化学反应热的计算

化学反应热的计算

‎ ‎ 化学反应热的计算 ‎——盖斯定律及其应用 ‎（广州市第五中学 戴光宏 510220）‎ ‎【教学目标】‎ 知识与技能：‎ ‎1、以质量守恒定律和能量守恒定律为基础使学生对盖斯定律的学习从直觉认识上升为理性认识；‎ ‎2、掌握运用盖斯定律进行化学反应热的计算；‎ ‎3、提高对热化学方程式内涵的认识，理解热量与物质的量的紧密联系。‎ 过程与方法：‎ ‎1、通过设置适当的问题和台阶，引起学生主动探究运用盖斯定律解决实际问题的技巧；‎ ‎ 2、培养学生从个别问题形成一般方法的能力。‎ 情感、态度与价值观：‎ ‎ 激发学生的学习兴趣，培养学生尊重科学、严谨求学、勤于思考的态度。‎ ‎【教学重点】‎ 盖斯定律，应用盖斯定律进行反应热的计算 ‎【教学难点】‎ 盖斯定律的应用 ‎【教学过程】‎ 教学过程 师生活动 教学意图 一、规律的发现 师：已知 H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g) △H1=-241.8kJ/mol 请问241.8kJ/mol是不是H2的燃烧热？‎ 如果不是，你认为H2的燃烧热比241.8kJ/mol大还是小？‎ 生：思考并回答。‎ 师：已知 H2O(g)==H2O(l) △H2=-44kJ/mol ‎ 你能否准确说出H2的燃烧热？‎ 生：思考并回答。‎ 师：请谈一谈将上述两个变化的反应热相加作为H2燃烧热的理由。‎ 生：根据自己的认识发表看法。‎ 师：肯定学生的正确认识，指出学生认识中的错误和不足。‎ 师：不管化学反应是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。这就是盖斯定律。‎ 师：你认为盖斯定律是哪些自然规律的必然结果？‎ 生：能量守恒定律。‎ 复习燃烧热的概念；‎ 了解学生对反应分步进行的认识水平；‎ 引发学生在无意识情况下对盖斯定律的应用。‎ 提高认识，理解盖斯定律理论基础。‎ 5‎ ‎ ‎ 师：应该是质量守恒定律和能量守恒定律的共同体现，反应是一步完成还是分步完成，最初的反应物和最终的生成物都是一样的，只要物质没有区别，能量也不会有区别。‎ 二、规律的被动应用 师：已知 C(s)+1/2O2(g)==CO(g) ΔH1=-110.5kJ/mol ‎ 2CO(g)+O2(g)== 2CO2(g) ΔH2=-566.0kJ/mol 求 C(s)+O2(g)==CO2(g) ΔH3=？‎ 生：（得出-393.5kJ/mol和-676.5kJ/mol的学生大约各有一半）‎ 生：开始热烈讨论并查阅数据以验证自己的答案。教师请出几位学生分析解题思路。最终达成以下共识：‎ ‎ ①求总反应的反应热，不能不假思索地将各步反应的反应热简单相加。‎ ‎②不论一步进行还是分步进行，始态和终态完全一致，盖斯定律才成立。‎ ‎③某些物质只是在分步反应中暂时出现，最后应该恰好消耗完。‎ 师：那么有什么方法能快速判断中间产物最后不会留下？‎ 生：（讨论后得出）把方程式相加，看是否能得到未知反应方程式。‎ 生：阅读课本例3，自己归纳这类问题的解题步骤并互相交流。‎ 师：（汇总学生的意见归纳如下：）‎ ‎①确定待求的反应方程式；‎ ‎②找出待求方程式中各物质出现在已知方程式的什么位置；‎ ‎③根据未知方程式中各物质计量数和位置的需要对已知方程式进行处理，或调整计量数，或调整反应方向；‎ ‎④实施叠加并检验上述分析的正确与否。‎ 师：已知 C(s)+O2(g)==CO2(g) ΔH1=-393.5kJ/mol ‎2CO(g)+O2(g)==2CO2(g) ΔH2=-566.0kJ/mol ‎ 暴露学生对盖斯定律的片面理解并予以纠正。‎ 由学生自己探索解题方法，掌握方程式叠加的技巧。‎ 5‎ ‎ ‎ 求 C(s)+1/2O2(g)==CO(g) ΔH3=？‎ 生：完成练习。‎ 师：有的化学反应的反应热能够直接测定，有的化学反应由于反应很慢或者产物不纯等原因无法直接测定其反应热，上述练习就是其中的一个实例。但盖斯定律的应用很好地解决了这一难题，所以盖斯定律在科学研究中具有重要意义。‎ 师：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=+67.7kJ/mol ‎ N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l) △H2=-534kJ/mol ‎ 请写出发射火箭反应的热化学方程式。‎ 让学生自己体会出三个反应的内在联系，其能量关系可以是多样的；并且由此例说明盖斯定律的科学价值。‎ ‎ 限定性计算 三、规律的主动应用 师：已知 C(s)+O2(g)==CO2(g) ΔH1=-393.5kJ/mol ‎2C(s)+O2(g)==2CO(g) ΔH2=-221kJ/mol ‎2CO(g)+O2(g)==2CO2(g) ΔH3=-566.0kJ/mol ‎ 求 C(s)+CO2(g)==2CO(g) ΔH4=？‎ 生：思考并交流。‎ 师：（根据学生的水平选择下列问题中的一个来发展学生解决实际问题的能力）‎ ‎ 思考题一：‎ ‎ 在课本中查找所需数据，运用盖斯定律写出由CO和H2合成甲醇的热化学方程式。‎ 思考题二：‎ ‎ 石墨和金刚石，哪一个才是更稳定的碳单质？请查找你需要的数据并运用盖斯定律进行分析，从而证明你的结论。‎ 生：思考并交流。‎ 选择性计算 设计性计算 四、小结与巩固 生：总结归纳本节课内容。‎ 作业：课本习题6‎ 5‎ ‎ ‎ 参考练习：‎ ‎1、已知：Zn（s）+ 1/2 O2（g）= ZnO（s）；△H1= —351.1kJ/mol Hg（l）+ 1/2 O2（g）= HgO（s）；△H2= —90.7kJ/mol 则Zn（s）+HgO（s）= ZnO（s）+Hg（l）；△H3 = （ ）‎ A．—441.8 kJ/mol B．—254.6 kJ/mol C．—438.9 kJ/mol D．—260.4 kJ/mol ‎2、100g碳粉燃烧所得气体中，CO占，CO2占体积，且：‎ C(s)+ O2(g)==CO(g) △H =-110.35kJ／mol ‎ CO(g)+ O2(g)==CO2(g) △H =-282.57 kJ／mol 与这些碳完全燃烧相比较，损失的热量是( )‎ ‎(A)392.92kJ (B)2 489.44 kJ (C)784.92 kJ (D)3 274.3kJ ‎3、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，但可通过间接的方法测定。现根据下列的5个反应(由氨气、HCl和水制备NH4C1水溶液)。请判断反应④的反应热_____________________________________。‎ ‎①NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) △H=-176kJ/mol ‎②NH3(g)+H2O(l)=NH3(aq) △H=-35.1kJ／mol ‎③HCl(g)+H2O(l)=HCl(aq) △H=-72.3kJ／mol ‎④NH4C1(s)+H2O(1)=NH4C1(aq) ‎ ‎⑤NH3(aq)+HCl(aq)=NH4C1(aq) △H=-52.3kJ／mol ‎4、已知下列热化学反应方程式：‎ ‎ Fe203(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3C02(g) △H＝-24.8kJ／mol ‎ Fe203(s)+CO(g)== Fe2O3(s)+C02(g) △H=-15.73kJ／mol Fe304(s)+CO(g)==3FeO(s)+C02(g) △H=+640.4kJ／mol 试写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式：____________________________________________________________‎ 5‎ ‎ ‎ 5‎