整章教材分析、設(shè)計(jì).ppt

第一章 化學(xué)反應(yīng)與能量 教材分析 選修4 化學(xué)反應(yīng)原理 Contents 選修模塊分為兩大類別 化學(xué)與生活 化學(xué)與技術(shù) 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 化學(xué)反應(yīng)原理 有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ) 實(shí)驗(yàn)化學(xué) 學(xué)科類 社會類 化學(xué)反應(yīng)與能量化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡水溶液中的離子平衡電化學(xué)基礎(chǔ) 本模塊的地位和作用 整體定位 學(xué)習(xí)對象 本模塊的地位和作用 整體定位 模塊總體要求 認(rèn)識化學(xué)變化所遵循的基本原理 初步形成關(guān)于物質(zhì)變化的正確觀念 了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化所遵循的規(guī)律 知道化學(xué)反應(yīng)原理在生產(chǎn) 生活和科學(xué)研究中的應(yīng)用 贊賞運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理合成新物質(zhì)對科學(xué)技術(shù)和人類社會文明所起的重要作用 能對生產(chǎn) 生活和自然界中的有關(guān)化學(xué)變化現(xiàn)象進(jìn)行合理的解釋 增強(qiáng)探索化學(xué)反應(yīng)原理的興趣 樹立學(xué)習(xí)和研究化學(xué)的志向 1 本模塊是高中學(xué)生學(xué)習(xí)的高級階段 無論從學(xué)習(xí)內(nèi)容上 能力要求上勢必會和原來有變化 提高要求 必然包含和大學(xué)相接軌的內(nèi)容 2 教學(xué)內(nèi)容增加并不一定難度較強(qiáng) 如果提供了一些核心內(nèi)容 就像有了有力的工具 反而會使學(xué)生理解起來會有據(jù)可依 1 本模塊的地位和作用 整體定位 化學(xué)反應(yīng)原理 強(qiáng)調(diào)從能量轉(zhuǎn)化規(guī)律 化學(xué)反應(yīng)的速率 方向和限度和化學(xué)平衡在水溶液體系中的應(yīng)用三方面認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)原理 主要包括3個(gè)主題 主題1化學(xué)反應(yīng)與能量主題2化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡主題3溶液中的離子平衡 2 本章內(nèi)容的地位和作用 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化化學(xué)反應(yīng)的方向 限度與速率物質(zhì)在水溶液中的行為 化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 電解化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 電池 化學(xué)反應(yīng)的方向化學(xué)反應(yīng)的限度化學(xué)反應(yīng)的速率化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化 工業(yè)合成氨 水溶液弱電解質(zhì)的電離鹽類的水解沉淀溶解平衡離子反應(yīng) 2 本章內(nèi)容的地位和作用 初中 選修 必修 1 本章內(nèi)容是初中和必修2知識拓展延伸和提高 2 教學(xué)中應(yīng)在原有知識基礎(chǔ)上進(jìn)行建構(gòu)和提高 2 本章內(nèi)容的地位和作用 2 本章教材的內(nèi)容和地位 第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量的變化第二節(jié)燃燒熱能源第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算 第四章電化學(xué)原理 課標(biāo)分解 總體教學(xué)目標(biāo) 課標(biāo)要求為 課標(biāo)分解 總體教學(xué)目標(biāo) 課標(biāo)分解 總體教學(xué)目標(biāo) 化學(xué)反應(yīng)與能量 課標(biāo)與教學(xué)大綱的對比分析 教學(xué)要求有所提高 17 教材內(nèi)容有所增加 焓變 選擇性時(shí)代性基礎(chǔ)性 三本教材課標(biāo)內(nèi)容比較 初中 選修 必修 三本教材課標(biāo)內(nèi)容比較 可以看到教學(xué)重點(diǎn)應(yīng)該在定性計(jì)算上 2008年各地考綱比較 比較結(jié)論 新課標(biāo)板都增加了蓋斯定律考查 同時(shí)強(qiáng)調(diào)了化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作用 海南江蘇考綱和全國考綱基本一致 而全國考綱因該具有一定的穩(wěn)定性 因此我們可以基本參照全國2008考綱確定面向高考教學(xué)的方向課標(biāo)與考綱基本一致 三個(gè)版本教材的比較 三個(gè)版本教材的比較 知識點(diǎn)基本統(tǒng)一 教學(xué)目標(biāo) 知識與技能目標(biāo) 1 了解化學(xué)鍵的斷裂和形成是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要原因 知道一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是吸收能量還是放出能量 決定于反應(yīng)物化學(xué)鍵斷裂吸收的總能量和生成物形成放出的總能量的相對高低 2 了解反應(yīng)熱和焓變的涵義 知道一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)取決于生成物釋放的總能量與反應(yīng)物吸收總能量的相對大小 知道焓變簡化后的意義 恒壓下反應(yīng)的反應(yīng)熱 H 3 能說出常見的能量轉(zhuǎn)化形式 4 認(rèn)識熱化學(xué)方程式的意義 能正確書寫熱化學(xué)方程式并利用熱化學(xué)反應(yīng)方程式進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的簡單計(jì)算 5 理解燃燒熱的概念 認(rèn)識燃燒熱是一種應(yīng)用較廣的反應(yīng)熱 認(rèn)識燃燒熱的限定條件 6 了解蓋斯定律的涵義 能用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的簡單計(jì)算 教學(xué)目標(biāo) 過程與方法目標(biāo) 1 通過對學(xué)習(xí)資料的查找與交流 培養(yǎng)學(xué)生獲取信息 理解信息并得出結(jié)論的能力以及語言表達(dá)能力 2 通過對化學(xué)反應(yīng)實(shí)質(zhì)的回顧 逐步探究引起反應(yīng)熱效應(yīng)的內(nèi)在原因 引起學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中主動探索化學(xué)原理的興趣 通過對熱化學(xué)方程式與化學(xué)方程式的討論 分析 對比 培養(yǎng)學(xué)生的分析能力和主動探究能力 3 通過熱化學(xué)方程式的計(jì)算和蓋斯定律的有關(guān)計(jì)算 培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算能力 4 通過對定量實(shí)驗(yàn) 中和熱測定的基本訓(xùn)練 培養(yǎng)學(xué)生動手 動腦能力 培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的學(xué)習(xí)態(tài)度 教學(xué)目標(biāo) 情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo) 1 通過從微觀角度對化學(xué)反應(yīng)中能量的變化進(jìn)行分析 培養(yǎng)學(xué)生從微觀的角度理解化學(xué)反應(yīng)的方法 培養(yǎng)學(xué)生尊重科學(xué) 嚴(yán)謹(jǐn)求學(xué) 勤于思考的態(tài)度 樹立透過現(xiàn)象看本質(zhì)的唯物主義觀點(diǎn) 2 通過對能源的學(xué)習(xí) 認(rèn)識能源是人類生存和發(fā)展的重要基礎(chǔ) 了解化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作用 知道節(jié)約能源 提高能量利用效率的實(shí)際意義 3 通過對能源問題聯(lián)系實(shí)際的學(xué)習(xí)討論 不僅可強(qiáng)化學(xué)生課外閱讀的意識和自學(xué)能力 也可培養(yǎng)學(xué)生對國家能源政策制訂的參與意識 經(jīng)濟(jì)效益觀念以及綜合分析問題的能力 人教版要求 教學(xué)課時(shí)分配 第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量變化2課時(shí)第二節(jié)燃燒熱能源1課時(shí)第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算2課時(shí)單元復(fù)習(xí)1課時(shí)總計(jì)6課時(shí) 1 加強(qiáng)學(xué)生學(xué)情調(diào)查 引導(dǎo)學(xué)生在已有知識基礎(chǔ)上建構(gòu)新知識 教學(xué)建議 30 2 結(jié)合實(shí)際情況 選擇合適的教學(xué)思路 教學(xué)建議 1 加強(qiáng)學(xué)生學(xué)情調(diào)查 引導(dǎo)學(xué)生在已有知識基礎(chǔ)上建構(gòu)新知識 化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng) 熱化學(xué)方程式 定量測定 定量計(jì)算 根據(jù)蓋斯定律 反應(yīng)熱 反應(yīng)的焓變 根據(jù)生成焓計(jì)算反應(yīng)的焓變 范例 魯教版第1節(jié)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng) 1 3 范例 人教版第1章化學(xué)反應(yīng)與能量 范例 蘇教版第1節(jié)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng) 反應(yīng)熱焓變 熱化學(xué)方程式 表示方法 測量 蓋斯定律 數(shù)據(jù)獲取途徑 能源充分利用 應(yīng)用 35 我校教學(xué)的整體思路 1 3 2 鍵能估算 會查已測數(shù)據(jù) 燃燒熱 中和熱 某城區(qū)建議教學(xué)課時(shí)分配 第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量變化2課時(shí)第二節(jié)燃燒熱能源1課時(shí)第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算2課時(shí)單元復(fù)習(xí)1課時(shí)測試與講評2課時(shí)實(shí)驗(yàn) 中和熱的測定1課時(shí)總計(jì)9課時(shí) 2 結(jié)合實(shí)際情況 選擇合適的教學(xué)思路 教學(xué)建議 1 加強(qiáng)學(xué)生學(xué)情調(diào)查 引導(dǎo)學(xué)生在已有知識基礎(chǔ)上建構(gòu)新知識 3 充分調(diào)動學(xué)生的積極性 設(shè)置活動讓學(xué)生交流與思考 促進(jìn)學(xué)生的主動建構(gòu) 人教版教材共有兩個(gè)思考與交流欄目 兩個(gè)實(shí)踐活動 中和熱測定 論文交流 可結(jié)合其他版本相應(yīng)的實(shí)踐欄目 魯教版欄目 基本要求欄目 提高要求欄目 聯(lián)想 質(zhì)疑 方法導(dǎo)引 活動 探究 觀察 思考 交流 研討 遷移 應(yīng)用 本章自我評價(jià) 歷史回眸 資料在線 化學(xué)前沿 化學(xué)與技術(shù) 身體內(nèi)的化學(xué) 追根尋源 拓展視野 學(xué)海無涯 內(nèi)容 一般資料 較深入 更深入 人教版教材共有兩個(gè)思考與交流欄目 兩個(gè)實(shí)踐活動 中和熱測定 論文交流 可結(jié)合其他版本相應(yīng)的實(shí)踐欄目 在教學(xué)中采用問題驅(qū)動促進(jìn)學(xué)生的思維 例 反應(yīng)熱的測量 問題 要獲取反應(yīng)熱數(shù)據(jù) 需要知道什么條件 討論 需要知道一定量的物質(zhì)在反應(yīng)中的熱量變化 問題 如何知道反應(yīng)過程中的熱量變化 思考 熱量變化表現(xiàn)為溫度變化 可以測定溫度變化 設(shè)計(jì) 學(xué)生在設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上提出實(shí)驗(yàn)方案 41 人教版教材共有兩個(gè)思考與交流欄目 兩個(gè)實(shí)踐活動 中和熱測定 論文交流 可結(jié)合其他版本相應(yīng)的實(shí)踐欄目 在教學(xué)中采用問題驅(qū)動促進(jìn)學(xué)生的思維 適當(dāng)采用歸納 演繹 對比法促進(jìn)學(xué)生建構(gòu) 例 蓋斯定律 43 H2 g 1 2O2 g H2O g H1 241 8kJ molH2O g H2O l H2 44kJ molH2 g 1 2O2 g H2O l H3 285 8kJ mol 2 結(jié)合實(shí)際情況 選擇合適的教學(xué)思路 教學(xué)建議 1 加強(qiáng)學(xué)生學(xué)情調(diào)查 引導(dǎo)學(xué)生在已有知識基礎(chǔ)上建構(gòu)新知識 3 充分調(diào)動學(xué)生的積極性 設(shè)置活動讓學(xué)生交流與思考 促進(jìn)學(xué)生的主動建構(gòu) 4 充分利用課本資源 選修4圖片作為附件 為大家使用圖片提供便利 5 教學(xué)中值得注意的幾個(gè)問題 1 關(guān)于 焓 焓變 概念的教學(xué) 第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量的變化教材呈現(xiàn) 焓變 反應(yīng)熱 熱化學(xué)方程式 1 關(guān)于 焓 焓變 概念的教學(xué) H U 體系內(nèi)能 PV H是一個(gè)狀態(tài)函數(shù) 焓的值只與體系所處狀態(tài)有關(guān) 而與其過去的歷史無關(guān) 狀態(tài)不變 值不變 狀態(tài)改變 值改變 改變多少 只與始態(tài)和終態(tài)有關(guān) 而與變化時(shí)所經(jīng)歷的途徑無關(guān) 焓的絕對值是不能確定的 只能測定其變化值 H 焓具有能量的量綱 但沒有確切的物理意義 定義焓 只是為了處理熱力學(xué)問題時(shí)更方便 在體系只作體積功的等壓過程中 從狀態(tài)1到狀態(tài)2時(shí) 體系的焓變等于該過程中的熱效應(yīng) QP H 而體系只作體積功的等容過程中 其熱效應(yīng)等于內(nèi)能的變化 QV U 為什么恒壓熱效應(yīng)等于焓變 根據(jù)熱力學(xué)第一定律 體系的熱力學(xué)能 內(nèi)能 變化 U Q W在恒壓條件下 U Qp W Qp p V2 V1 即恒壓熱效應(yīng)Qp U p V2 V1 熱力學(xué)規(guī)定焓H U pV在恒壓條件下 焓變 H U2 pV2 U1 pV1 U2 U1 p V2 V1 U p V2 V1 Qp 47 焓變 在化工生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中 化學(xué)反應(yīng)通常在敞口容器中進(jìn)行 反應(yīng)體系的壓強(qiáng)與外界相等 即反應(yīng)是在恒壓條件下進(jìn)行的 在恒溫 恒壓條件下 嚴(yán)格說來 只做體積功 不做其他功 化學(xué)反應(yīng)過程中吸收或釋放的熱量稱為反應(yīng)的焓變 H 48 反應(yīng)焓變的計(jì)算是本章教學(xué)的重點(diǎn) 因此 不在 焓 焓變 的概念上糾纏 不要求學(xué)生進(jìn)行概念辨析 但不回避概念 不要求學(xué)生判斷焓變與反應(yīng)熱的關(guān)系 1 關(guān)于 焓 焓變 概念的教學(xué) 第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量的變化 一 化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱 1 概念 當(dāng)化學(xué)反應(yīng)在一定的溫度下進(jìn)行時(shí) 反應(yīng)所釋放或吸收的熱量稱為該反應(yīng)在此溫度下的熱效應(yīng) 簡稱為反應(yīng)熱 思考 通過理論方法能求算出反應(yīng)熱嗎 練習(xí) 已知H H Cl Cl H Cl鍵的鍵能分別是 436kJ mol 243kJ mol 431kJ mol 請問你能表示出氫氣在氯氣中燃燒生成氯化氫氣體的反應(yīng)熱嗎 學(xué)生可能在描述時(shí)不太會有定量的意識 注意引導(dǎo) 由此引出焓 焓變 案例 二 化學(xué)反應(yīng)的焓變 2 符號單位 1 定義 反應(yīng)產(chǎn)物的總焓與反應(yīng)物的總焓之差 稱為反應(yīng)焓變 H kJ mol 物質(zhì)所具有的能量是物質(zhì)固有的性質(zhì) 可以用一個(gè)物理量來描述 科學(xué)家們定義了一個(gè)稱為 焓 的物理量 符號為H 用它的變化來描述與反應(yīng)熱有關(guān)的能量變化 對于在等壓條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng) 如果反應(yīng)中物質(zhì)的能量變化全部轉(zhuǎn)化為熱能 除了因體積改變而做的功外 沒有轉(zhuǎn)化為電能 光能等其他形式的能 則反應(yīng)前后物質(zhì)的焓的改變就等于該反應(yīng)的反應(yīng)熱 思考 如何定量描述氫氯燃燒反應(yīng)的反應(yīng)熱呢 2 關(guān)于熱化學(xué)方程式的教學(xué) 教師提出課題 學(xué)生自學(xué)教材 用對比的方法找出與化學(xué)方程式的異同點(diǎn) 歸納整理 交流匯報(bào) 教師還可提出一些問題以強(qiáng)化正確規(guī)范的書寫 書寫熱化學(xué)方程式是否需要注明反應(yīng)的溫度和壓強(qiáng) 對于相同的物質(zhì)的反應(yīng) 當(dāng)物質(zhì)的聚集狀態(tài)不同時(shí) 其 H是否相同 熱化學(xué)方程式各物質(zhì)前的化學(xué)計(jì)量數(shù)是否表示分子個(gè)數(shù) 當(dāng)化學(xué)計(jì)量數(shù)不同時(shí) 其 H是否相同 放熱反應(yīng) 吸熱反應(yīng)與 H的 與 的表示是如何對應(yīng)的 如何在化學(xué)方程式中正確反映其熱量變化 3 關(guān)于中和熱測定的教學(xué) 從實(shí)驗(yàn)規(guī)范與流程上 突出定量實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)和要求 如儀器的選擇 方案的設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)的記錄等 對測定原理的分析與討論 與初中物理知識的銜接 所進(jìn)行的近似處理 對測定步驟及注意事項(xiàng)的討論 抓住定量實(shí)驗(yàn)的主要特點(diǎn) 圍繞著誤差產(chǎn)生的原因及減小誤差的措施展開討論 關(guān)注變量控制方法在定量實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用 測定中和熱實(shí)驗(yàn)中的兩個(gè)關(guān)鍵問題 1 隔熱關(guān)要求小燒杯與大燒杯之間的碎泡沫塑料或碎紙條要填滿 小燒杯杯口與大燒杯杯口要相平 大燒杯杯口的泡沫塑料或硬紙蓋板要蓋得嚴(yán) 蓋板上的兩孔正好使溫度計(jì)和環(huán)形玻璃棒通過 要求倒入NaOH溶液要迅速 盡可能減少實(shí)驗(yàn)過程中熱量的散失 2 準(zhǔn)確關(guān)配制的鹽酸溶液和氫氧化鈉溶液的濃度要準(zhǔn)確 NaOH溶液最好是新制 因久置的NaOH溶液可能變質(zhì)導(dǎo)致測定中和熱有誤差 量取溶液的體積要準(zhǔn)確 反應(yīng)前的溫度和反應(yīng)后的最高溫度的讀數(shù)要準(zhǔn)確 3 關(guān)于中和熱測定的教學(xué) 測定中和熱實(shí)驗(yàn)要把握引起測定誤差的因素根據(jù)計(jì)算關(guān)系式 中和反應(yīng)時(shí)放出的熱量為 m 酸液 m 堿液 c t 后 t 前 式中的比熱容c是常數(shù) m由溶液體積確定 t由實(shí)驗(yàn)測量出來 這樣計(jì)算出的中和熱是否接近57 3kJ mol 取決于溶液的濃度和體積及其溫度的變化 因此 引起中和熱誤差的因素有 溶液的濃度不準(zhǔn)確 量取溶液的體積不準(zhǔn)確 量熱計(jì)的隔熱效果差 溫度未到達(dá)最高點(diǎn)就停止觀察溫度計(jì) 不做重復(fù)實(shí)驗(yàn)等 3 關(guān)于中和熱測定的教學(xué) 化學(xué)反應(yīng)中總的能量變化是否就是化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物化學(xué)鍵斷裂和生成物化學(xué)鍵形成的能量差值 原理上是對的 但由于對鍵能的表達(dá)多種多樣 有鍵能 平均鍵能 鍵解能等 數(shù)據(jù)來源不同 計(jì)算誤差很大 即使同一種碳碳鍵 也會因取代基不同 鍵能也不同 在研究中只有估算作用 在中學(xué)不宜提倡 一是理論上不容易講清楚 鍵能 指什么 二是在中學(xué)不容易找到精確的數(shù)據(jù) 無法驗(yàn)證 4 鍵能估算反應(yīng)熱 1 有關(guān)燃燒熱概念的教學(xué)突出定義 25 101kPa時(shí) 1mol純物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物時(shí)所放出的熱量 燃燒熱的單位用kJ mol表示 反應(yīng)條件 25 和101kPa 書中給出的燃燒熱數(shù)值均為此條件下測得 可燃物用量 1mol純物質(zhì)例如 C8H18燃燒的熱化學(xué)方程式為 2C8H18 l 25O2 g 16CO2 g 18H2O l H 11036kJ molC8H18的燃燒熱為5518kJ mol 而不是11036kJ mol 5 有關(guān)燃燒熱的教學(xué) 生成穩(wěn)定的化合物 C CO2 H H2O l S SO2 例如 C燃燒的熱化學(xué)方程式為C s O2 g CO g H 110 5kJ molC s O2 g CO2 g H 393 5kJ mol則C的燃燒熱為393 5kJ mol 而不是110 5kJ mol 文字?jǐn)⑹鋈紵裏釙r(shí) 用 正值 或 H 表示例如 CH4的燃燒熱為890 3kJ mol或 H 890 3kJ mol 5 有關(guān)燃燒熱的教學(xué) 數(shù)據(jù)通常利用儀器由實(shí)驗(yàn)測定 采用自主學(xué)習(xí) 討論交流 分析評價(jià)的教學(xué)方法 6 關(guān)于能源的利用教學(xué) 思考與交流 應(yīng)根據(jù)什么標(biāo)準(zhǔn)來選擇燃料 物質(zhì)的燃燒熱 燃料的儲量 燃料的開采 運(yùn)輸 燃料儲存的條件 價(jià)格 燃料對生態(tài)環(huán)境的影響 例 丙烷 燃燒熱值高 石油中儲量豐富 開采容易 燃燒時(shí)污染小 儲存 運(yùn)輸不方便 能源 化石燃料 煤 石油 天然氣 陽光 風(fēng)力 流水 潮汐 柴草 能提供能量的資源 蘊(yùn)藏量有限不能再生污染嚴(yán)重 開源節(jié)流 開發(fā)新能源 節(jié)約現(xiàn)有能源 提高能源利用率 太陽能氫能風(fēng)能地?zé)崮芎Ｑ竽苌镔|(zhì)能 資源豐富可以再生污染少 燃料的充分燃燒 資源意識 地大物博人口眾多 我國生產(chǎn)一次性筷子年消耗林木資源500萬立方米 約占年林木消耗總量的18 日本的森林覆蓋率為65 是我國的5倍 卻明令禁止用本國的林木生產(chǎn)一次性筷子 其用量的97 依靠進(jìn)口 每年從中國進(jìn)口200多億雙 占其進(jìn)口總量的99 我國僅為向日本出口一次性筷子每年需砍掉250萬棵大樹 2006年兩會代表提出要限制生產(chǎn) 使用和出口一次性筷子 提出問題 創(chuàng)設(shè)情景 引出定律 問題研究 歸納總結(jié) 案例 7 關(guān)于蓋斯定律的利用教學(xué) H2 g 1 2O2 g H2O g H1 241 8kJ mol那么 H2的燃燒熱 H究竟是多少 如何計(jì)算 已知 H2O g H2O l H2 44kJ molH2 g 1 2O2 g H2O l H H1 H2 285 8kJ mol 下列數(shù)據(jù) H1表示燃燒熱嗎 why 判斷 小組討論匯報(bào) 任務(wù) 如何測出這個(gè)反應(yīng)的反應(yīng)熱 1 C s 1 2O2 g CO g H1 C s 1 2O2 g CO g H1 CO g 1 2O2 g CO2 g H2 283 0kJ mol C s O2 g CO2 g H3 393 5kJ mol 則 H1 H2 H3所以 H1 H3 H2 393 5kJ mol 283 0kJ mol 110 5kJ mol 應(yīng)用了什么規(guī)律 蓋斯定律 蓋斯 不管化學(xué)反應(yīng)是分一步完成或分幾步完成 其反應(yīng)熱是相同的 化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān) 而與反應(yīng)的途徑無關(guān) G H GermainHenriHess 1802 1850 瑞士化學(xué)家 俄文名為 1802年8月7日生于瑞士日內(nèi)瓦 1850年12月12日卒于俄國圣彼得堡 現(xiàn)為列寧格勒 3歲隨父僑居俄國 并在俄國受教育 1825年于多爾帕特大學(xué)獲醫(yī)學(xué)專業(yè)證書 同時(shí)受到了化學(xué)和地質(zhì)學(xué)的基礎(chǔ)教育 1826 1827年 在斯德哥爾摩J J 貝采利烏斯的實(shí)驗(yàn)室工作并從其學(xué)習(xí)化學(xué) 回俄國后在烏拉爾作地質(zhì)勘探工作 后在伊爾庫茨克做醫(yī)生并研究礦物 1830年當(dāng)選為圣彼得堡科學(xué)院院士 專門研究化學(xué) 任圣彼得堡工藝學(xué)院理論化學(xué)教授并在中央師范學(xué)院和礦業(yè)學(xué)院講授化學(xué) 1838年成為俄國科學(xué)院院士 蓋斯早期研究了巴庫附近的礦物和天然氣 發(fā)現(xiàn)了蔗糖氧化生成糖二酸 他研究了煉鐵中的熱現(xiàn)象 作了大量的量熱工作 1836年發(fā)現(xiàn) 在任何一個(gè)化學(xué)反應(yīng)過程中 不論該反應(yīng)過程是一步完成還是分成幾步完成 反應(yīng)所放出的總熱量相同 并于1840年以熱的加和性守恒定律公諸于世 后被稱為蓋斯定律 此定律為能量守恒定律的先驅(qū) 當(dāng)一個(gè)反應(yīng)不能直接發(fā)生時(shí) 應(yīng)用此定律可間接求得反應(yīng)熱 因此 蓋斯也是熱化學(xué)的先驅(qū)者 著有 純粹化學(xué)基礎(chǔ) 1834 曾用作俄國教科書達(dá)40年 蓋斯定律是在熱力學(xué)第一定律之前發(fā)現(xiàn)的 實(shí)際上是熱力學(xué)第一定律在化學(xué)反應(yīng)的具體體現(xiàn) 是狀態(tài)函數(shù)的性質(zhì) 蓋斯定律奠定了熱化學(xué)計(jì)算的基礎(chǔ) 使化學(xué)方程式像普通代數(shù)方程那樣進(jìn)行運(yùn)算 從而可以根據(jù)已經(jīng)準(zhǔn)確測定的熱力學(xué)數(shù)據(jù)計(jì)算難以測定的反應(yīng)熱 蓋斯簡介 如何理解蓋斯定律 H H1 H2之間有何關(guān)系 H H1 H2 B H 能舉出生活中或化學(xué)反應(yīng)中的實(shí)例嗎 看下面的圖理解蓋斯定律 某人從山下A到達(dá)山頂B 無論是翻山越嶺攀登而上 還是坐纜車直奔山頂 其所處的海拔都高了300m即山的高度與A B點(diǎn)的海拔有關(guān) 而與由A點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)的途徑無關(guān)這里的A相當(dāng)于反應(yīng)體系的始態(tài) B相當(dāng)于反應(yīng)體系的終態(tài) 山的高度相當(dāng)于化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱 用能量守恒定律論證蓋斯定律 先從始態(tài)S變化到到終態(tài)L 體系放出熱量 H10 經(jīng)過一個(gè)循環(huán) 體系仍處于S態(tài) 因?yàn)槲镔|(zhì)沒有發(fā)生變化 所以就不能引發(fā)能量變化 即 H1 H2 0 例1 寫出石墨變成金剛石的熱化學(xué)方程式 25 101kPa時(shí) 說明 1 可以在書中查找需要的數(shù)據(jù) 2 并告訴大家你設(shè)計(jì)的理由 用一用蓋斯定律 石墨能直接變成金剛石嗎 先思考 之后小組討論匯報(bào) 查燃燒熱表知 C 石墨 s O2 g CO2 g H1 393 5kJ mol C 金剛石 s O2 g CO2 g H2 395 0kJ mol 所以 得 C 石墨 s C 金剛石 s H 1 5kJ mol 觀察該熱化學(xué)方程式 回答 金剛石能自動變成石墨嗎 需要什么條件 你知道神六的火箭燃料是什么嗎 例2 某次發(fā)射火箭 用N2H4 肼 在NO2中燃燒 生成N2 液態(tài)H2O 已知 N2 g 2O2 g 2NO2 g H1 67 2kJ molN2H4 g O2 g N2 g 2H2O l H2 534kJ mol假如都在相同狀態(tài)下 請寫出發(fā)射火箭反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 2N2H4 g 2NO2 g 3N2 g 4H2O l H 1135 2kJ mol 思考 如何選擇火箭燃料 對照書中燃燒熱的表格 1 怎么比較各種燃料 2 若只考慮能量 用什么最好 3 只考慮能量行嗎 為什么 比沖性能 自燃特性 無毒 可貯存 蓋斯定律 1 請用自己的話描述一下蓋斯定律 2 蓋斯定律有哪些用途 總結(jié)歸納 蓋斯定律在科學(xué)研究中的重要意義 有些反應(yīng)進(jìn)行得很慢有些反應(yīng)不容易直接發(fā)生有些反應(yīng)的產(chǎn)品不純 有副反應(yīng)發(fā)生 這些都給測量反應(yīng)熱造成了困難利用蓋斯定律可以間接地把它們的反應(yīng)熱計(jì)算出來 高考相關(guān)考點(diǎn) a直接求算 解 鈉與氯氣起反應(yīng)的化學(xué)方程式如下 Na s 1 2Cl2 g NaCl s 23g mol H 1 0g 17 87kJ H 23g mol 17 87kJ 1 0g 411kJ mol 答 例1 25 101kPa時(shí) 使1 0g鈉與足量的氯氣反應(yīng) 生成氯鈉晶體并放出17 87kJ的熱量 求生成1mol氯化鈉的反應(yīng)熱 注意熱化學(xué)方程式正確書寫 特別注意有關(guān)單位的正確書寫 2008北京 12 工業(yè)上制備純硅反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下 SiCl4 g 2H2 g Si s 4HCl g H QkJ mol Q 0 某溫度 壓強(qiáng)下 將一定量反應(yīng)物通入密閉容器進(jìn)行以上反應(yīng) 此條件下為可逆反應(yīng) 下列敘述正確的是A 反應(yīng)過程中 若增大壓強(qiáng)能提高SiCl4的轉(zhuǎn)化率B 若反應(yīng)開始時(shí)SiCl4為1mol 則達(dá)平衡時(shí) 吸收熱量為QkJC 反應(yīng)至4min時(shí) 若HCl濃度為0 12mol L 則H2的反應(yīng)速率為0 03mol Lmin D 當(dāng)反應(yīng)吸收熱量為0 025QkJ時(shí) 生成的HCl通入100mL1mol L的NaOH溶液恰好反應(yīng) 2003 江蘇 已知在25 101kPa下 1gC8H18 辛烷 燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時(shí)放出48 40kJ熱量 表示上述反應(yīng)的熱化學(xué)方程式正確的是 A C8H18 l 25 2O2 g 8CO2 g 9H2O g H 48 40kJ mol 1B C8H18 l 25 2O2 g 8CO2 g 9H2O l H 5518kJ mol 1C C8H18 l 25 2O2 g 8CO2 g 9H2O l H 5518kJ mol 1D C8H18 l 25 2O2 g 8CO2 g 9H2O l H 48 40kJ mol 1 2008海南8 白磷與氧可發(fā)生如下反應(yīng) P4 5O2 P4O10 已知斷裂下列化學(xué)鍵需要吸收的能量分別為 P PakJ mol 1 P ObkJ mol 1 P OckJ mol 1 O OdkJ mol 1 根據(jù)圖示的分子結(jié)構(gòu)和有關(guān)數(shù)據(jù)估算該反應(yīng)的 H 其中正確的是A 6a 5d 4c 12b kJ mol 1B 4c 12b 6a 5d kJ mol 1C 4c 12b 4a 5d kJ mol 1D 4a 5d 4c 12b kJ mol 1 高考相關(guān)考點(diǎn) b鍵能估算 2008重慶13 化學(xué)反應(yīng)N2 3H2 2NH3的能量變化如題13圖所示 該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是A N2 g 3H2 g 2NH3 l H 2 a b c kJ molB N2 g 3H2 g 2NH3 g H 2 b a kJ molC N2 g H2 g NH3 l H b c a kJ molD N2 g H2 g NH3 g H a b kJ mol 高考相關(guān)考點(diǎn) c蓋斯定律 應(yīng)用蓋斯定律的計(jì)算 例3 已知下列反應(yīng)的反應(yīng)熱為 CH3COOH l 2O2 g 2CO2 g 2H2O l H1 870 3kJ mol C s O2 g CO2 g H2 393 5kJ mol H2 g O2 g H2O l H3 285 8kJ mol試計(jì)算下述反應(yīng)的反應(yīng)熱 2C s 2H2 g O2 g CH3COOH l 2008寧夏13 已知H2 g C2H4 g 和C2H5OH 1 的燃燒熱分別是 285 8kJ mol 1 1411 0kJ mol 1和 1366 8kJmol 1 則由C2H4 g 和H2O l 反應(yīng)生成C2H5OH l 的 H為A 44 2kJ mol 1B 44 2kJ mol 1C 330kJ mol 1D 330