2019-2020年人教版選修4教案 第1章 第三節(jié)化學反應熱的計算.doc

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2019-2020年人教版選修4教案 第1章 第三節(jié)化學反應熱的計算 【教學目標】 一、知識與技能： 1.能利用熱化學方程式進行有關反應熱的簡單計算； 2.了解蓋斯定律的涵義，能用蓋斯定律進行有關反應熱的簡單計算。 二、過程與方法： 1.通過對蓋斯定律的涵義的分析和論證，培養(yǎng)學生分析問題的能力； 2.通過熱化學方程式的計算和蓋斯定律的有關計算，培養(yǎng)學生的計算能力。 三、情感態(tài)度與價值觀： 1.通過對蓋斯定律的發(fā)現過程及其應用的學習，感受化學科學對人類生活和社會發(fā)展的貢獻。激發(fā)參與化學科技活動的熱情。 2.樹立辯證唯物主義的世界觀，幫助學生養(yǎng)成務實、求真、嚴謹的科學態(tài)度。 【教學重點】 1.蓋斯定律的涵義和根據蓋斯定律進行反應熱的計算； 2.根據熱化學方程式進行反應熱的計算。 【教學難點】蓋斯定律的應用 【教學方法】比喻、交流、練習鞏固 【教學用品】多媒體 【教學課時】2課時 【教學過程】 第一課時 蓋斯定律 〖教學流程〗情景設疑 → 引出課題 → 閱讀了解概念 → 自主探究加深對概念的理解 → 練習鞏固 → 歸納總結 （問題情景）在化學科研中，經常要測量化學反應的反應熱，但有些反應的反應熱不能直接測量，只能通過計算間接獲得。例如我們可以讓碳全部氧化成CO2，卻很難控制碳的氧化只生成CO而不繼續(xù)生成CO2，C（s）+1/2 O2 (g) = CO(g)的反應熱確定呢？ 〖板書〗第三節(jié) 化學反應熱的計算 （閱讀）1840年，蓋斯（G．H．Hess，瑞士化學家）從大量的實驗事實中總結出一條規(guī)律：化學反應不管是一步完成還是分幾步完成，其反應熱是相同的。也就是說，化學反應的反應熱只與反應的始態(tài)（各反應物）和終態(tài)（各生成物）有關，而與具體反應進行的途徑無關。如果一個反應可以分幾步進行，則各分步反應的反應熱之和與該反應一步完成時的反應熱是相同的，這就是蓋斯定律。 〖板書〗一、蓋斯定律 1.內容：化學反應的反應熱只與反應的始態(tài)（各反應物）和終態(tài)（各生成物）有關，而與具體反應進行的途徑無關。 （探究）如何正確理解蓋斯定律。 〖板書〗2.蓋斯定律的理解 （1）反應熱取決于始態(tài)和終態(tài)物質的能量的高低，與途徑無關。例如登山：登山的高度與上山的途徑無關，只與起點和終點的相對高度有關，即高度是一樣的。 △H5 a △H1 △H2 始態(tài) 終態(tài) （I） △H （II） b c （III） △H4 △H3 （2）反應熱總值一定：若一個反應可以分幾步進行，則各步反應的反應熱之和與該反應一步完成時的反應熱相同。 A 海拔100m 海拔400m B 路徑I II 則：△H = △H1+△H2 = △H3+△H4+△H5 途徑I的 途徑II的 途徑III的 熱效應 熱效應 熱效應 （3）能量守恒的角度 從S L，△H1＜0，體系放熱；（始態(tài)）S △H2＞0 L（終態(tài)） △H1＜0 從L S，△H2＞0，體系吸熱； 而且△H1+△H2 = 0 （探究）已知C（s）＋O2（g）═ CO2（g） ΔH═－393.5kJ/mol CO（g）+ O2（g）═ CO2（g） ΔH═－283.0 kJ/mol。 請同學們根據蓋斯定律設計一個方案求反應C（s）+ O2（g）═ CO（g）的ΔH。 （分析）根據蓋斯定律，可以設計下列過程： ∵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 ═ －110.5kJ/mol （教學評價）已知：H2（g）+ O2（g）═ H2O（g） △H1＝－241.8kJ/mol H2O（g）＝H2O（l） △H2＝－44.0kJ/mol。通過計算求氫氣的燃燒熱。 （解析）H2（g）+ O2（g）═ H2O（l） H2（g）+O2（g） H2O（l） H2O（g） △H △H1 △H2 可以通過右圖兩種途徑來完成 根據蓋斯定律，則 △H＝△H1＋△H2 ＝－241.8kJ/mol＋（－44.0kJ/mol）＝－285.8kJ/mol 所以氫氣的燃燒熱為285.8kJ/mol。 【作業(yè)設計】P14 1 2 3 4 5 6 【教學感悟】 第二課時 反應熱的計算 〖教學流程〗舊知復習 → 例題探究 → 歸納總結 → 教學評價。 （提問）反應熱、燃燒熱的概念？蓋斯定律？ 〖板書〗二、化學反應熱的計算 1.已知一定量的物質參加反應放出的熱量，計算反應熱。 〖例題1〗課本例1和例2 〖板書〗2.利用蓋斯定律求反應熱：方法一是設計反應過程；方法二是方程式加合法 〖例題2〗已知P4（s、白磷）+5O2（g）= P4O10（s） ΔH ═ —2983.2 kJ/mol P（s、紅磷）+ 5/4O2（g）= 1/4 P4O10（s） ΔH ═ —738.5 kJ/mol P4（s、白磷） 4P（s、紅磷） P4O10（s） ΔH ═ ？ ΔH ═ —2983.2 kJ/mol ΔH ═ —4738.5 kJ/mol 試寫出白磷轉化為紅磷的熱化學方程式。 （解析）根據蓋斯定律， 可設計如圖轉化過程： ΔH ═ —2983.2 kJ/mol—（—4738.5 kJ/mol） ═ —29.2 kJ/mol 所以白磷轉化為紅磷的熱化學方程式為 P4（s、白磷）═ 4P（s、紅磷） ΔH ═ —29.2 kJ/mol。 〖例題3〗課本例3 （總結）熱化學方程式變形時應注意：①ΔH與計量數成正比；②熱化學方程式加減、移項合并同類項、倍數；③正逆反應ΔH的符號相反；④反應熱的數值為字母時，最后ΔH正負號的處理。 〖板書〗3.反應熱大小比較 〖例題4〗在同溫同壓下，下列各組熱化學方程式中，Q2＞Q1的是 （ AC ） A. 2H2（g）+O2（g）═ 2H2O（g） ΔH═ —Q1kJ/mol 2H2（g）+O2（g）═ 2H2O（l） ΔH═ —Q2kJ/mol B. S（g）+O2（g）═ SO2（g） ΔH═ —Q1kJ/mol S（s）+O2（g）═ SO2（g） ΔH═ —Q2kJ/mol C. C（s）+1/2O2（g）═ CO（g） ΔH═ —Q1kJ/mol C（s）+O2（g）═ CO2（g） ΔH═ —Q2kJ/mol D. H2（g）+Cl2（g）═ 2HCl（g） ΔH═ —Q1kJ/mol 1/2H2（g）+1/2Cl2（g）═ HCl（g） ΔH═ —Q2kJ/mol 〖板書〗4.利用鍵能計算反應熱 〖例題5〗拆開1mol H─H鍵、1mol N─H鍵、1mol N≡N鍵分別需要吸收的能量是436kJ、391kJ、946kJ，則1mol N2完全反應生成NH3時的反應熱為△H = —92 kJ/mol ；1mol H2完全反應生成NH3時的反應熱為△H = —30.6 kJ/mol 。 （教學評價）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，該反應的熱化學方程式為_____________。又已知：H2O（g）=H2O（l）；△H2＝－44.0kJ/mol，則11.2L（標準狀況）乙硼烷完全燃燒生成氣態(tài)水時放出的熱量是_____________kJ。 2.已知下列兩個熱化學方程式2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l)；△H =－571.6kJ/mol C3H8(g) +5O2(g) = 3CO2(g) + 4H2O(l)；△H =－2220.0kJ/mol 實驗測得氫氣和丙烷的混和氣體共5mol完全燃燒時放熱3847kJ，則混和氣體中氫氣與丙烷的體積比是 3︰1。 3.把煤作為燃料可以通過下列兩種途徑： 途徑一：C (s) + O2 (g) = CO2(g) （放熱Q1kJ） 途徑二：先制成水煤氣：C (s) + H2O(g) = CO(g) + H2 (g) （吸熱Q2 kJ）再燃燒水煤氣：2CO(g) + O2 (g) = 2CO2(g)2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O(g) （共放熱Q3 kJ） 試回答下列問題： （1）判斷兩種途徑放熱：途徑一（填＜，＞，=） 途徑二。 （2）Q1、Q2、Q3的數學關系是 。 （3）由于制取水煤氣的反應里。反應物所具有的總能量（填＜，＞，=） 生成物所具有的總能量，那么發(fā)生化學反應時，反應物就需要 能量才能轉化為生成物，因此其反應條件為 。 （4）簡述煤通過途徑II作為燃料的意義。 【課堂小結】反應熱是化學方程式中的一部分，因此有關化學方程式計算的方法和技巧在反應熱的計算中均適用，如十字交叉法、列方程組法、極限分析法、平均值法等。 【作業(yè)設計】P14 7 8 9 10 【教學感悟】