1、2019 最新新人教版化学选修4 高中化学反应热的计算教案课题：第三节 化学反应热的计算 (一 )授课班级课 时1知识教与理解盖斯定律技能学过程与通过运用盖斯定律求有关的反应热,进一步理解反应热的概念目方法情感的态度通过实例感受盖斯定律,并以此说明盖斯定律在科学研究中的重要作用价值观重 点难 点盖斯定律盖斯定律的涵义知第三节 化学反应热计算识一、盖斯定律结 1、 盖斯定律：化学反应的反应热只与反应的始态（各反应物）和终态构 （各生成物）有关 , 而与具体反应进行的途径无关。与 2、盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义板书设计教学过程教学方教学步骤、内容法、手段、师生1 / 9活动 引入 在
2、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 1840 年, 盖斯（ GH Hess, 俄国化学家）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
3、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。 投影 讲 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。活动 学生自学相关内容后讲解 板书 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。 讲 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 科学探究 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
4、个反应的H 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H。 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）； H=393 5 kJ molCO（ g） +O2（ g） =CO2（ g）；H= 2830 kJ mol2 / 9投影讲 根据盖斯定律. 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投影点击试题例 1、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 ） +O 2（ g） =H 2O（ g ）；H 1 241.8kJ/molH2 O(g) H 2O(l) ；H2 44.0kJ/mol根据盖斯定律 ,则HH1H 2 241.8kJ/mol ( 44.0kJ/mol) 285.8kJ/mol点击试题例 2 、实验中不能直接测出由石墨和氢气生成甲烷反应的H,但可测出 CH 4 燃烧反应的H 1,根据盖斯定律求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讲 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 小结 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。点击试题 例 3、物质的生成热可定义为由稳定单质生成1 mol 物质所放出的热量 ,如二氧化碳气体的生成热就是C(s)O 2 (g)CO 2 (g) 的反应热已知下列几种物质的生成热：葡萄糖(C6 H12O 6)： 1259kJ/molH 2O(1) ： 285.8kJ/mol CO2： 393.5kJ/mol试计算 1kg葡萄糖在人体内完全氧化生成二氧化碳气体和液态水,最多可提供的能量先求出 1 molC6 H
8、12O6氧化时放出的热量即：C6 H 12O6 ( s)6O2 ( g)6CO2 ( g) 6H 2 O(1) ； H？根据已知条件得知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随堂练习已知下列热
9、化学方程式： 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写 出 FeO(s) 与 CO 反 应 生 成Fe(s) 和 CO 2 的 热 化 学 方 程 式 ：_ 4 / 9教学回顾 ：教案课题：第三节化学反应热的计算 (二 )-典型题 授课班级专题1课 时知识1、理解反应热教与2、了解反应热的计算技能学过程与综合运用反应热和盖斯定律的知识解决能量变化的实际问题目方
10、法情感通过计算某些物质燃烧时的H 数值 ,进一步认识煤、石油、天然气是当的态度今世界上最重要的化石燃料,唤起学生对资源利用和环境保护的意识和责任价值观感重 点反应热的计算难 点盖斯定律的应用教学过程教学方法、手教学步骤、内容段、师生活动题型一： 已知一定量的物质参加反应放出的热量 ,计算反应热 ,写出其热化学反应方程式。例 1、将 0.3mol 的气态高能燃料乙硼烷（ B2H6）在氧气中燃烧 ,生成固态三氧化二硼和液态水 , 放出 649.5kJ 热量 , 该反应的热化学方程式为_ 。又已知： H2 O（ g） =H2O（ l）； H2 44.0kJ/mol, 则5 / 911.2L （ 标
11、准 状 况 ） 乙 硼 烷 完 全 燃 烧 生 成 气 态 水 时 放 出 的 热 量 是_kJ。解析： 0.3mol 乙硼烷完全燃烧生成液态水放出649.5kJ 热量 ,则 1mol 乙硼烷完全燃烧放出的热量为：因此 乙 硼 烷 燃 烧 的 热 化 学 反 应 方 程 式 为 ：。由于 1mol水 汽 化 需 吸 热 44kJ,则 3mol液 态 水 全 部 汽 化 应 吸 热 ：(2005全 国 理 综,所以 1mol乙硼烷完全燃烧产生气态水时 13)解析： 以上各式放热：,则 11.2L（标准状况）乙硼烷完全燃中化学计量数及烧产生气态水放出热量是：。物质状态标注都随堂练习 已知充分燃烧a
12、g 乙炔气体时生成1mol 二氧化碳气体和正确；该反应放热 ,H液态水 ,并放出热量 b kJ,则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是应 为 负值 ； 生 成 1molA. 2C2H2 (g)5O2(g) 4CO2(g) 2H2O(l)；H 2b kJ / mol二氧化碳气体, 放B. C2H2(g) 5/2O2 (g)2CO2(g) H2O(l)；H2b kJ / mol出热量bkJ, 则又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、气体 ,放出热题型二：利用盖斯定律求反应热量 4bkJ。答例 2 、科学家盖斯曾提出：“不管化学过程是一步完成或分几步完成,这案： A 。个总过程的热效应是相同的。”利用盖斯定律可测某些特别反应的热效应。（1） P4 （ s,白磷） +5O2 ( g)P4 O10 ( s)H 129832. kJ / mol（2），红磷)5( g)1P4O10(s)H 27385. kJ / molP( s4 O24则白磷转化为红磷的热化学方程式_。相同的状况下 ,能量较低的是 _ ；白磷的稳定性比红磷_ （填 “高 ”或“低 ”）。2005 广东 22480P4 ( s，白磷 )4 P（s，红磷） ； H？
14、 可设答 案：解析 ：依题意求：kJ mol1计如下反应过程：P4 （s，白磷）P4 O104 P（ s，红磷） ；据 盖 斯 定 律 有HH 1() 4H 2 = （ -2983.2+4 738）.5 kJ/mol=-29.2kJ/mol,即P4(，白磷 )4（ ，红磷）；sPs6 / 9H29.2kJ / mol 。白磷转化为红磷是放热反应,稳定性比红磷低（能量越低越稳定）。随堂练习由金红石TiO2 制取单质 Ti,涉及到的步骤为：镁 / 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则 TiO2s 2Cl2g 2C s TiCl4s 2CO g 的 H。题型三：根据一定量的物质参加反应放出的热量（或根据已知的热化学方程式） ,进行有关反应热的计算或比较大小。例 3、已知下列两个热化学方程式：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实验测得氢气和丙烷的混合气体共5 mol,完全燃烧时放热3847kJ,则混合气体中
16、氢气和丙烷的体积比是_,两者放出的热量之比约为_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 随堂 练习已知：C(s) O2 ( g) CO2(g )；H393.5kJ / molH 2 ( g )1 O2 (g) H 2O(l )； H241.8kJ / mol 欲得到相同的热2量,需分别燃烧固体碳和氢气的质量比约为A. 2:3.25B. 12:3.25C. 1:1D. 393.5:241.8解析： 由题意可列得方程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题型四：反应热大小比较例 4、在同温同压下,下列各组热化学方程式中 , 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： 反应热数值的大小与反应物、生成物的种类有关,与反应物物质的量的多少有关,与反应物和生成物的聚集状态有关,还与反应时的外界条件有关。 A 选项：生成物的状态不同,由于从气态水到液态水会放热,所以生成液态水比生成气态水放出的热多即Q2Q ； B 选项：反应物1的状态不同 ,由于从固态硫到气态硫要吸热,所以气态硫燃烧放出的热量比固态硫燃烧放出的热量多,即 Q2 Q1 ； C 选项：生成物的种类不同,由于 CO 与
19、O2反应生成 CO2 要放出热量 ,故 Q2Q1； D 选项：反应物的物质的量不同,前一反应的物质的量是后一反应的物质的量的2 倍 ,故Q12Q2 ,即 Q2Q1 。答案选 A、 C。随堂练习氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷的热化学方程式分别为：H2(g) 1/2O2(g) H2O(l)； H 285.8kJ/molCO(g) 1/2O2(g) CO2(g)； H 283.0kJ/molC8H18(l) 25/2O2(g) 8CO2(g) 9H2O(l)； H 5518kJ/mol CH4(g) 2O2(g) CO2(g)2H2O(l)； H 89.3kJ/mol相同质量的氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷
20、完全燃烧时,放出热量最少的是A H2(g)B CO(g)C 8CH18(l)D CH4(g)题型五：利用键能计算反应热方法 ：H=E(反应物 ) E（生成物） , 即反应热等于反应物的键能总和跟生成物的键能总和之差。常人们把拆开1 mol 某化学键所吸收的能量8 / 9看 成 该 化 学 键 的 键 能 。 键 能 常 用E表 示 , 单 位 是kJ/mol 。例5 CH3 CH3 CH2 CH2 H2 ； 有 关 化 学 键 的 键 能 如 下 。化 学 键C HC CC CH H键能（ kJ/mol） 414.4615.3 347.4435.3试计算该反应的反应热解 析 ：H =6E(C H) E(C C) E(C C) 4E(C H) E(H H)=(6 414.4 347.4)kJ/mol (615.3 4 414.4 435.3)kJ/mol= 125.6kJ/mol这表明 ,上述反应是吸热的,吸收的热量为125.6 kJ/mol 。教学回顾 ：9 / 9
