2019最新新人教版化學(xué)選修4高中《化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算》教案

1、2019 最新新人教版化學(xué)選修4 高中化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算教案課題：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知識(shí)教與理解蓋斯定律技能學(xué)過(guò)程與通過(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)熱的概念目方法情感的態(tài)度通過(guò)實(shí)例感受蓋斯定律,并以此說(shuō)明蓋斯定律在科學(xué)研究中的重要作用價(jià)值觀重 點(diǎn)難 點(diǎn)蓋斯定律蓋斯定律的涵義知第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)熱計(jì)算識(shí)一、蓋斯定律結(jié) 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)構(gòu) （各生成物）有關(guān) , 而與具體反應(yīng)進(jìn)行的途徑無(wú)關(guān)。與 2、蓋斯定律在生產(chǎn)和科學(xué)研究中有很重要的意義板書設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程教學(xué)方教學(xué)步驟、內(nèi)容法、手段、師生1 / 9活動(dòng) 引入 在

2、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 第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)熱計(jì)算一、蓋斯定律 講 1840 年, 蓋斯（ GH Hess, 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

3、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 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 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

4、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=393 5 kJ molCO（ g） +O2（ g） =CO2（ g）；H= 2830 kJ mol2 / 9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= 393 5kJ/mol （ 283 0kJ/mol ） 110 5 kJ mol 即： C（ s） +O2（ g） =CO（ g）的

5、H= 110 5 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 ） +O 2（ g） =H 2O（ g ）；H 1 241.8kJ/molH2 O(g) H 2O(l) ；H2 44.0kJ/mol根據(jù)蓋斯定律 ,則HH1H 2 241.8kJ/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 CH 4 燃燒反應(yīng)的H 1,根據(jù)蓋斯定律求H 4CH 4(g)+2O 2(g) CO 2(g)+2H 2O(l) ；H 1=-890.3kJ mol -1 (

6、1)C(石墨 )+O 2(g) CO 2 (g) ；H2=-393 5kJ mol -1 (2)H2 （ g） +O2 （ g ） =H2 O（ l）；H3=-285.8kJ mol -1 (3)C(石墨 )+2H 2(g) CH 4(g) ；H4 (4)投影3 / 9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+2 H3-H1=-393.5kJ mol-1 +2(-

7、285.8)kJ mol -1 -(-890.3) kJ mol-1 =-74.8kJ mol-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C(s)O 2 (g)CO 2 (g) 的反應(yīng)熱已知下列幾種物質(zhì)的生成熱：葡萄糖(C6 H12O 6)： 1259kJ/molH 2O(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 molC6 H

8、12O6氧化時(shí)放出的熱量即：C6 H 12O6 ( s)6O2 ( g)6CO2 ( g) 6H 2 O(1) ； H？根據(jù)已知條件得知C6 H 12 O6 (s)6C (s) 3O2 ( g )6H 2 (g )H1259kJ / mol6H 2 (g ) 3O2 ( g)6H 2O(1)H1714.8kJ / mol) 6C ( s)6O2 (g )6CO2 ( g )H2361kJ / molC6 H 12 O6 (s)6O2 ( g)6CO2 (g )6H 2O(1)H2816.8kJ / mol1000g2816.8kJ / mol15649kJ180g / mol隨堂練習(xí)已知下列熱

9、化學(xué)方程式： Fe2 O3 (s)3CO(g)2Fe(s)3CO 2 (g) ； H 25kJ/mol 3Fe2O3 (s)CO(g)2Fe3 O4 (s)CO 2 (g) ； H 47kJ/mol Fe3O4 (s)CO( g)3FeO( s)CO 2 (g) ； H +19kJ/mol寫 出 FeO(s) 與 CO 反 應(yīng) 生 成Fe(s) 和 CO 2 的 熱 化 學(xué) 方 程 式 ：_ 4 / 9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 授課班級(jí)專題1課 時(shí)知識(shí)1、理解反應(yīng)熱教與2、了解反應(yīng)熱的計(jì)算技能學(xué)過(guò)程與綜合運(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)題目方

10、法情感通過(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)?shù)膽B(tài)度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)任價(jià)值觀感重 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)方法、手教學(xué)步驟、內(nèi)容段、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_ 。又已知： H2 O（ g） =H2O（ l）； H2 44.0kJ/mol, 則5 / 911.2L （ 標(biāo)

11、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 ：(2005全 國(guó) 理 綜,所以 1mol乙硼烷完全燃燒產(chǎn)生氣態(tài)水時(shí) 13)解析： 以上各式放熱：,則 11.2L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）乙硼烷完全燃中化學(xué)計(jì)量數(shù)及燒產(chǎn)生氣態(tài)水放出熱量是：。物質(zhì)狀態(tài)標(biāo)注都隨堂練習(xí) 已知充分燃燒a

12、g 乙炔氣體時(shí)生成1mol 二氧化碳?xì)怏w和正確；該反應(yīng)放熱 ,H液態(tài)水 ,并放出熱量 b kJ,則乙炔燃燒的熱化學(xué)方程式正確的是應(yīng) 為 負(fù)值 ； 生 成 1molA. 2C2H2 (g)5O2(g) 4CO2(g) 2H2O(l)；H 2b kJ / mol二氧化碳?xì)怏w, 放B. C2H2(g) 5/2O2 (g)2CO2(g) H2O(l)；H2b kJ / mol出熱量bkJ, 則又C. 2C2H2(g) 5O2(g) 4CO2(g) 2H2O(l)；H 4b kJ / mol生成 4mol二氧D. 2C2H2(g) 5O2(g)4CO2(g) 2H2O(l)；H b kJ / mol化碳

13、氣體 ,放出熱題型二：利用蓋斯定律求反應(yīng)熱量 4bkJ。答例 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,這案： A 。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） P4 （ s,白磷） +5O2 ( g)P4 O10 ( s)H 129832. kJ / mol（2），紅磷)5( g)1P4O10(s)H 27385. kJ / molP( s4 O24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 ”）。2005 廣東 22480P4 ( s，白磷 )4 P（s，紅磷） ； H？

14、 可設(shè)答 案：解析 ：依題意求：kJ mol1計(jì)如下反應(yīng)過(guò)程：P4 （s，白磷）P4 O104 P（ s，紅磷） ；據(jù) 蓋 斯 定 律 有HH 1() 4H 2 = （ -2983.2+4 738）.5 kJ/mol=-29.2kJ/mol,即P4(，白磷 )4（ ，紅磷）；sPs6 / 9H29.2kJ / mol 。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：鎂 / 8000 C / ArTiO2TiCl4Ti已知： C s O2 g CO2 g ；H 393 5 kJ mol 1 2CO g O2 g 2CO2 g

15、 ；H 566 kJ mol 1 TiO2s 2Cl2g TiCl4 s O2g ；H+141 kJ mol 1則 TiO2s 2Cl2g 2C s TiCl4s 2CO g 的 H。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)H 285.8 kJ mol 1C3H8(g)+5O2(g) = 3 CO2 (g) +4H2O (l)H 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

16、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： 1C、 1：4D、 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：C(s) O2 ( g) CO2(g )；H393.5kJ / molH 2 ( g )1 O2 (g) H 2O(l )； H241.8kJ / mol 欲得到相同的熱2量,需分別燃燒固體碳和氫氣的質(zhì)量比約為A. 2:3.25B. 12:3.25C. 1:1D. 393.5:241.8解析： 由題意可列得方程n(C) 393.5kJ / moln (H 2 )241.8kJ / moln(C )241.8n( H 2 )39

17、3.5m(C )241.81212m( H 2 )393.523.25答案： B7 / 9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 , Q2 Q1的是A. 2H 2 ( g)O2 (g )2H 2O( g)HQ1 kJ / mol2H 2 ( g)O2 ( g )2H 2 O(l )HQ2 kJ / molB. S(g ) O2 ( g)SO2 ( g)HQ1kJ / molS( s) O2 ( g )SO2 (g )HQ2 kJ / molC.C (s)1 O2 ( g) CO (g )2C(s)O2 ( g)CO2 (g)D. H 2 ( g)Cl 2 ( g)2

18、HCl ( g)1 H 2 (g)1 Cl 2 ( g) HCl ( g)22H Q1 kJ / molHQ2 kJ / mol H Q1 kJ / molHQ2 kJ / mol解析： 反應(yīng)熱數(shù)值的大小與反應(yīng)物、生成物的種類有關(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Q2Q ； B 選項(xiàng)：反應(yīng)物1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 Q2 Q1 ； C 選項(xiàng)：生成物的種類不同,由于 CO 與 O2反應(yīng)生成 CO2 要放出熱量 ,故 Q2Q1； 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Q12Q2 ,即 Q2Q1 。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)