551 kJ·mol-1
反应Ⅲ:S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH3=-297 kJ·mol-1
反应Ⅱ的热化学方程式: 。
答案 3SO2(g)+2H2O(g)2H2SO4(l)+S(s) ΔH2=-254 kJ·mol-1
解析 由题图可知,反应Ⅱ的化学方程式为3SO2+2H2O2H2SO4+S↓。根据盖斯定律,反应Ⅱ=-(反应Ⅰ+反应Ⅲ)可得:3SO2(g)+2H2O(g)2H2SO4(l)+S(s) ΔH2=-254 kJ·mol-1。
5.Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行:
CuCl2(s)CuCl(s)+Cl2(g) ΔH1=+83 kJ·mol-1
CuCl(s)+O2(g)CuO(s)+Cl2(g) ΔH2=-20 kJ·mol-1
CuO(s)+2HCl(g)CuCl2(s)+H2O(g) ΔH3=-121 kJ·mol-1
则4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)的 ΔH= kJ·mol-1。
答案 -116
解析 ΔH=2ΔH3+2ΔH2+2ΔH1=-116 kJ·mol-1。
6.已知:①Al2O3(s)+3C(s)2Al(s)+3CO(g) ΔH1=+1 344.1 kJ·mol-1
②2AlCl3(g)2Al(s)+3Cl2(g) ΔH2=+1 169.2 kJ·mol-1
由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为 。
答案 Al2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g)2AlCl3(g)+3CO(g) ΔH=+174.9 kJ·mol-1
解析 把热化学方程式②颠倒过来,反应热的数值不变,符号相反可得③2Al(s)+3Cl2(g)2AlCl3(g) ΔH3=-ΔH2=-1 169.2 kJ·mol-1。
根据盖斯定律,由①+③可得Al2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g)2AlCl3(g)+3CO(g) ΔH=ΔH1+ΔH3=+174.9 kJ·mol-1,即为Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式。
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第二节 反应热的计算
第1课时 盖斯定律
教学目标
1.理解盖斯定律的含义,认识同一个化学反应的反应热与反应进行的途径无关。
2.能运用盖斯定律解决具体问题,体会盖斯定律在科学研究中的重要作用。
评价目标
1.通过对具体实例的分析,诊断并发展学生的化学反应中的能量守恒观。
2.通过运用盖斯定律进行反应热的简单计算,诊断并发展学生的化学计算水平。
重点、难点
重点:盖斯定律的理解和应用。
难点:盖斯定律的理解。
教法、学法
类比法、化学史法。
课时安排
建议1课时
教学准备
学案、多媒体课件。
教学设 计主题 教学过程 设计意图 评价维度
基础 知识 回顾 【教师】请同学们阅读课本并回答下列问题: 1.任何化学反应都既有 变化,又有 变化,所以化学变化既遵循 守恒,又遵循 守恒。 2.是不是所有反应的反应热都可以通过实验测定 举例说明。 【学生】小组讨论并展示答案。 建立能量守恒的思维模型。 构建模型认知:能量守恒。
一、盖 斯定律的概念 【教师】引导学生回答下列问题。 【思考1】从A点到B点势能的变化与途径有关吗 【思考2】这里的A相当于反应体系的始态,B相当于反应体系的终态,在一定条件下化学反应的反应热与反应途径有关吗 【总结】盖斯定律的概念:一个化学反应,不管是一步完成的还是分几步完成的,其反应热是相同的。 注意:在一定条件下,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。 提升学生分析、归纳的能力,归纳出盖斯定律的概念。 通过分析势能的变化,证据推理、归纳总结出盖斯定律的概念。
二、盖 斯定律的 意义 【教师】引导学生通过阅读课本并思考。 盖斯定律在科学研究中的重要意义: 有些反应进行得很慢,有些反应不容易直接发生,有些反应的产品不纯(有副反应发生),这些都给测量反应热造成了困难,利用盖斯定律可以间接地把它们的反应热计算出来。 【学生】总结整理。 感受定量研究的意义。 通过分析盖斯定律的意义,感受化学研究的意义,体现科学精神、社会价值。
三、盖 斯定律的 应用 【教师】引导学生通过例题分析用盖斯定律计算反应热的方法。 (1)虚拟路径法:若反应物A变为生成物E,可以有三个途径: ①由A直接变为生成物E,反应热为ΔH。 ②由A经过B变成E,反应热分别为ΔH1、ΔH2。 ③由A经过C变成D,再由D变成E,反应热分别为ΔH3、ΔH4、ΔH5。如图所示: 则有ΔH=ΔH1+ΔH2=ΔH3+ΔH4+ΔH5。 (2)加合法:即运用所给方程式通过加减的方法得到所求热化学方程式。 【例1】已知: ①C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1 ②CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH2=-283.0 kJ·mol-1 求C(s)+O2(g)CO(g)的反应热△H3。 解法一:虚拟路径法 解法二:加合法 C(s)+O2(g)CO(g) ΔH3= CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH2=-283.0 kJ·mol-1 C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1 ΔH3=ΔH1-ΔH2 =-393.5 kJ·mol-1-(-283.0 kJ·mol-1)=-110.5 kJ·mol-1 【例2】已知: ①CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH1=-283.0 kJ·mol-1 ②H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH2=-285.8 kJ·mol-1 ③C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l) ΔH3=-1 370 kJ·mol-1 试计算:④2CO(g)+4H2(g)H2O(l)+C2H5OH(l) ΔH= 【总结】 1.关键:设计合理的反应过程,适当加减已知方程式及对应ΔH。 2.突破口:找准待求方程式的系数,当热化学方程式同乘或同除一个数时,ΔH也必须同乘或同除这个数。 3.正反应和逆反应的ΔH的数值相等,符号相反,书写时“+”不能省。 【归纳】盖斯定律应用的计算模型: (1)确定待求反应的热化学方程式。 (2)找出待求热化学方程式中各物质出现在已知方程式中的位置(是同侧还是异侧)。 (3)利用同侧相加、异侧相减进行处理。 (4)根据待求方程式中各物质的化学计量数通过乘除来调整已知反应的化学计量数,并消去中间产物。 (5)加减确定待求热化学方程式。 用盖斯定律求反应热的思维模型: 加和—将调整好的热化学方程式和ΔH进行加和 | 求焓—ΔH随热化学方程式的调整而进行相应的加、减、乘、除运算 | 检查—检查得出的热化学方程式是否正确 【学生】通过练习题夯实知识。 【练习】 ①2O2(g)+N2(g)N2O4(l) ΔH1 ②N2(g)+2H2(g)N2H4(l) ΔH2 ③O2(g)+2H2(g)2H2O(g) ΔH3 ④2N2H4(l)+N2O4(l)3N2(g)+4H2O(g) ΔH4=-1048.9 kJ·mol-1 上述反应热效应之间的关系式为ΔH4= ,联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为 。 建立用盖斯定律计算反应热的方法模型。 学生学会分析解决问题的能力。 构建盖斯定律应用的计算模型。 构建盖斯定律求反应热的思维模型。 运用模型解决问题。 通过实例分析出盖斯定律计算反应热的方法模型:虚拟路径法、加合法,体现模型认知。 运用建立的模型解决实际问题,体现模型认知。 归纳总结用盖斯定律计算反应热的思维方法模型。 归纳总结用盖斯定律计算反应热的思维模型。
三、盖 斯定律的 应用
课堂总结 本节课通过证据推理构建盖斯定律计算反应热的方法模型和思维模型: 加和—将调整好的热化学方程式和ΔH进行加和 | 求焓—ΔH随热化学方程式的调整而进行相应的加、减、乘、除运算 | 检查—检查得出的热化学方程式是否正确 学生运用建立的模型解决问题,感受定量研究的意义,对以后学习有很强的指导意义。 归纳本节内容,提升学生对本节内容的整体把握程度。 重点培养学生证据推理与模型认知的化学核心素养。
1.完成学案中的“核心素养专练”。
2.总结运用盖斯定律计算反应热的步骤。
1.本节课通过联系生活实际中的现象运用证据推理让学生掌握盖斯定律的含义,通过感受盖斯定律的意义,培养学生的科学精神和社会责任。
2.通过解决实际问题建立用盖斯定律进行有关反应热的计算方法模型和思维模型,运用建立的模型解决问题,感受定量研究的意义。
3.本节课在大量计算的过程中还培养了学生计算的能力。
第二节 反应热的计算
第1课时 盖斯定律
1.盖斯定律:在一定条件下,化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关,而与具体反应进行的途径无关。
2.盖斯定律的重要意义:间接地计算某些反应的反应热。
3.盖斯定律的应用。
1.已知:2N2O5(g)2N2O4(g)+O2(g) ΔH1=-4.4 kJ·mol-1
2NO2(g)N2O4(g) ΔH2=-55.3 kJ·mol-1
则反应N2O5(g)2NO2(g)+O2(g)的ΔH= kJ·mol-1。
答案 +53.1
解析 把已知两反应按顺序编号为a、b,根据盖斯定律,a式×-b式可得:N2O5(g)2NO2(g)+O2(g) ΔH=+53.1 kJ·mol-1。
2.CH4-CO2催化重整反应为CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。
已知:C(s)+2H2(g)CH4(g) ΔH=-75 kJ·mol-1
C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-394 kJ·mol-1
C(s)+O2(g)CO(g) ΔH=-111 kJ·mol-1
该催化重整反应的ΔH= kJ·mol-1。
答案 +247
解析 将题给已知三个反应依次编号为①、②、③,根据盖斯定律,由③×2-①-②可得:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247 kJ·mol-1。
3.SiHCl3在催化剂作用下发生反应:
2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g) ΔH1=+48 kJ·mol-1
3SiH2Cl2(g)SiH4(g)+2SiHCl3(g) ΔH2=-30 kJ·mol-1
则反应4SiHCl3(g)SiH4(g)+3SiCl4(g)的ΔH为 kJ·mol-1。
答案 +114
解析 将题给两个热化学方程式依次编号为①、②,根据盖斯定律,由①×3+②可得:4SiHCl3(g)SiH4(g)+3SiCl4(g),则有ΔH=3ΔH1+ΔH2=3×48 kJ·mol-1+(-30 kJ·mol-1)=+114 kJ·mol-1。
4.近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下:
反应Ⅰ:2H2SO4(l)2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) ΔH1=+551 kJ·mol-1
反应Ⅲ:S(s)+O2(g)SO2(g) ΔH3=-297 kJ·mol-1
反应Ⅱ的热化学方程式: 。
答案 3SO2(g)+2H2O(g)2H2SO4(l)+S(s) ΔH2=-254 kJ·mol-1
解析 由题图可知,反应Ⅱ的化学方程式为3SO2+2H2O2H2SO4+S↓。根据盖斯定律,反应Ⅱ=-(反应Ⅰ+反应Ⅲ)可得:3SO2(g)+2H2O(g)2H2SO4(l)+S(s) ΔH2=-254 kJ·mol-1。
5.Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行:
CuCl2(s)CuCl(s)+Cl2(g) ΔH1=+83 kJ·mol-1
CuCl(s)+O2(g)CuO(s)+Cl2(g) ΔH2=-20 kJ·mol-1
CuO(s)+2HCl(g)CuCl2(s)+H2O(g) ΔH3=-121 kJ·mol-1
则4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)的 ΔH= kJ·mol-1。
答案 -116
解析 ΔH=2ΔH3+2ΔH2+2ΔH1=-116 kJ·mol-1。
6.已知:①Al2O3(s)+3C(s)2Al(s)+3CO(g) ΔH1=+1 344.1 kJ·mol-1
②2AlCl3(g)2Al(s)+3Cl2(g) ΔH2=+1 169.2 kJ·mol-1
由Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式为 。
答案 Al2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g)2AlCl3(g)+3CO(g) ΔH=+174.9 kJ·mol-1
解析 把热化学方程式②颠倒过来,反应热的数值不变,符号相反可得③2Al(s)+3Cl2(g)2AlCl3(g) ΔH3=-ΔH2=-1 169.2 kJ·mol-1。
根据盖斯定律,由①+③可得Al2O3(s)+3C(s)+3Cl2(g)2AlCl3(g)+3CO(g) ΔH=ΔH1+ΔH3=+174.9 kJ·mol-1,即为Al2O3、C和Cl2反应生成AlCl3的热化学方程式。
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