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

2019-2020年高中化學(xué) 第一章第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算教案 新人教版選修4課題：第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算(一)授課班級(jí)課 時(shí)1教學(xué)目的知識(shí)與技能理解蓋斯定律過(guò)程與方法通過(guò)運(yùn)用蓋斯定律求有關(guān)的反應(yīng)熱，進(jìn)一步理解反應(yīng)熱的概念情感態(tài)度價(jià)值觀通過(guò)實(shí)例感受蓋斯定律，并以此說(shuō)明蓋斯定律在科學(xué)研究中的重要作用重 點(diǎn)蓋斯定律難 點(diǎn)蓋斯定律的涵義知識(shí)結(jié)構(gòu)與板書(shū)設(shè)計(jì)第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)熱計(jì)算一、蓋斯定律1、 蓋斯定律：化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)（各反應(yīng)物）和終態(tài)（各生成物）有關(guān)，而與具體反應(yīng)進(jìn)行的途徑無(wú)關(guān)。2、蓋斯定律在生產(chǎn)和科學(xué)研究中有很重要的意義教學(xué)過(guò)程教學(xué)步驟、內(nèi)容教學(xué)方法、手段、師生活動(dòng)引入在化學(xué)科研中，經(jīng)常要測(cè)量化學(xué)反應(yīng)所放出或吸收的熱量，但是某些物質(zhì)的反應(yīng)熱，由于種種原因不能直接測(cè)得，只能通過(guò)化學(xué)計(jì)算的方式間接獲得。在生產(chǎn)中，對(duì)燃料的燃燒、反應(yīng)條件的控制以及廢熱的利用，也需要反應(yīng)熱計(jì)算，為方便反應(yīng)熱計(jì)算，我們來(lái)學(xué)習(xí)蓋斯定律。板書(shū) 第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)熱計(jì)算一、蓋斯定律 講1840年，蓋斯（GHHess，俄國(guó)化學(xué)家）從大量的實(shí)驗(yàn)事實(shí)中總結(jié)出一條規(guī)律：化學(xué)反應(yīng)不管是一步完成還是分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的。也就是說(shuō)，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)（各反應(yīng)物）和終態(tài)（各生成物）有關(guān)，而與具體反應(yīng)進(jìn)行的途徑無(wú)關(guān)。如果一個(gè)反應(yīng)可以分幾步進(jìn)行，則各分步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和與該反應(yīng)一步完成時(shí)的反應(yīng)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(wú)關(guān)及能量守衡定律來(lái)例證蓋斯定律?；顒?dòng)學(xué)生自學(xué)相關(guān)內(nèi)容后講解板書(shū)1、 蓋斯定律：化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)（各反應(yīng)物）和終態(tài)（各生成物）有關(guān)，而與具體反應(yīng)進(jìn)行的途徑無(wú)關(guān)。講蓋斯定律在生產(chǎn)和科學(xué)研究中有很重要的意義。有些反應(yīng)的反應(yīng)熱雖然無(wú)法直接測(cè)得，但利用蓋斯定律不難間接計(jì)算求得。板書(shū)2、蓋斯定律在生產(chǎn)和科學(xué)研究中有很重要的意義科學(xué)探究對(duì)于反應(yīng)：C（s）+ O2（g）=CO（g）因?yàn)镃燃燒時(shí)不可能完全生成CO，總有一部分CO2生成，因此這個(gè)反應(yīng)的H無(wú)法直接測(cè)得，請(qǐng)同學(xué)們自己根據(jù)蓋斯定律設(shè)計(jì)一個(gè)方案反應(yīng)的H。師生共同分析我們可以測(cè)得C與O2反應(yīng)生成CO2以及CO與O2反應(yīng)生成CO2的反應(yīng)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(diǎn)擊試題例1、通過(guò)計(jì)算求的氫氣的燃燒熱：可以通過(guò)兩種途徑來(lái)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(diǎn)擊試題例2、實(shí)驗(yàn)中不能直接測(cè)出由石墨和氫氣生成甲烷反應(yīng)的H，但可測(cè)出CH4燃燒反應(yīng)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(shí)，可以通過(guò)已知反應(yīng)經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的代數(shù)運(yùn)算得到所求反應(yīng)，以此來(lái)算得所求反應(yīng)的熱效應(yīng)。也可以設(shè)計(jì)一個(gè)途徑，使反應(yīng)物經(jīng)過(guò)一些中間步驟最后回復(fù)到產(chǎn)物：因?yàn)榉磻?yīng)式(1)，(2)，(3)和(4)之間有以下關(guān)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(jié)可間接計(jì)算求得某些無(wú)法直接測(cè)得的反應(yīng)熱，如 C 與O2 生成 CO 的H。點(diǎn)擊試題例3、物質(zhì)的生成熱可定義為由穩(wěn)定單質(zhì)生成1 mol物質(zhì)所放出的熱量，如二氧化碳?xì)怏w的生成熱就是的反應(yīng)熱已知下列幾種物質(zhì)的生成熱：葡萄糖(C6H12O6)：1259kJ/mol H2O (1)：285.8kJ/mol CO2：393.5kJ/mol試計(jì)算1kg葡萄糖在人體內(nèi)完全氧化生成二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水，最多可提供的能量先求出1 mol 氧化時(shí)放出的熱量即：；H？根據(jù)已知條件得知隨堂練習(xí)已知下列熱化學(xué)方程式：；H25kJ/mol；H47kJ/mol；H+19kJ/mol寫(xiě)出FeO(s)與CO反應(yīng)生成Fe(s)和的熱化學(xué)方程式：_教學(xué)回顧：教 案課題：第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算(二) -典型題專(zhuān)題授課班級(jí)課 時(shí)1教學(xué)目的知識(shí)與技能1、理解反應(yīng)熱2、了解反應(yīng)熱的計(jì)算過(guò)程與方法綜合運(yùn)用反應(yīng)熱和蓋斯定律的知識(shí)解決能量變化的實(shí)際問(wèn)題情感態(tài)度價(jià)值觀 通過(guò)計(jì)算某些物質(zhì)燃燒時(shí)的H數(shù)值，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)煤、石油、天然氣是當(dāng)今世界上最重要的化石燃料，喚起學(xué)生對(duì)資源利用和環(huán)境保護(hù)的意識(shí)和責(zé)任感重 點(diǎn)反應(yīng)熱的計(jì)算難 點(diǎn)蓋斯定律的應(yīng)用教學(xué)過(guò)程教學(xué)步驟、內(nèi)容教學(xué)方法、手段、師生活動(dòng)題型一： 已知一定量的物質(zhì)參加反應(yīng)放出的熱量，計(jì)算反應(yīng)熱，寫(xiě)出其熱化學(xué)反應(yīng)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(yīng)的熱化學(xué)方程式為_(kāi)。又已知：H2O（g）=H2O（l）；H244.0kJ/mol，則11.2L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）乙硼烷完全燃燒生成氣態(tài)水時(shí)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(xué)反應(yīng)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(yīng)吸熱：，所以1mol乙硼烷完全燃燒產(chǎn)生氣態(tài)水時(shí)放熱：，則11.2L（標(biāo)準(zhǔn)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(xí)已知充分燃燒a g乙炔氣體時(shí)生成1mol二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水，并放出熱量b kJ，則乙炔燃燒的熱化學(xué)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(yīng)熱例2、科學(xué)家蓋斯曾提出：“不管化學(xué)過(guò)程是一步完成或分幾步完成，這個(gè)總過(guò)程的熱效應(yīng)是相同的?！崩蒙w斯定律可測(cè)某些特別反應(yīng)的熱效應(yīng)。（1）（s，白磷）+ （2） 則白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學(xué)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(shè)計(jì)如下反應(yīng)過(guò)程：；據(jù)蓋斯定律有=（-2983.2+4738.5）kJ/mol=-29.2kJ/mol，即；。白磷轉(zhuǎn)化為紅磷是放熱反應(yīng)，穩(wěn)定性比紅磷低（能量越低越穩(wěn)定）。隨堂練習(xí)由金紅石(TiO2)制取單質(zhì)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(zhì)參加反應(yīng)放出的熱量（或根據(jù)已知的熱化學(xué)方程式），進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算或比較大小。例3、已知下列兩個(gè)熱化學(xué)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(shí)驗(yàn)測(cè)得氫氣和丙烷的混合氣體共5 mol，完全燃燒時(shí)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_(kāi)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(xí)已知：；欲得到相同的熱量，需分別燃燒固體碳和氫氣的質(zhì)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(yīng)熱大小比較 例4、在同溫同壓下，下列各組熱化學(xué)方程式中，的是A. B. C. D. 解析：反應(yīng)熱數(shù)值的大小與反應(yīng)物、生成物的種類(lèi)有關(guān)，與反應(yīng)物物質(zhì)的量的多少有關(guān)，與反應(yīng)物和生成物的聚集狀態(tài)有關(guān)，還與反應(yīng)時(shí)的外界條件有關(guān)。A選項(xiàng)：生成物的狀態(tài)不同，由于從氣態(tài)水到液態(tài)水會(huì)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(xiàng)：反應(yīng)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(xiàng)：生成物的種類(lèi)不同，由于CO與O2反應(yīng)生成CO2要放出熱量，故；D選項(xiàng)：反應(yīng)物的物質(zhì)的量不同，前一反應(yīng)的物質(zhì)的量是后一反應(yīng)的物質(zhì)的量的2倍，故，即。答案選A、C。隨堂練習(xí)氫氣、一氧化碳、辛烷、甲烷的熱化學(xué)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(zhì)量的氫氣、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃燒時(shí)，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(jì)算反應(yīng)熱方法：H=E(反應(yīng)物)E（生成物），即反應(yīng)熱等于反應(yīng)物的鍵能總和跟生成物的鍵能總和之差。常人們把拆開(kāi)1 mol某化學(xué)鍵所吸收的能量看成該化學(xué)鍵的鍵能。鍵能常用E表示，單位是kJ/mol。例5CH3CH3CH2CH2H2；有關(guān)化學(xué)鍵的鍵能如下?；瘜W(xué)鍵 CH CC CC HH鍵能（kJ/mol） 414.4 615.3 347.4 435.3試計(jì)算該反應(yīng)的反應(yīng)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(yīng)是吸熱的，吸收的熱量為125.6 kJ/mol。(xx全國(guó)理綜13)解析：以上各式中化學(xué)計(jì)量數(shù)及物質(zhì)狀態(tài)標(biāo)注都正確；該反應(yīng)放熱，H應(yīng)為負(fù)值；生成1mol二氧化碳?xì)怏w，放出熱量 bkJ，則又生成4mol二氧化碳?xì)怏w，放出熱量4bkJ 。 答案：A。(xx廣東224)答案：-80 kJmol-1教學(xué)回顧：