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四川省宜宾市南溪区第二中学校高中化学人教版选修四第一章第三节《化学反应热的计算》教案

※基本信息※
- 资料类型：教(学)案
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※资料简介※
三节化学反应热的计算教案

课题：第三节化学反应热的计算(一) 主备人

课时 1

教

学

目

的知识与技能理解盖斯定律的理解和运用

过程与方法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

情感态度值观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

重点盖斯定律的理解和运用

难点盖斯定律的涵义

教学过程

教学步骤、内容教学方法、手段、师生活动

[引入]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]1840年，盖斯（G．H．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

［投影］

［讲］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

［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）+ 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

例2、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)

［投影］

［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 ΔH4=ΔH2+2ΔH3-ΔH1=-393.5 kJ•mol-1+2(-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。

例3：某次发射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃烧，生成N2、液态H2O。已知：

N2(g)+2O2(g) = 2NO2(g) ; △H1=+67.2kJ/mol ①

N2H4(g)+O2(g) = N2(g)+2H2O(l); △H2=-534kJ/mol ②

假如都在相同状态下，请写出发射火箭②x2- ①

反应的热化学方程式。为2 N2H4(g)+ 2NO2(g) = 3N2(g)+4H2O( l) ;

△H=- 1135.2kJ/mol

变式练习

1. 已知25℃、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：

①C(石墨，s)+O2(g)= CO2(g) △H1=-393.5kJ/mol

② C(金刚石，s)+O2(g)= CO2(g) △H2=-395.0kJ/mol

据此判断，下列说法正确的是（）

A. 由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低

B. 由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高;

C. 由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低

D. 由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高

2. 在100 g 碳不完全燃烧所得气体中，CO占1/3体积，CO2占2/3体积，且

C(s) +1/2O2(g) = CO(g)； = －110.35 kJ/mol

CO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g)； = －282.57 kJ/mol

与这些碳完全燃烧相比，损失的热量是( )

A.392. 92 kJ B. 2489.44 kJ

C. 784.92 kJ D. 3274.3 kJ

[板书设计]

第三节化学反应热计算

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

二、例析
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