人教版选修4第一章第3节化学反应热的计算教案.doc

适用学科高中化学适用年级高二适用区域人教版区域课时时长（分钟）2课时知识点1.盖斯定律2.反应热比较3.简单计算教学目标1.理解盖斯定律2.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3.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教学重点盖斯定律教学难点盖斯定律含义教学过程一、导入在化学科研中，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。二、知识讲解使用建议说明： 反应热已成为近几年高考全国卷的必考内容，主要在全国卷的非选择题部分某一问中结合化学反应速率、化学平衡及工艺流程进行考查，考查内容常与盖斯定律的应用和计算有关。随着能源问题的日益突出，与新能源相关考点1 盖斯定律使用建议说明：考纲要求理解盖斯定律，并能运用盖斯定律进行有关反应焓变的计算。预测2019年对盖斯定律的应用要求会有所提高。1、内容：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的反应热是相同的。2、盖斯定律的应用盖斯定律的应用是以热化学方程式为依托的对特定化学反应过程的焓变的计算，运用盖斯定律时的注意事项如下：热化学方程式同乘以某一个数时,反应热数值也应该乘上该数;热化学方程式相加减时,同种物质之间可以相加减,反应热也随之相加减;将一个热化学方程式颠倒时,h的“+”、“-”号必须随之改变.3、利用盖斯定律进行反应焓变的计算。常见题型是给出几个热化学方程式，合并出题目所求的热化学方程式，根据盖斯定律可知，该方程式的h为上述各热化学方程式的h的代数和。考点2 反应热的计算使用建议说明：考纲要求了解反应热的含义，预测在2019年高考中，反应热的考查内容将不断拓宽。1、根据热化学方程式进行计算焓变（h）与各物质的物质的量成正比。如：2h2(g)+o2(g)=2h2o(l) h= -571.6kj/mol,生成2molh2o(l)时，h= -571.6kj/mol，生成1molh2o(l)时，h= -285.8 kj/mol.2、根据反应物和生成物的能量计算h=生成物的能量之和-反应物的能量之和3、根据反应物和生成物的键能计算h=反应物的总键能-生成物的总键能4、根据盖斯定律计算（1）根据盖斯定律的实质，分析给定反应与所求反应物和焓变的关系（2）运用解题技巧，将已知热化学方程式进行变换、加减得到待求反应的热化学方程式5、根据比热容和温度差进行计算h=-c10-3m（t2-t1）/n6、 根据燃烧热、中和热计算可燃物完全燃烧放出的热量=n（可燃物）（-h）中和反应放出的热量=n（h2o）（-h）小结：1、运用盖斯定律时的注意事项2、根据反应物和生成物的能量计算的公式3、根据反应物和生成物的键能计算的公式三 、例题精析使用建议说明：此处内容主要用于教师课堂的精讲，每个题目结合试题本身、答案和解析部分，教师有的放矢的进行讲授或与学生互动练习。例题1最新报道：科学家首次用x射线激光技术观察到co与o在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程的示意图如下：下列说法中正确的是a、co和o生成co2是吸热反应b、在该过程中，co断键形成c和oc、co和o生成了具有极性共价键的co2d、状态 状态表示co与o2反应的过程【答案】c【解析】本题考查反应原理中化学反应与能量变化的知识。a中反应能量的判断，根据反应过程能量图初始状态i高于末状态iii可以判断此为反应放热反应，因此错。b选项根据状态i、ii 可以看出co碳氧键一直未断裂，错。c.由图 iii 可知，生成物是 co2 ，不同元素形成极性共价键， c 正确。d.由图可知为co与o的反应，d 错。例题2已知h2o2在催化剂作用下分解速率加快，其能量随反应进程的变化如下图所示。下列说法正确的是（ ）a加入催化剂，减小了反应的热效应b加入催化剂，可提高h2o2的平衡转化率ch2o2分解的热化学方程式：h2o2 h2o + o2 + qd反应物的总能量高于生成物的总能量【答案】d 【解析】催化剂对反应的热效应以及h2o2的平衡转化率没有影响，故a、b错误；由图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，故选d。例题3根据以下三个热化学方程式：2h2s(g)3o2(g)=2so2(g)2h2o(l) hq1kj/mol,2h2s(g)o2(g)=2s(s)2h2o(l) hq2kj/mol,2h2s(g)o2(g)=2s(s)2h2o(g) hq3kj/mol。判断q1、q2、q3三者关系正确的是( )aq1q2q3 bq1q3q2cq3q2q1 dq2q1q3【答案】a【解析】应用盖斯定律计算时要注意热化学方程式相加减时，h的数值与符号的变化。例题4联氨（又称联肼，n2h4，无色液体）是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料，回答下列问题：（1）联氨分子的电子式为_，其中氮的化合价为_。（2）实验室可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨，反应的化学方程式为_。（3）2o2(g)+n2(g)=n2o4(l) h1n2(g)+2h2(g)=n2h4(l) h2o2(g)+2h2(g)=2h2o(g) h32 n2h4(l) + n2o4(l)= 3n2(g)+ 4h2o(g) h4=-1048.9kj/mol上述反应热效应之间的关系式为h4=_，联氨和n2o4可作为火箭推进剂的主要原因为_。【答案】（1） ；-2（2）naclo+2nh3=n2h4+nacl+h2o （3）h4=2h3-2h2-h1 ；反应放热量大、产生大量气体【解析】(1)根据联氨的化学式n2h4知，联氨是共价化合物，其电子式为；再依据化合物中各元素的化合价代数和为零，氢元素的化合价为1价，则氮元素的化合价为2价。（2） 次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨的反应中，氮元素的化合价由氨分子中的3价升高到联氨分子中2价，氯元素的化合价由次氯酸钠中的1价降低到1价，根据化合价升高与降低总数相等和原子守恒配平化学方程式为naclo2nh3=n2h4naclh2o。（3）对照目标热化学方程式中的反应物和生成物在已知热化学方程式中的位置和化学计量数，利用盖斯定律，将热化学方程式2，减去热化学方程式2，再减去热化学方程式，即可得出热化学方程式，故h42h32h2h1；联氨具有强还原性，n2o4具有强氧化性，两者混合在一起易自发地发生氧化还原反应，反应放热量大，并产生大量的气体，可为火箭提供很大的推进力。例题5室温下，将1mol的cuso45h2o(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为h1，将1mol的cuso4(s)溶于水会使溶液温度升高，热效应为h2；cuso45h2o受热分解的化学方程式为：cuso45h2o(s) cuso4(s)+5h2o(l)， 热效应为h3。则下列判断正确的是( )ah2h3 bh1h3 ch1+h3 =h2 dh1+h2 h3【答案】b【解析】由题意可知：将1mol的cuso45h2o(s)溶于水会使溶液温度降低，热化学方程式为：cuso45h2o(s)cu2+(aq)+so42(aq)+h2o(l)h10，cuso4(s)溶于水会使溶液温度升高，其热化学方程式为：cuso4(s)cu2+(aq)+so42(aq)h20，h20。则：a、应是h2h3，错误；b.h1h3，正确；c、应为h1h3=h2，错误；d、应为h1+h2 h2 bh2 h24、已知c(s)+o2(g)co2(g) h= 393.5 kj/molh2(g)+1/2o2(g)h2o(g) h= 241.5 kj/mol欲得到相同热量，需充分燃烧c和h2的质量比约为a123.25 b3.2512 c11 d615、一定条件下，n2(g)和h2(g)反应生成2 mol nh3(g)放出92.4 kj热量。在相同条件下向密闭容器中通入1 mol n2和3 mol h2，达到平衡时放出热量为q1 kj；向另一体积相同的密闭容器中通入0.5 mol n2、1.5 mol h2和1 mol nh3，相同条件下达到平衡时放出热量为q2 kj。则下列关系式正确的是a2q2=q1=92.4 bq2q192.4 cqlq292.4 dql=q292.4【答案】3、c 4、a 5、b 【解析】3、 图示对应的热化学方程式为：h2(g)+o2(g)h2o(l) h3 ；h2o(l) h2o(g) h2；h2(g)+o2(g)h2o(g) h1；+=，即h3+h2=h1，c项正确。 4、 设需要碳和氢气的质量分别是x、y，则，解得xy123.25，答案选a。5、 由于氢气和氮气的反应是可逆反应，转化率达不到100%，所以q192.4。根据题意可知，另外一容器中反应物的转化率小于最初的容器，因此放出的热量减少，所以正确的答案选b。拔高6、已知下列反应：so2(g)+2oh (aq)so32 (aq)+h2o(l) h1clo (aq)+so32 (aq)so42 (aq)+cl (aq) h2caso4(s)ca2+(aq)+so42(aq) h3则反应so2(g)+ ca2+(aq)+ clo (aq) +2oh (aq) caso4(s) +h2o(l) +cl (aq)的h=_。7、2o2(g)+n2(g)n2o4(l) h1n2(g)+2h2(g)n2h4(l) h2o2(g)+2h2(g)2h2o(g) h32n2h4(l) + n2o4(l)3n2(g)+ 4h2o(g) h4=1048.9 kj/mol上述反应热效应之间的关系式为h4=_。【答案】6、h1h2h37、2h3-2h2-h1【解析】6、已知：aso2(g)+2oh (aq)so32 (aq)+h2o(l) h1bclo (aq)+so32 (aq)so42 (aq)+cl (aq) h2ccaso4(s)ca2+(aq)+so42(aq) h3则根据盖斯定律可知abc即得到反应so2(g)+ ca2+（aq）+ clo (aq) +2oh (aq) caso4(s) +h2o(l) +cl (aq)的h=h1h2h3。7、根据盖斯定律，反应热效应之间的关系式为h4=2h32h2h1。五 、课堂小结使用建议说明：此处内容主要用于教师对本节课重点内容进行总结，一方面是对本节课的重点难点内容的回顾，更重要的是针对这节课学生出现的问题再次进行复习提问等，以达到让学生课上掌握的目的，同时可以对下节课内容进行简单的铺垫，以体现出本节课内容与下节课内容之间的关系。1、盖斯定律；2、反应热的计算。六 、课后作业使用建议说明：此处内容主要用于教师根据学生掌握情况有针对性的进行课后作业的布置，掌握好的同学可以适当的布置难度大一些的作业，成绩一般的同学可以以基础题和巩固题目为主，但是一定要控制作业的数量，给学生布置的作业一般不要超过5题，这样学生才能保证做题的质量。基础 1、已知：h2(g)o2(g)=h2o(g) h1a kjmol12h2(g)o2(g)=2h2o(g) h2b kjmol1h2(g)o2(g)=h2o(l) h3c kjmol12h2(g)o2(g)=2h2o(l) h4d kjmol1下列关系式中正确的是aacd0 c2ab02、已知反应h2(g)+cl2(g)2hcl(g) h=184.6 kjmol1，则反应hcl(g)h2(g) +cl2(g)的h为a +184.6 kjmol1 b92.3 kjmol1 c369.2 kjmol1 d+92.3 kjmol13、运用盖斯定律可方便地计算出难以通过实验直接测定的反应热。已知：p4(白磷，s)5o2(g)p4o10(s) h2 983.2 kjmol1p(红磷，s)o2(g)p4o10(s) h738.5 kjmol1则白磷转化为红磷的热化学方程式为ap4(白磷，s)4p(红磷，s) h29.2 kjmol1bp4(白磷，s)4p(红磷，s) h+29.2 kjmol1cp4(白磷，s)4p(红磷，s) h2 244.7 kjmol1dp4(白磷，s)4p(红磷，s) h+2244.7 kjmol1【答案】1、c2、d 3、a 1、 h2和o2反应，h应为负值，故推知b、d错误；又h2o(g)h2o(l)要放出热量，(1)、(3)反应热比较应为ca0，故a项错；对于(1)、(2)反应热为2ab0，故c正确。2、 化学方程式的正反应方向是放热反应，则逆反应方向是吸热反应；热化学方程式的系数可以是整数也可以是分数，h与化学计量数成正比，即d正确。3、 将第二个式子扩大4倍，可得4p(红磷，s)5o2(g)p4o10(s) h2954 kjmol1。可见等质量的白磷比红磷含有的能量高，物质含有的能量越高，物质的稳定性就越强。，整理可得p4(白磷，s)4p(红磷，s) h29.2 kjmol1，所以选项是a。巩固 4、已知下列热化学方程式：ch3cooh(l)2o2(g)=2co2(g)2h2o(l) h1870.3 kj/molc(s)o2(g)=co2(g)h2393.5 kj/molh2(g)1/2o2(g)=h2o(l)h3285.8 kj/mol则反应2c(s)2h2(g)o2(g)=ch3cooh(l)的焓变为( )a488.3 kj/mol b224.15 kj/mol c488.3 kj/mol d244.15 kj/mol5、已知：hcn(aq)与naoh(aq)反应的h=12.1 kjmol1；hcl(aq)与naoh(aq)反应的h=55.6 kjmol1，则hcn在水溶液中电离的h等于( )a67.7 kj mol1 b43.5 kj mol1 c+43.5 kj mol1 d+67.7 kj mol16、工业上常用磷精矿ca5(po4)3f和硫酸反应制备磷酸。已知25，101 kpa时：cao(s)+h2so4(l)caso4(s)+h2o(l) h=271 kj/mol5cao(s)+3h3po4(l)+hf(g)ca5(po4)3f(s)+5h2o(l) h=937 kj/mol则ca5(po4)3f和硫酸反应生成磷酸的热化学方程式是_。【答案】4、c 5、c 6、ca5(po4)3f (s)+ 5h2so4(l)5caso4(s) +h3po4(l)+hf(g) h =418 kj/mol 【解析】4、 利用盖斯定律：2+2=，所以方程的焓变h=2（393.5 kj/mol）+2（285.8 kj/mol）（870.3 kj/mol）=488.3 kj/mol，故选c。5、反应的热化学方程式分别为：hcn(aq)+oh(aq)cn(aq)+h2o(l) h=12.1 kjmol1，h+(aq)+oh(aq)h2o(l) h=55.6 kjmol1hcn电离方程式为hcn h+cn，用可得hcn电离的热化学方程式为：hcn(aq)h+(aq)+cn(aq) h=12.1 kjmol1(55.6 kjmol1)=+43.5 kjmol1，故选c。6、已知25，10