2019-2020年新人教版高中化學(xué)選修4 化學(xué)反應(yīng)熱的計算.doc

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2019-2020年新人教版高中化學(xué)選修4 化學(xué)反應(yīng)熱的計算 ——蓋斯定律及其應(yīng)用 （廣州市第五中學(xué) 戴光宏 510220） 【教學(xué)目標(biāo)】 知識與技能： 1、以質(zhì)量守恒定律和能量守恒定律為基礎(chǔ)使學(xué)生對蓋斯定律的學(xué)習(xí)從直覺認(rèn)識上升為理性認(rèn)識； 2、掌握運(yùn)用蓋斯定律進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)熱的計算； 3、提高對熱化學(xué)方程式內(nèi)涵的認(rèn)識，理解熱量與物質(zhì)的量的緊密聯(lián)系。 過程與方法： 1、通過設(shè)置適當(dāng)?shù)膯栴}和臺階，引起學(xué)生主動探究運(yùn)用蓋斯定律解決實際問題的技巧； 2、培養(yǎng)學(xué)生從個別問題形成一般方法的能力。 情感、態(tài)度與價值觀： 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生尊重科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)求學(xué)、勤于思考的態(tài)度。 【教學(xué)重點】 蓋斯定律，應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行反應(yīng)熱的計算 【教學(xué)難點】 蓋斯定律的應(yīng)用 【教學(xué)過程】 教學(xué)過程 師生活動 教學(xué)意圖 一、規(guī)律的發(fā)現(xiàn) 師：已知 H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g) △H1=-241.8kJ/mol 請問241.8kJ/mol是不是H2的燃燒熱？ 如果不是，你認(rèn)為H2的燃燒熱比241.8kJ/mol大還是??？ 生：思考并回答。 師：已知 H2O(g)==H2O(l) △H2=-44kJ/mol 你能否準(zhǔn)確說出H2的燃燒熱？ 生：思考并回答。 師：請談一談將上述兩個變化的反應(yīng)熱相加作為H2燃燒熱的理由。 生：根據(jù)自己的認(rèn)識發(fā)表看法。 師：肯定學(xué)生的正確認(rèn)識，指出學(xué)生認(rèn)識中的錯誤和不足。 師：不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的。換句話說，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。這就是蓋斯定律。 師：你認(rèn)為蓋斯定律是哪些自然規(guī)律的必然結(jié)果？ 生：能量守恒定律。 師：應(yīng)該是質(zhì)量守恒定律和能量守恒定律的共同體現(xiàn)，反應(yīng)是一步完成還是分步完成，最初的反應(yīng)物和最終的生成物都是一樣的，只要物質(zhì)沒有區(qū)別，能量也不會有區(qū)別。 復(fù)習(xí)燃燒熱的概念； 了解學(xué)生對反應(yīng)分步進(jìn)行的認(rèn)識水平； 引發(fā)學(xué)生在無意識情況下對蓋斯定律的應(yīng)用。 提高認(rèn)識，理解蓋斯定律理論基礎(chǔ)。 二、規(guī)律的被動應(yīng)用 師：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的學(xué)生大約各有一半） 生：開始熱烈討論并查閱數(shù)據(jù)以驗證自己的答案。教師請出幾位學(xué)生分析解題思路。最終達(dá)成以下共識： ①求總反應(yīng)的反應(yīng)熱，不能不假思索地將各步反應(yīng)的反應(yīng)熱簡單相加。 ②不論一步進(jìn)行還是分步進(jìn)行，始態(tài)和終態(tài)完全一致，蓋斯定律才成立。 ③某些物質(zhì)只是在分步反應(yīng)中暫時出現(xiàn)，最后應(yīng)該恰好消耗完。 師：那么有什么方法能快速判斷中間產(chǎn)物最后不會留下？ 生：（討論后得出）把方程式相加，看是否能得到未知反應(yīng)方程式。 生：閱讀課本例3，自己歸納這類問題的解題步驟并互相交流。 師：（匯總學(xué)生的意見歸納如下：） ①確定待求的反應(yīng)方程式； ②找出待求方程式中各物質(zhì)出現(xiàn)在已知方程式的什么位置； ③根據(jù)未知方程式中各物質(zhì)計量數(shù)和位置的需要對已知方程式進(jìn)行處理，或調(diào)整計量數(shù)，或調(diào)整反應(yīng)方向； ④實施疊加并檢驗上述分析的正確與否。 師：已知 C(s)+O2(g)==CO2(g) ΔH1=-393.5kJ/mol 2CO(g)+O2(g)==2CO2(g) ΔH2=-566.0kJ/mol 求 C(s)+1/2O2(g)==CO(g) ΔH3=？ 生：完成練習(xí)。 師：有的化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱能夠直接測定，有的化學(xué)反應(yīng)由于反應(yīng)很慢或者產(chǎn)物不純等原因無法直接測定其反應(yīng)熱，上述練習(xí)就是其中的一個實例。但蓋斯定律的應(yīng)用很好地解決了這一難題，所以蓋斯定律在科學(xué)研究中具有重要意義。 師：某次發(fā)射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃燒，生成N2、液態(tài)H2O。已知： N2(g)+2O2(g)==2NO2(g) △H1=+67.7kJ/mol N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l) △H2=-534kJ/mol 請寫出發(fā)射火箭反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。 暴露學(xué)生對蓋斯定律的片面理解并予以糾正。 由學(xué)生自己探索解題方法，掌握方程式疊加的技巧。 讓學(xué)生自己體會出三個反應(yīng)的內(nèi)在聯(lián)系，其能量關(guān)系可以是多樣的；并且由此例說明蓋斯定律的科學(xué)價值。 限定性計算 三、規(guī)律的主動應(yīng)用 師：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。 師：（根據(jù)學(xué)生的水平選擇下列問題中的一個來發(fā)展學(xué)生解決實際問題的能力） 思考題一： 在課本中查找所需數(shù)據(jù)，運(yùn)用蓋斯定律寫出由CO和H2合成甲醇的熱化學(xué)方程式。 思考題二： 石墨和金剛石，哪一個才是更穩(wěn)定的碳單質(zhì)？請查找你需要的數(shù)據(jù)并運(yùn)用蓋斯定律進(jìn)行分析，從而證明你的結(jié)論。 生：思考并交流。 選擇性計算 設(shè)計性計算 四、小結(jié)與鞏固 生：總結(jié)歸納本節(jié)課內(nèi)容。 作業(yè)：課本習(xí)題6 參考練習(xí)： 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 則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碳粉燃燒所得氣體中，CO占，CO2占體積，且： C(s)+ O2(g)==CO(g) △H =-110.35kJ／mol CO(g)+ O2(g)==CO2(g) △H =-282.57 kJ／mol 與這些碳完全燃燒相比較，損失的熱量是( ) (A)392.92kJ (B)2 489.44 kJ (C)784.92 kJ (D)3 274.3kJ 3、蓋斯定律在生產(chǎn)和科學(xué)研究中有很重要的意義。有些反應(yīng)的反應(yīng)熱雖然無法直接測得，但可通過間接的方法測定?，F(xiàn)根據(jù)下列的5個反應(yīng)(由氨氣、HCl和水制備NH4C1水溶液)。請判斷反應(yīng)④的反應(yīng)熱_____________________________________。 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、已知下列熱化學(xué)反應(yīng)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 試寫出CO氣體還原FeO固體得到Fe固體和CO2氣體的熱化學(xué)反應(yīng)方程式：____________________________________________________________