第三节化学反应热的计算

清镇市第四中学教学设计 厚德正身 博学致远 教学过程 第教学过程 第 学时 学时 教学环节教学环节教师活动教师活动学生活动学生活动教学预设教学预设 科科 目目化学化学模模 块块必修必修 4时时 间间 第第 一一 章章 三三 节节 共共 3 课时课时 模块总模块总 课时课时 教学设计编号 教学设计编号 授课班级授课班级高二 高二 10 8 课题 化学反应热的计算课题 化学反应热的计算 授课教师授课教师付菲菲付菲菲 学情分析学情分析 学生在高一化学必修二部分 已经了解了化学反应中化学键的断裂和形成及反应热 的总能量和生成物的总能量的关系 并在高二的第一章第一节学习了焓变和热化学方程式 在内容上进行了深化 知识知识 与与 技能技能 1 理解盖斯定律的涵义 2 能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算 3 能利用热化学方程式进行有关反应热的简单计算 过程过程 与与 方法方法 1 从途径角度 能量守恒角度分析和论证盖斯定律 培养分析问题的能力 2 通过热化学方程式的计算和盖斯定律的有关计算 培养计算能力 教教 学学 目目 标标 情感态度情感态度 与与 价值观价值观 1 通过对盖斯定律的发现过程及其应用的学习 感受化学科学对人类生活和社会发展的 贡献 同时养成深入细致的思考习惯 2 通过加强练习 及时巩固所学知识 养成良好学习习惯 形成良好的书写习惯 教学重点教学重点 1 盖斯定律的涵义和根据盖斯定律进行反应热的计算 2 根据热化学方程式进行反应热的计算 不同质量反应物与能量变化 生成物的量与能量变化 的关系等 教学难点教学难点 1 盖斯定律的应用 2 根据热化学方程式进行反应热的计算 教学方法教学方法类比法 创设问题情境法 学生自主探究法 教授法 推理法 实践训练法 教学资源教学资源 教材 黑板 粉笔 清镇市第四中学教学设计 厚德正身 博学致远 复习 引入新课 板书板书 讨论 总结 讨论 总结 分组学习 板书板书 下列数据表示燃烧热吗 为什么 H2 g 1 2O2 g H2O g H1 241 8kJ mol 那么 H2的燃烧热 H 应该是多少 已知 H2O g H2O l H2 44kJ mol 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 第三节第三节 化学反应热计算化学反应热计算 一 盖斯定律一 盖斯定律 如果 2mol 碳不完全燃烧成 2molCO 时 会有多少能量损 失呢 能直接测出吗 如何测 若不能直接测出 怎么办 1 实验测定 2 通过热化学方程式得知 观察教材 P11 图 1 9 讨论 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 由碳生成 CO 时的反应热的计算方案 则 H1 H2 H3 所以 H1 H3 H2 393 5kJ mol 283 0kJ mol 110 5kJ mol 盖斯定律的涵义 不管化学反应是分一步完成或分几步完成 其反应热是 相同的 换句话说 化学反应的反应热只与反应体系的 始态和终态有关 而与反应的途径无关 思考 回答 倾听 讨论分析 回答 交流讨论 回答 总结归纳 小组讨论 总结归纳 回答 初步了解 途径 为理解盖斯 定律做铺垫 引出盖斯定 律 培养总结归 纳能力 理解盖斯定 律的定义 清镇市第四中学教学设计 厚德正身 博学致远 讲讲 板书板书 例题讲解 1 1 盖斯定律 化学反应的反应热只与反应的始态 各盖斯定律 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 的途径无关 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 2 2 盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义 盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义 3 对盖斯定律的图示理解 对盖斯定律的图示理解 如由 A 到 B 可以设计如下 两个途径 途径一 A B H 途径二 A C B Hl H2 则焓变 H H1 H2的关系可以表示为 即两个热化学方程式相加减时 H 也可同时相 加减 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 H 但可测出 CH4燃烧反应的 H1 根据盖斯定律求 H4 CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O l H1 890 3kJ mol 1 1 C 石墨 O2 g CO2 g H2 393 5kJ mol 1 2 H2 g O2 g H2O l H3 285 8kJ mol 1 3 倾听 观察思考 总结归纳 观察思考 倾听记录 通过例题讲 解加深对盖 斯定律的应 用 清镇市第四中学教学设计 厚德正身 博学致远 分 总结 练习 过度 板书板书 例题讲解例题讲解 解 C 石墨 2H2 g CH4 g H4 4 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 5 kJ mol 1 2 285 8 kJ mol 1 890 3 kJ mol 1 74 8kJ mol 1 已知 2C s O2 g 2CO g H 221 0 KJ mol 1 2H2 g O2 g 2H2O g H 483 6KJ mol 1 则制备水煤气的反应 C s H2O g CO g H2 g 的 H 为 A 262 6KJ mol 1 B 131 3KJ mol 1 C 352 KJ mol 1 D 131 3KJ mol 1 理解盖斯定律及其应用后 我们进一步来学习反应热 的相关计算 二 反应热的计算二 反应热的计算 题型一 题型一 已知一定量的物质参加反应放出的热量 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 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 H2O g H2O l H2 44 0kJ mol 则 11 2L 标 准状况 乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是 kJ 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 观察思考 讨论交流 倾听 思考 练习 思考交流 讨论 观察思考 总结归纳 通过练习巩 固盖斯定律 的应用 推进新课 理解相关反 应热的计算 清镇市第四中学教学设计 厚德正身 博学致远 随堂练习 随堂练习 板书板书 例题例题 解析 所以 1mol 乙硼烷完全燃 烧产生气态水时放热 则 11 2L 标准状况 乙硼烷完全燃烧产生气态水放出热量 是 已知充分燃烧 a g 乙炔气体时生成 1mol 二氧化碳气体和 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 A 2C2H2 g 5O2 g 4CO2 g 2H2O l H 2b kJ mol B C2H2 g 5 2O2 g 2CO2 g H2O l H 2b kJ mol C 2C2H2 g 5O2 g 4CO2 g 2H2O l H 4b kJ mol D 2C2H2 g 5O2 g 4CO2 g 2H2O l H b kJ mol 题型二 利用盖斯定律求反应热题型二 利用盖斯定律求反应热 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 s 白磷 P45 2410 OgP Os HkJmol 1 29832 2 P sOgP Os 红磷 5 4 1 4 2410 HkJmol 2 7385 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 依题意求 P sPs 4 4 白磷 红磷 可设计如下反应过程 H 据盖PsP OPs 4410 4 白磷 红磷 斯定律有 HHH 12 4 2983 2 4 738 5 kJ mol 29 2kJ mol 即 P sPs 4 4 白磷 红磷 白磷转化为红磷是放热反应 稳 HkJmol 292 练习 讨论交流 观察思考 总结归纳 通过练习巩 固知识 理解应用盖 斯定律求解 反应热 清镇市第四中学教学设计 厚德正身 博学致远 练习 练习 板书板书 例题例题 解析解析 练习 练习 板书板书 例题例题 定性比红磷低 能量越低越稳定 由金红石 TiO2 制取单质 Ti 涉及到的步骤为 TiO2TiCl4 ArC 800 0 镁 Ti 已知 C s O2 g CO2 g H 393 5 kJ mol 1 2CO g O2 g 2CO2 g H 566 kJ mol 1 TiO2 s 2Cl2 g TiCl4 s O2 g H 141 kJ mol 1 则 TiO2 s 2Cl2 g 2C s TiCl4 s 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 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 1 C3H8 g 5O2 g 3 CO2 g 4H2O l H 2220 0 kJ mol 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 1 C 1 4 D 5 13 解法一 十字交叉法 解法二 估算排除法 已已知 22 gCOgOsC molkJH 5 393 2 1 222 lOHgOgH molkJH 8 241 欲得到相同的热量 需分别燃烧 固体碳和氢气的质量比约为 A 2 3 25 B 12 3 25 C 1 1 D 393 5 241 8 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 12 QQ 的是 A 2 2 222 gOHgOgH molkJQH 1 讨论交流 分析思考 倾听 观察思考 总结归纳 练习 交流讨论 思考交流 通过练习巩 固知识 学习如何进 行热化学方 程式的计算 巩固知识点 学会用多种 方法计算反 应热 清镇市第四中学教学设计 厚德正身 博学致远 解析 板书板书 例题例题 2 2 222 lOHgOgH molkJQH 2 B 22 gSOgOgS molkJQH 1 22 gSOgOsS molkJQH 2 C 2 1 2 gCOgOsC molkJQH 1 22 gCOgOsC molkJQH 2 D 2 22 gHClgClgH molkJQH 1 2 1 2 1 22 gHClgClgH molkJQH 2 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 12 QQ B 选项 反 应物的状态不同 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 12 QQ C 选项 生成物的种类不同 由于 CO 与 O2反 应生成 CO2要放出热量 故 12 QQ 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 21 2QQ 即 12 QQ 答案选 A C 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 H C C C C H H 总结归纳 交流讨论 总结归纳 倾听记录 总结归纳 观察思考 总结归纳 学习分析思 考的习惯 清镇市第四中学教学设计 厚德正身 博学致远 解析解析 练习练习 键能 kJ mol 414 4 615 3 347 4