1.3《化学反应热的计算》教案
文档属性
| 名称 | 1.3《化学反应热的计算》教案 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 585.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2020-11-17 18:10:10 | ||
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文档简介
第三节 化学反应热计算
知识与技能 (1)使学生理解并掌握盖斯定律的内容
(2)使学生能够应用盖斯定律进行反应热的计算
过程与方法 通过有关知识的针对性练习,引导学生进行探究,总结
情感态度价值观
从生活经验探究和理解盖斯定律的有关内容,学习用其计算有关的反应热的问题,深刻体会化学知识与生活的密切关系,培养正确的科学价值观.
教学重点 盖斯定律的内容及应用
教学难点 应用盖斯定律进行反应热的计算
教学方法 比喻、交流、练习。
教学过程
[导课] 在化学科研中，经常要测量化学反应所放出或吸收的热量，但是某些物质的反应热，由于种种原因不能直接测得，只能通过化学计算的方式间接获得。在生产中，对燃料的燃烧、反应条件的控制以及废热的利用，也需要反应热计算，为方便反应热计算，我们来学习盖斯定律。
[板书] 第三节 化学反应热计算
一、盖斯定律
[讲解]1840年，盖斯（G．H．Hess，瑞士化学家）从大量的实验事实中总结出一条规律：化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。也就是说，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。如果一个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的，这就是盖斯定律。
[板书]1、 盖斯定律：化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与具体反应的途径无关。
[投影]
[讲解]根据图示从山山的高度与上山途径无关及能量守衡定律来例证盖斯定律。（学生自学相关内容后讲解）
[讲述]盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得，但利用盖斯定律不难间接计算求得。
[板书]2、盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义
[问题]1、对于反应：C（s）+ O2（g）=CO（g）因为C燃烧时不可能完全生成CO，总有一部分CO2生成，因此这个反应的ΔH无法直接测得，请同学们自己根据盖斯定律设计一个方案反应的ΔH。
[师生共同分析]我们可以测得C与O2反应生成CO2以及CO与O2反应生成CO2的反应热：
C（s）＋O2（g） = CO2（g）；ΔH=－393．5 kJ／mol
CO（g）+ O2（g）= CO2（g）；ΔH=－283．0 kJ／mol
根据盖斯定律.可以很容易求算出C（s）+ O2（g）=CO（g）的ΔH。
∵ΔH1=ΔH2+ΔH3∴ΔH2=ΔH1－ΔH3=－393．5kJ/mol－（－283．0kJ/mol）＝－110．5 kJ／mol
即：C（s）+ O2（g）=CO（g）的ΔH=－110．5 kJ／mol
[问题]2、通过计算求的氢气的燃烧热：
可以通过两种途径来完成。如上图表：已知：
H2（g）+O2（g）=H2O（g）；△H1＝－241.8kJ/mol
H2O(g)＝H2O(l)；△H2＝－44.0kJ/mol
根据盖斯定律，则△H＝△H1＋△H2＝－241.8kJ/mol＋(－44.0kJ/mol)＝－285.8kJ/mol
[问题]3、实验中不能直接测出由石墨和氢气生成甲烷反应的ΔH，但可测出CH4燃烧反应的ΔH1，根据盖斯定律求ΔH4
CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l)；ΔH1=-890.3kJ·mol-1 (1)
C(石墨)+O2(g)＝CO2(g)；ΔH2=-393·5kJ·mol-1 (2)
H2（g）+O2（g）=H2O（l）；ΔH3=-285.8kJ·mol-1 (3)
C(石墨)+2H2(g)＝CH4(g)；ΔH4 (4)
解析：利用盖斯定律时，可以通过已知反应经过简单的代数运算得到所求反应，以此来算得所求反应的热效应。也可以设计一个途径，使反应物经过一些中间步骤最后回复到产物：
因为反应式(1)，(2)，(3)和(4)之间有以下关系： (2)+(3)×2-(1)=(4)
所以 ΔH4=ΔH2+2ΔH3-ΔH1=-393.5 kJ·mol-1+2(-285.8) kJ·mol-1-(-890.3) kJ·mol-1
=-74.8kJ·mol-1
[讲解]因为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),这给测定反应热造成了困难.此时如果应用盖斯定律,就可以间接地把它们的反应热计算出来.
[板书]可间接计算求得某些无法直接测得的反应热，如 C 与O2 生成 CO 的△H。
二、反应热计算
【例1】 已知下列三个热化学方程式
①H2 (g)+12 O2 (g) = H2O (g) ΔH1=-241.8 kJ·mol-1
②C(s)+ O2 (g) = CO2 (g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
③C(s) + H2O (g) = CO (g) + H2(g) ΔH = +131 kJ·mol-1
写出CO燃烧生成CO2的热化学方程式。
【解析】本题考查盖斯定律的应用。②-①-③得
CO（g）+12O2（g）=CO2（g） ΔH=-282.7 kJ·mol-1
【答案】CO（g）+12O2（g）=CO2（g）ΔH=-282.7 kJ·mol-1
【例2】今有如下三个热化学方程式：
H2（g）+1/2O2（g）= H2O（g）； ΔH = a kJ/ mol。
H2（g）+1/2O2（g）= H2O（l）； ΔH = b kJ/ mol。
2H2（g）+O2（g）= 2H2O（l）； ΔH = c kJ/ mol。
关于它们的下列表述正确的是 （ ）
A．它们都是吸热反应
B．a、b和c均为正值
C．a=b
D．2b=c
【解析】根据热化学方程式表示方法规定知，氢燃烧放热，其ΔH应为负值，故A、B错；再据相同物质的反应，聚集状态不同，反应热不同可判断a≠b，C错；第三对相同反应，反应热与可燃物的物质的量成正比可判断2b = c
【答案】D
[例3]25℃、101Kpa，将1.0g钠与足量氯气反应,生成氯化钠晶体,并放出18.87kJ热量,求生成1moL氯化钠的反应热?（－411 kJ／mol）
[小结]略
[板书计划] 一、盖斯定律
1、 盖斯定律：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、盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义
可间接计算求得某些无法直接测得的反应热，如 C 与O2 生成 CO 的△H。
二、反应热计算 [例1][例2][例3]
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知识与技能 (1)使学生理解并掌握盖斯定律的内容
(2)使学生能够应用盖斯定律进行反应热的计算
过程与方法 通过有关知识的针对性练习,引导学生进行探究,总结
情感态度价值观
从生活经验探究和理解盖斯定律的有关内容,学习用其计算有关的反应热的问题,深刻体会化学知识与生活的密切关系,培养正确的科学价值观.
教学重点 盖斯定律的内容及应用
教学难点 应用盖斯定律进行反应热的计算
教学方法 比喻、交流、练习。
教学过程
[导课] 在化学科研中，经常要测量化学反应所放出或吸收的热量，但是某些物质的反应热，由于种种原因不能直接测得，只能通过化学计算的方式间接获得。在生产中，对燃料的燃烧、反应条件的控制以及废热的利用，也需要反应热计算，为方便反应热计算，我们来学习盖斯定律。
[板书] 第三节 化学反应热计算
一、盖斯定律
[讲解]1840年，盖斯（G．H．Hess，瑞士化学家）从大量的实验事实中总结出一条规律：化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。也就是说，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。如果一个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的，这就是盖斯定律。
[板书]1、 盖斯定律：化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与具体反应的途径无关。
[投影]
[讲解]根据图示从山山的高度与上山途径无关及能量守衡定律来例证盖斯定律。（学生自学相关内容后讲解）
[讲述]盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得，但利用盖斯定律不难间接计算求得。
[板书]2、盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义
[问题]1、对于反应：C（s）+ O2（g）=CO（g）因为C燃烧时不可能完全生成CO，总有一部分CO2生成，因此这个反应的ΔH无法直接测得，请同学们自己根据盖斯定律设计一个方案反应的ΔH。
[师生共同分析]我们可以测得C与O2反应生成CO2以及CO与O2反应生成CO2的反应热：
C（s）＋O2（g） = CO2（g）；ΔH=－393．5 kJ／mol
CO（g）+ O2（g）= CO2（g）；ΔH=－283．0 kJ／mol
根据盖斯定律.可以很容易求算出C（s）+ O2（g）=CO（g）的ΔH。
∵ΔH1=ΔH2+ΔH3∴ΔH2=ΔH1－ΔH3=－393．5kJ/mol－（－283．0kJ/mol）＝－110．5 kJ／mol
即：C（s）+ O2（g）=CO（g）的ΔH=－110．5 kJ／mol
[问题]2、通过计算求的氢气的燃烧热：
可以通过两种途径来完成。如上图表：已知：
H2（g）+O2（g）=H2O（g）；△H1＝－241.8kJ/mol
H2O(g)＝H2O(l)；△H2＝－44.0kJ/mol
根据盖斯定律，则△H＝△H1＋△H2＝－241.8kJ/mol＋(－44.0kJ/mol)＝－285.8kJ/mol
[问题]3、实验中不能直接测出由石墨和氢气生成甲烷反应的ΔH，但可测出CH4燃烧反应的ΔH1，根据盖斯定律求ΔH4
CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l)；ΔH1=-890.3kJ·mol-1 (1)
C(石墨)+O2(g)＝CO2(g)；ΔH2=-393·5kJ·mol-1 (2)
H2（g）+O2（g）=H2O（l）；ΔH3=-285.8kJ·mol-1 (3)
C(石墨)+2H2(g)＝CH4(g)；ΔH4 (4)
解析：利用盖斯定律时，可以通过已知反应经过简单的代数运算得到所求反应，以此来算得所求反应的热效应。也可以设计一个途径，使反应物经过一些中间步骤最后回复到产物：
因为反应式(1)，(2)，(3)和(4)之间有以下关系： (2)+(3)×2-(1)=(4)
所以 ΔH4=ΔH2+2ΔH3-ΔH1=-393.5 kJ·mol-1+2(-285.8) kJ·mol-1-(-890.3) kJ·mol-1
=-74.8kJ·mol-1
[讲解]因为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),这给测定反应热造成了困难.此时如果应用盖斯定律,就可以间接地把它们的反应热计算出来.
[板书]可间接计算求得某些无法直接测得的反应热，如 C 与O2 生成 CO 的△H。
二、反应热计算
【例1】 已知下列三个热化学方程式
①H2 (g)+12 O2 (g) = H2O (g) ΔH1=-241.8 kJ·mol-1
②C(s)+ O2 (g) = CO2 (g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
③C(s) + H2O (g) = CO (g) + H2(g) ΔH = +131 kJ·mol-1
写出CO燃烧生成CO2的热化学方程式。
【解析】本题考查盖斯定律的应用。②-①-③得
CO（g）+12O2（g）=CO2（g） ΔH=-282.7 kJ·mol-1
【答案】CO（g）+12O2（g）=CO2（g）ΔH=-282.7 kJ·mol-1
【例2】今有如下三个热化学方程式：
H2（g）+1/2O2（g）= H2O（g）； ΔH = a kJ/ mol。
H2（g）+1/2O2（g）= H2O（l）； ΔH = b kJ/ mol。
2H2（g）+O2（g）= 2H2O（l）； ΔH = c kJ/ mol。
关于它们的下列表述正确的是 （ ）
A．它们都是吸热反应
B．a、b和c均为正值
C．a=b
D．2b=c
【解析】根据热化学方程式表示方法规定知，氢燃烧放热，其ΔH应为负值，故A、B错；再据相同物质的反应，聚集状态不同，反应热不同可判断a≠b，C错；第三对相同反应，反应热与可燃物的物质的量成正比可判断2b = c
【答案】D
[例3]25℃、101Kpa，将1.0g钠与足量氯气反应,生成氯化钠晶体,并放出18.87kJ热量,求生成1moL氯化钠的反应热?（－411 kJ／mol）
[小结]略
[板书计划] 一、盖斯定律
1、 盖斯定律：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、盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义
可间接计算求得某些无法直接测得的反应热，如 C 与O2 生成 CO 的△H。
二、反应热计算 [例1][例2][例3]
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