第一章化學(xué)反應(yīng)與能量-教案_第1頁
第一章化學(xué)反應(yīng)與能量-教案_第2頁
第一章化學(xué)反應(yīng)與能量-教案_第3頁
第一章化學(xué)反應(yīng)與能量-教案_第4頁
第一章化學(xué)反應(yīng)與能量-教案_第5頁
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文檔簡介

1、備課簿高二化學(xué)選修4- 化學(xué)反應(yīng)原理時 間:20102011 第一學(xué)期年 級:高二級姓 名:第一章化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量的變化教學(xué)目標: 1. 能舉例說明化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化,了解反應(yīng)熱的概念。2. 知道化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)與反應(yīng)的焓變之間的關(guān)系。教學(xué)重點 :化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)與反應(yīng)的焓變之間的關(guān)系。教學(xué)難點 :化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)與反應(yīng)的焓變之間的關(guān)系。探究:查閱資料、交流探究。課時:二課時。教學(xué)過程 : 討論 在我們學(xué)過的化學(xué)反應(yīng)當中,有哪些反應(yīng)伴隨著能量(熱量)變化? 引言 通過討論知道,在化學(xué)反應(yīng)當中,常件有能量變化,現(xiàn)在我們來學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。 板書 第一章化學(xué)反應(yīng)與能量第一節(jié)

2、化學(xué)反應(yīng)與能量的變化一、 反應(yīng)熱(焓變) :在化學(xué)反應(yīng)過程中放出或吸收的熱量、通常叫做反應(yīng)熱。又稱焓變。1、符號:用 h表示。2、單位:一般采用kj/mol。3、可直接測量,測量儀器叫量熱計。4、研究對象:一定壓強下,在敞口容器中發(fā)生的反應(yīng)所放出或吸收的熱量。5、反應(yīng)熱產(chǎn)生的原因:設(shè)疑 例如: h2(g)cl2(g) = 2hcl(g) 實驗測得lmol h2與 lmol cl2反應(yīng)生成2 mol hcl 時放出 184.6 kj的熱量, 從微觀角度應(yīng)如何解釋?投影 析疑 :化學(xué)鍵斷裂時需要吸收能量。吸收總能量為:436kj243kj679 kj,化學(xué)鍵形成時需要釋放能量。釋放總能量為:431

3、kj 431kj862 kj,反應(yīng)熱的計算:862kj 679kj=183kj 講述 :任何化學(xué)反應(yīng)都有反應(yīng)熱,這是由于反應(yīng)物中舊化學(xué)鍵斷裂時,需要克服原子間的相互作用而吸收能量;當原子重新組成生成物、新化學(xué)鍵形成時,又要釋放能量。新化學(xué)鍵形成時所釋放的總能量與反應(yīng)物中舊化學(xué)鍵斷裂時所吸收的總能量的差就是此反應(yīng)的反應(yīng)熱。板書 :6、反應(yīng)熱表示方法:閱讀指導(dǎo) :當生成物釋放的總能量大于反應(yīng)物吸收的總能量時,反應(yīng)為放熱反應(yīng),使反應(yīng)本身能量降低, 規(guī)定放熱反應(yīng)h為“一”, 所以 h為“一”或h0時為放熱反應(yīng)。上述反應(yīng)h2(g)cl2(g) = 2hcl(g) ,反應(yīng)熱測量的實驗數(shù)據(jù)為184.6 kj

4、/mol,與計算數(shù)據(jù)183kj/mol很接近,一般用實驗數(shù)據(jù)表示,所以h =-184.6 kj/mol 。當生成物釋放的總能量小于反應(yīng)物吸收的總能量時,反應(yīng)是吸熱反應(yīng),通過加熱、光照等方法吸收能量,使反應(yīng)本身能量升高,規(guī)定h為“”,所以h為“”或h0時為吸熱反應(yīng)。板書 h為“”或 h0時為吸熱反應(yīng);h為“一”或 h 0時為放熱反應(yīng)。投影 講解 :(1)如果反應(yīng)物所具有的總能量大于生成物所具有的總能量,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為生成物時放出熱量。反應(yīng)為放熱反應(yīng)。規(guī)定放熱反應(yīng)h為“一”。(2)如果反應(yīng)物所具有的總能量小于生成物所具有的總能量,反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為生成物時吸收熱量。反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。規(guī)定h為“”。投影 :例

5、1:1molc 與1molh2o(g) 反應(yīng)失成 lmol co(g) 和 1mol h2(g),需要吸收 131.5kj的熱量,該反應(yīng)的反應(yīng)熱為h= kj/mol。(131.5) 例2:拆開lmol h h鍵、 lmol n h鍵、 lmoln n鍵分別需要的能量是436kj、391kj、946n,則 1mol n2生成 nh3的反應(yīng)熱為,1mol h2生成 nh3的反應(yīng)熱為。分析 :n2(g)3h2(g)2nh3(g),因拆開lmol n h鍵和生成lmol n h鍵吸收和釋放出的能量相等,所以此反應(yīng)的反應(yīng)熱計算如下:23391kj/mol-946kj/mol-3 436kj/mol=92

6、kj/mol 而 lmol h2只與31mol n2反應(yīng),所以反應(yīng)熱h=30.6kj/molkj/mol392,則此題 lmoln2生成 nh3的反應(yīng)熱 h = -92kj/mol 。過渡 :什么是化學(xué)反應(yīng)熱?如何表示?如何準確地描述物質(zhì)間的化學(xué)反應(yīng)及其能量變化?下面我們來學(xué)習(xí)熱化學(xué)方程式。板書 :二、熱化學(xué)方程式1定義:表明反應(yīng)所放出或吸收的熱量的化學(xué)方程式,叫做熱化學(xué)方程式。例: h2(g)i2(g) 2hi(g) ; h=14.9 kj/mol 學(xué)生分析 熱化學(xué)方程式不僅表明了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化,也表明了反應(yīng)中的能量變化。板書 2書寫熱化學(xué)方程式的注意事項:(讓學(xué)生閱讀教材歸納、總結(jié))

7、 (1) 需注明反應(yīng)的溫度和壓強。因反應(yīng)的溫度和壓強不同時,其h不同。講述 但中學(xué)化學(xué)中所用的h的數(shù)據(jù), 一般都是在 101 kpa和 25時的數(shù)據(jù), 因此可不特別注明。但需注明h的“”與“”。板書 (2)要注明反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)。物質(zhì)的聚集狀態(tài),與它們所具有的能量有關(guān)。討論 例如: h2(g)21o2(g) = h2o(g); h=-241.8 kj/mol h2(g)十21o2 (g)h2o(l) ; h=-285.8kj/mol 從上述兩個熱化學(xué)方程式可看出,lmol h2反應(yīng)生成 h2o(l) 比生成 h2o(g)多放出44kj/mol的熱量。產(chǎn)生的熱量為什么不同?板書 (3) 熱化

8、學(xué)方程式各物質(zhì)前的化學(xué)計量數(shù)不表示分子個數(shù),它可以是整數(shù)也可以是分數(shù)。對于相同物質(zhì)的反應(yīng),當化學(xué)計量數(shù)不同時,其h也不同。投影 :例如: h2(g)+c12(g) = 2hcl(g) ; h=-184.6 kj/mol 21h2(g)+ 21cl2(g) = hcl(g) ; h 92.3 kj/mol 板書 3熱化學(xué)方程式的含義投影 例: h2(g)21o2(g) = h2o(g); h=-241.8 kj/mol ,表示lmol 氣態(tài)h2和21mol氣態(tài)o2反應(yīng)生成lmol水蒸氣,放出241.8kj的熱量。 (在101kpa和 25) h2(g)十21o2 (g)h2o(l) ; h=-2

9、85.8kj/mol ,表示 lmol氣態(tài) h2與21mo氣態(tài) o2反應(yīng)在101 kpa和 25時,生成 lmol 液態(tài)水,放出285.8kj的熱量。學(xué)生歸納 在一定條件下, 一定量某狀態(tài)下的物質(zhì),充分反應(yīng)后所吸收或放出熱量的多少。板書 4熱化學(xué)方程式的應(yīng)用投影 :例1:已知在 25, 101kpa下, 1g 188hc(辛烷 )燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水時放48.40kj熱量表示上述反應(yīng)的熱化學(xué)方程式正確的是( ) a)g(oh9)g(co8)g(o225) 1(hc222188; h 48.40kj/mol b)1(oh9)g(co8)g(o225) 1(hc222188; h 5518kj

10、/mol c)1(oh9)g(co8)g(o225) 1(hc222188; h+5518kj/mol d) 1(oh18)g(co16)g(o25)1(hc2222188; h 11036kj/mol 分析與解答 :1 mol 188hc燃燒放出熱量48.40kj/g114g5518kj。 答案bd 例 2:0.3mol 的氣態(tài)高能燃料乙硼烷(62hb)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,其熱化學(xué)方程式為_又已知:)g(oh) 1(oh22; h44kj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分析與解答 :1 mol 62hb

11、燃燒放出熱量kj21653. 0kj5.649,0.5mol 62hb燃燒生成液態(tài)水(1.5mol)放出熱量為kj216521, 1.5mol )1(oh2變?yōu)?1.5mol )g(oh2需吸收熱量為66kj,所以,0.5mol 62hb燃燒生成氣態(tài)水時放出熱量為:kj5.1016kj445. 1kj216521答案) l (oh3)s(ob)g(o3)g(hb232262; h 2165kj/mol 1016.5 課堂小結(jié) 略布置作業(yè) 1:p5 1、2、3、4 2: 名師一號第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量的變化板書設(shè)計 第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)與能量的變化一、 反應(yīng)熱焓變:在化學(xué)反應(yīng)過程中放出或吸收的熱量、通常

12、叫做反應(yīng)熱。又稱焓變。1、符號:用 h表示。2、單位:一般采用kj/mol。3、可直接測量,測量儀器叫量熱計。4、研究對象:一定壓強下,在敞口容器中發(fā)生的反應(yīng)所放出或吸收的熱量。5、反應(yīng)熱產(chǎn)生的原因:6、反應(yīng)熱表示方法:當生成物釋放的總能量大于反應(yīng)物吸收的總能量時,反應(yīng)為放熱反應(yīng), h為“一”或 h0 當生成物釋放的總能量小于反應(yīng)物吸收的總能量時,反應(yīng)是吸熱反應(yīng),h為“十”或 h0 二、熱化學(xué)方程式1定義:表明反應(yīng)所放出或吸收的熱量的化學(xué)方程式,叫做熱化學(xué)方程式。2書寫熱化學(xué)方程式的注意事項:(1)需注明反應(yīng)的溫度和壓強;因反應(yīng)的溫度和壓強不同時,其h不同。(2)要注明反應(yīng)物和生成物的狀態(tài)。(

13、3)熱化學(xué)方程式各物質(zhì)前的化學(xué)計量數(shù)不表示分子個數(shù),它可以是整數(shù)也可以是分數(shù)。對于相同物質(zhì)的反應(yīng),當化學(xué)計量數(shù)不同時,其h也不同。3熱化學(xué)方程式的含義4熱化學(xué)方程式的應(yīng)用第二節(jié)燃燒熱 能源教學(xué)目標 :1. 了解燃燒熱概念,并能進行簡單的計算。2. 知道化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化的原因,能說出常見的能量轉(zhuǎn)化形式。3. 通過查閱資料說明能源是人類生存和發(fā)展的重要基礎(chǔ),了解化學(xué)在解決能源危機中的重要作用。知道節(jié)約能源、提高能量利用效率的實際意義。教學(xué)重點 :燃燒熱概念及相關(guān)計算。教學(xué)難點 :燃燒熱概念及相關(guān)計算。教學(xué)探究: 調(diào)查與交流:家庭使用的煤氣、液化石油氣、煤爐等的熱能利用效率,提出提高能源利用率的合

14、理化建議。查閱資料:人類社會所面臨的能源危機以及未來新型能源。討論:太陽能儲存和利用的多種途徑。查閱資料并交流:“熱敷袋的構(gòu)造和發(fā)熱原理。討論:選擇燃料的依據(jù)。查閱資料并交流:火箭推進劑的主要成分和燃燒熱。課時:一課時。教學(xué)過程 :引言 :復(fù)習(xí)熱化學(xué)方程式的意義,書寫熱化學(xué)方程式的注意事項,引入新課。板書 :第二節(jié)燃燒熱能源一、燃燒熱講述 :反應(yīng)熱種類:燃燒熱、中和熱、溶解熱等板書 1、定義:在101 kpa時, lmol 物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量,叫做該物質(zhì)的燃燒熱。學(xué)生討論、歸納概念要點 (1)在101 kpa時,生成穩(wěn)定的氧化物。如c完全燃燒應(yīng)生成co2(g),而生成

15、co(g)屬于不完全燃燒。又如h2燃燒生成液態(tài)h2o,而不是氣態(tài)水蒸氣。(2)燃燒熱通常是由實驗測得的。(3)可燃物以 lmol作為標準進行測量。(4)計算燃燒熱時,熱化學(xué)方程式常以分數(shù)表示。例: h2(g)十21o2 (g)h2o(l) ; h=-285.8kj/mol 板書 2研究物質(zhì)燃燒熱的意義:了解化學(xué)反應(yīng)完成時產(chǎn)生熱量的多少,以便更好地控制反應(yīng)條件,充分利用能源。投影 思考與交流 應(yīng)根據(jù)什么標準來選擇燃料?匯報 1、根據(jù)物質(zhì)的燃燒熱、燃料的儲量、開采、儲存的條件、價格、對生態(tài)環(huán)境的影響等綜合考慮。2、表中較理想的燃料是:氫氣、甲烷、甲醇等。板書 3有關(guān)燃燒熱的計算投影 例:10 g硫

16、磺在o2中完全燃燒生成氣態(tài)地,放出的熱量能使500 g h2o溫度由 18升至 62.4,則硫磺的燃燒熱為,熱化學(xué)方程式為分析討論 :10 g硫磺燃燒共放出熱量為:q = m c(t2t2)500 g 4.18 103kj/(gc)(62.418)c = 92.8 kj ,則lmol 硫磺燃燒放熱為=-297 kj/mol ,硫磺的燃燒熱為297 kj/mol ,熱化學(xué)方程式為:s(s) + o2(g) = so2(g); h=-297 kj/mol 板書 二、能源指導(dǎo)閱讀 我國能源狀況gmolgkj10328.921回答 能源就是,它包括。討論 有人說我國已探明的煤和石油儲量已足以使用好幾百

17、年,我們根本不必要節(jié)約能源?(發(fā)表自己的見解) 講述 權(quán)威部門的最新測算顯示,我國能源利用率為33,與世界先進水平相差10 個百分點。我國能源的利用率卻很低,礦產(chǎn)資源利用率為一。例如,年我國美元耗煤標噸,是日本的倍,德、意、法的倍,美國的倍,印度的倍,世界平均水平的倍。如此巨大的資源、能源消耗,不僅造成了極大的浪費,而且也成為環(huán)境污染的主要來源。 討論 新能源的要求與探索( 讓學(xué)生討論、想像,激發(fā)使命感和求知欲) 匯報 1、要求:產(chǎn)生能量高、經(jīng)濟、污染少。新能源有:太陽能、生物能、風能、氫能、地熱能、海洋能。2、調(diào)整和優(yōu)化能源結(jié)構(gòu),降低燃煤在能源結(jié)構(gòu)中的比率,節(jié)約油氣資源,加強科技投入,加快開

18、發(fā)水電、核電和新能源等就顯得尤為重要和迫切。最有希望的新能源是太陽能、燃料電池、風能和等。這些新能源的特點是資源豐富,且有些可以再生,為再生性能源,對環(huán)境沒有污染或污染少。板書 1、新能源:太陽能、生物能、風能、氫能、地熱能、海洋能。 講述 在現(xiàn)有的能源即將出現(xiàn)危機之時,人們很自然地把目光轉(zhuǎn)向那些儲量更豐富、更清潔、可以再生的新能源,并驚奇地發(fā)現(xiàn),這些新能源大多數(shù)與我們?nèi)粘I钜恢毕⑾⑾嚓P(guān)。人們在不知不覺地使用著它們,只不過今后我們將采取新的方式利用它們。 板書 2 、新能源介紹:太陽能 講解 其實在各種類型的新能源中,并不是都像核能一樣讓人感到很神秘,其實大多數(shù)新能源離我們很近,比如太陽能。

19、大家想一想,太陽能的最大優(yōu)點是什么? 學(xué)生活動 思考并回答問題。太陽是一顆不斷發(fā)光發(fā)熱的恒星,其能源可以說是取之不盡用之不竭的。請看這樣一個數(shù)字,地表每秒鐘接受的太陽能相當于燃燒550 萬噸煤炭時的能量,是太陽給與了地球上生命活動所需的能量,形成了自然界中復(fù)雜的陰晴雨雪等天氣現(xiàn)象,塑造了不同地區(qū)的地表景觀請大家聯(lián)系自己的生活實際想一想,我們?nèi)粘J窃鯓永锰柲艿模?學(xué)生活動 思考并回答問題。利用太陽能的另外一個優(yōu)點是對環(huán)境無污染, 投影 板書 氫能 講述 氫能是一種理想的、極有前途的二次能源。氫能有許多優(yōu)點:氫的原料是水,資源不受限制; 氫燃燒時反應(yīng)速率快,高發(fā)熱值大; 更突出的優(yōu)點是氫燃燒的

20、產(chǎn)物是水,不會污染環(huán)境,是最干凈的燃料。另外,氫能的應(yīng)用范圍廣,適應(yīng)性強。液態(tài)氫已被用作人造衛(wèi)星和宇宙飛船中的能源。1980 年我國研制成功了第一輛氫能汽車。 1985 年原蘇聯(lián)也利用ti、fe、v 合金氫化物進行了用氫氣和汽油作為混合燃料的汽車的試驗,若在汽油中加入質(zhì)量分數(shù)約為4的氫氣,則可節(jié)油40,廢氣中的 co 也可減少 90。預(yù)計不久的將來,氫能不僅可以廣泛地作為汽車、飛機、輪船、火車等的動力,而且可以成為工業(yè)和生活中的重要能源。板書 地熱能投影 講述 地熱能約為全球煤熱能的1.7 億倍。 地熱資源有兩種:一種是地下蒸汽或地熱水(溫泉) ;另一種是地下干熱巖體的熱能。利用地熱能發(fā)電,在

21、工業(yè)上可用于加熱、干燥、制冷與冷藏、脫水加工、淡化海水和提取化學(xué)元素等;在醫(yī)療衛(wèi)生方面,溫泉水可以醫(yī)治皮膚和關(guān)節(jié)等的疾病,許多國家都有供沐浴醫(yī)療用的溫泉。 板書 風能 講解 同太陽能相似,風能也早已被人們熟悉和利用,現(xiàn)代隨著新能源時代的到來,變得越來越具有魅力。有哪位同學(xué)知道,人們是如何利用風能的? 學(xué)生活動 討論并回答問題。早期人們只是簡單地把風能通過一定的裝置轉(zhuǎn)換成機械能,如風帆助航。近代人們則將風能應(yīng)用到了發(fā)電、供暖、通訊、灌溉、制冷以及海水淡化等領(lǐng)域, 例如丹麥約有600 個中心通訊站用風機供電,這樣既可節(jié)煤、油、氣,又可以清潔環(huán)境;美國、日本等國正在積極研制風帆貨船,以使古老的帆船獲

22、得新生。今后大家一定要注意了,再提到風車可能就不再只是荷蘭的專利了。 教師提問 關(guān)于風能利用的問題,它也受到一定條件的限制,大家知道是什么嗎? 學(xué)生活動 思考并回答問題。 教師小結(jié) 利用風能應(yīng)選擇在經(jīng)常刮風的地區(qū)。 投影 小結(jié) 略課堂練習(xí) 1下列關(guān)于反應(yīng)熱的表述正確的是a當 h0 時,表示該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)b由c(s)0.5o2(g)= co(g)的反應(yīng)熱為110.5kjmol1,可知碳的燃燒熱為110.5 kjmol1c反應(yīng)熱的大小與反應(yīng)物所具有的能量和生成物所具有的能量無關(guān)d l molnaoh 分別和 l molch3cooh、 1molhno3反應(yīng)放出的熱量: ch3cooh hno32

23、已知下列兩個熱化學(xué)方程式;h2(g)+21o2(g)=h2o(1); h= 285.kj/mol c3h8(g)+5o2(g)=3co2(g)+4h2o(1) ;h= 2220.0kj/mol ( 1)實驗測得h2和 c3h8的混合氣體共5mol,完全燃燒生成液態(tài)水時放熱6262.5kj,則混合氣體中h2和 c3h8的體積比是。( 2)已知: h2o(1)=h2o(g); h=+44.0kj/mol ,寫出丙烷燃燒生成co2和氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式。3把煤作為燃料可以通過下列兩種途徑:途徑 i:)(放熱點燃j)()()(122qgcogosc途徑 ii:先制水煤氣:)(放熱j)()()()(22

24、2qghgcogohsc再燃燒水煤氣:)共放熱(點燃點燃j)()(21)()()(21)(322222qgohgqghgcogqgco試回答下列問題:(1)判斷兩種途徑放熱:途徑i 放出的熱量 _(填“大于” 、 “等于”、“小于”)途徑 ii 放出的熱量。(2)321qqq、的數(shù)學(xué)關(guān)系式是_ 。(3)由于制取水煤氣反應(yīng)里,反應(yīng)物所具有的總能量_生成物所具有的總能量,那么在化學(xué)反應(yīng)時,反應(yīng)物應(yīng)需要_ 能量才能轉(zhuǎn)化為生成物,因此其反應(yīng)條件為_。(4)簡述煤通過途徑ii 作為燃料的意義。參考答案:1d 2 (1)1:1; (2)c3h8(g)+5o2(g)=3co2(g)+4h2o(g); h=2

25、044.0kj/mol 3 (1)等于(2)231qqq(3)低于;吸收;高溫(4)固體煤經(jīng)處理變?yōu)闅怏w燃料后,不僅在燃燒時可以大大減少2so和煙塵對大氣造成的污染,而且燃燒效率高,也便于輸送。作業(yè) 1、 p91、2、3、4、5、 62: 名師一號第二節(jié)燃燒熱能源板書設(shè)計 第二節(jié)燃燒熱能源一、燃燒熱1定義:在101 kpa時, lmol 物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量,叫做該物質(zhì)的燃燒熱。2研究物質(zhì)燃燒熱的意義:了解化學(xué)反應(yīng)完成時產(chǎn)生熱量的多少,以便更好地控制反應(yīng)條件,充分利用能源。3有關(guān)燃燒熱的計算二、能源1、新能源:太陽能、生物能、風能、氫能、地熱能、海洋能。2、新能源介紹:第

26、三節(jié)化學(xué)反應(yīng)熱計算教學(xué)目標 : 1. 鞏固化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)與反應(yīng)的焓變之間的關(guān)系2. 能用蓋斯定律進行有關(guān)反應(yīng)熱的簡單計算。教學(xué)重點 :用蓋斯定律進行有關(guān)反應(yīng)熱的簡單計算。教學(xué)難點 :用蓋斯定律進行有關(guān)反應(yīng)熱的簡單計算。教學(xué)方法: 比喻、交流、練習(xí)。課時: 兩課時教學(xué)過程:第一課時 復(fù)習(xí) 在化學(xué)科研中, 經(jīng)常要測量化學(xué)反應(yīng)所放出或吸收的熱量,但是某些物質(zhì)的反應(yīng)熱,由于種種原因不能直接測得,只能通過化學(xué)計算的方式間接獲得。在生產(chǎn)中,對燃料的燃燒、反應(yīng)條件的控制以及廢熱的利用,也需要反應(yīng)熱計算,為方便反應(yīng)熱計算,我們來學(xué)習(xí)蓋斯定律。 板書 第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)熱計算一、蓋斯定律 講解 1840 年,蓋斯(

27、 ghhess,俄國化學(xué)家)從大量的實驗事實中總結(jié)出一條規(guī)律:化學(xué)反應(yīng)不管是一步完成還是分幾步完成,其反應(yīng)熱是相同的。也就是說,化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)(各反應(yīng)物)和終態(tài)(各生成物)有關(guān),而與具體反應(yīng)進行的途徑無關(guān)。如果一個反應(yīng)可以分幾步進行,則各分步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和與該反應(yīng)一步完成時的反應(yīng)熱是相同的,這就是蓋斯定律。 投影 講解 根據(jù)圖示從山山的高度與上山途徑無關(guān)及能量守衡定律來例證蓋斯定律。(學(xué)生自學(xué)相關(guān)內(nèi)容后講解) 板書 1 、蓋斯定律:化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)(各反應(yīng)物)和終態(tài)(各生成物)有關(guān),而與具體反應(yīng)進行的途徑無關(guān)。 講述 蓋斯定律在生產(chǎn)和科學(xué)研究中有很重要的意義。有

28、些反應(yīng)的反應(yīng)熱雖然無法直接測得,但利用蓋斯定律不難間接計算求得。 板書 2 、蓋斯定律在生產(chǎn)和科學(xué)研究中有很重要的意義 問題 對于反應(yīng): c ( s)+ o2(g)=co (g)因為 c燃燒時不可能完全生成co ,總有一部分 co2生成,因此這個反應(yīng)的h無法直接測得,請同學(xué)們自己根據(jù)蓋斯定律設(shè)計一個方案反應(yīng)的h。 師生分析 我們可以測得c與 o2反應(yīng)生成co2以及 co與 o2反應(yīng)生成co2的反應(yīng)熱:c(s) o2(g)= co2(g);h=3935 kj mol co (g)+ o2(g) = co2(g) ; h=2830 kj mol 根據(jù)蓋斯定律. 可以很容易求算出c(s)+ o2(g

29、)=co (g)的 h 。 h1=h2+h3 h2=h1 h3= 3935kj/mol ( 2830kj/mol )1105 kj mol 即: c ( s)+ o2(g)=co (g)的 h= 1105 kj mol 練習(xí) 1 、通過計算求的氫氣的燃燒熱:可以通過兩種途徑來完成。如上圖表:已知:h2(g)+o2( g)= h2o (g); h1 241.8kj/mol h2o(g) h2o(l) ;h2 44.0kj/mol 根據(jù)蓋斯定律,則hh1 h2 241.8kj/mol( 44.0kj/mol) 285.8kj/mol 2、實驗中不能直接測出由石墨和氫氣生成甲烷反應(yīng)的h,但可測出ch

30、4燃燒反應(yīng)的h1,根據(jù)蓋斯定律求h4ch4(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)c(石墨 )+2h2(g) ch4(g) ; h4(4) 解析:利用蓋斯定律時,可以通過已知反應(yīng)經(jīng)過簡單的代數(shù)運算得到所求反應(yīng),以此來算得所求反應(yīng)的熱效應(yīng)。也可以設(shè)計一個途徑,使反應(yīng)物經(jīng)過一些中間步驟最后回復(fù)到產(chǎn)物:因為反應(yīng)式 (1) ,(2) ,(3) 和(4) 之間有以下關(guān)系:

31、(2)+(3)2-(1)=(4) 所以 h4=h2+2h3- h1=-393.5 kjmol-1+2(-285.8) kjmol-1-(-890.3) kjmol-1=-74.8kj mol-1 板書 可間接計算求得某些無法直接測得的反應(yīng)熱,如 c 與 o2生成 co 的 h。二、反應(yīng)熱計算 例 125 、 101kpa,將 1.0g 鈉與足量氯氣反應(yīng), 生成氯化鈉晶體, 并放出 18.87kj 熱量 ,求生成 1mol氯化鈉的反應(yīng)熱? 例 2 乙醇的燃燒熱 : h 1366.8kj/mol,在 25、101kpa,1kg 乙醇充分燃燒放出多少熱量 ? 例 3 已知下列反應(yīng)的反應(yīng)熱: (1)c

32、h3cooh (l )+2o2=2co2(g)+2h2o(l ); h1 870.3kj/mol (2)c ( s) o2(g) =co2(g); h2=3935 kj mol (3)h2(g) +o2(g)=h2o (l ); h3 285.8kj/mol 試計算下列反應(yīng)的反應(yīng)熱:2c(s)+2h2(g) o2(g) = ch3cooh (l ); h=? 小結(jié) 略 課堂練習(xí) 1、已知下列熱化學(xué)方程式:)()(21)(222lohgogh; h 285. 8kj/mol )()(21)(222gohgogh; h 241. 8kj/mol )()(21)(2gcogosc; h 110. 5

33、kj/mol )()()(22gcogosc; h 393. 5kj/mol 回答下列各問:(1) 上述反應(yīng)中屬于放熱反應(yīng)的是_ 。(2)h2的燃燒熱為 _ ;c的燃燒熱為 _。(3) 燃燒 10g h2生成液體水,放出的熱量為_ 。(4)co 的燃燒熱為 _;其熱化學(xué)方程式為_ 。2、已知下列熱化學(xué)方程式:)g(co3) s(fe2)g(co3) s(ofe232; h 25kj/mol )g(co) s(ofe2)g(co)s(ofe324332; h 47kj/mol )g(co) s(feo3)g(co) s(ofe243; h +19kj/mol 寫出 feo(s) 與 co反應(yīng)生成

34、fe(s) 和2co的熱化學(xué)方程式: _ 。3、物質(zhì)的生成熱可定義為由穩(wěn)定單質(zhì)生成1 mol 物質(zhì)所放出的熱量,如二氧化碳氣體的生成熱就是)g(co)g(o)s(c22的反應(yīng)熱已知下列幾種物質(zhì)的生成熱:葡萄糖 (c6h12o6) : 1259kj/mol h2o (1) :285.8kj/mol co2:393. 5kj/mol 試計算 1kg 葡萄糖在人體內(nèi)完全氧化生成二氧化碳氣體和液態(tài)水,最多可提供的能量4、發(fā)射衛(wèi)星火箭用n2h4( 肼) 作燃料, no2作助燃劑,反應(yīng)生成n2和液態(tài) h2o資料顯示:)(2)(2)(222gnogogn; h+67. 2kj/mol )(2)()()(22

35、242lohgngoghn; h 534kj/mol 則火箭燃燒1moln2h4時所放出的熱量為_ 。答案:1、(1) (2)285. 8kj/mol ; 393. 5kj/mol (3) 1429kj (4) 283kj/mol ;)()(21)(22gcogogco; h 283kj/mol 2、)g(co)s(fe)g(co)s(feo2; h 11kj/mol 3、先求出 1 mol 6126ohc氧化時放出的熱量即:)1(6)(6)(6)(2226126ohgcogosohc; h?根據(jù)已知條件得知molkjhohgcogosohcmolkjhgcogoscmolkjhohgoghm

36、olkjhghgoscsohc/8 .2816) 1 (6)(6)(6)(/2361)(6)(6)(6)/8 .1714) 1(6)(3)(6/1259)(6)(3)(6)(222612622222226126kj15649mol/kj8.2816mol/g180g10004、將方程 2,消去o2,再移項可得)(4)(3)(2)(222242lohgngnoghnmolkjmolkjh/2.67/25342h 567. 6kj/mol 作業(yè) p131、2、3、4、 5、6、10 板書設(shè)計 一、蓋斯定律1、 蓋斯定律:化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)(各反應(yīng)物)和終態(tài)(各生成物)有關(guān),而與具體反應(yīng)

37、進行的途徑無關(guān)。2、蓋斯定律在生產(chǎn)和科學(xué)研究中有很重要的意義可間接計算求得某些無法直接測得的反應(yīng)熱,如 c 與 o2 生成 co 的 h。二、反應(yīng)熱計算 例 1 例 2 例 3 第二課時 復(fù)習(xí) 反應(yīng)熱計算相關(guān)內(nèi)容。 例 1 在 101 kpa 時,1mol ch4完全燃燒生成co2和液態(tài) h2o ,放出 890 kj 的熱量, ch4的燃燒熱為多少? 1000 l ch4(標準狀況)燃燒后所產(chǎn)生的熱量為多少? 解 根據(jù)題意,在 101 kpa時, 1mol ch4 完全燃燒的熱化學(xué)方程式為:ch4(g) 2o2(g)= co2(g) 2h2o(l) ; h= 890 kj mol 即 ch4的

38、燃燒熱為 890 kj mol。1000 l ch4 (標準狀況 )的物質(zhì)的量為:n(ch4)=v (ch4) / v m=1000l / 22.4l mol-1 = 44.6mol 1mol ch4完全燃燒放出 890 kj的熱量, 44.6 molch4完全燃燒放出的熱量為:44.6 mol 890 kj mol3.97 104kj 答: ch4的燃燒熱為 890 kj mol,1000 l ch4( 標準狀況 ) 完全燃燒產(chǎn)生的熱量為 3.97104kj。 例 2 葡萄糖是人體所需能量的重要來源之一。葡萄糖燃燒的熱化學(xué)方程式為:c6h12o6(s) 6o2(g) 6co2(g) 6h2o(l) ; h= 2 800 kj mol 葡萄糖在人體組織中氧化的熱化學(xué)方程式與它燃燒的熱化學(xué)方程式相同。計算 100g 葡萄糖在人體中完全氧化時所產(chǎn)生的熱量。 解 根據(jù)題意,葡萄糖的燃燒熱為2800kjmol。100 g 葡萄糖的物質(zhì)的量為:n(c6h12o6)= m(c6h12o6)/m(c6h12o6)

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