高中化学选修4(教案+习题)1.3化学反应热的计算(一)

教案
课题:第三节化学反应热的计算(一)授课
班级
课
时
1
教学目的知识与技
能
理解盖斯定律
过程与方
法
通过运用盖斯定律求有关的反应热，进一步理解反应
热的概念
情感态度
价值观
通过实例感受盖斯定律，并以此说明盖斯定律在科学
研究中的重要作用
重点盖斯定律
难点盖斯定律的涵义
知识
结构
与
板书
设计
第三节化学反应热计算
一、盖斯定律
1、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
行的途径无关.
2、盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义
教学过程
教学步骤、内容教学方法
【引入】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。

【板书】第三节化学反应热计算
一、盖斯定律
【讲解】1840年，盖斯(G．H．Hess，俄国化学家)从大量的实验事实中总结出一条规律：化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。

也就是说，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，而与具体反应进行的途径无关。

如果一个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的，这就是盖斯定律.
【投影】
【讲解】根据图示从山山的高度与上山途径无关及能量守衡定律来例证盖斯定律.
【活动】学生自学相关内容后讲解
【板书】1、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,而与具体反应进行的途径无关.
【讲解】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.
【板书】2、盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义
【科学探究】对于反应:C（s）+ O2（g）=CO(g)因为
C燃烧时不可能完全生成CO,总有一部分CO2生成，因此这个反应的ΔH无法直接测得,请同学们自己根据盖斯定律设计一个方案反应的ΔH.
【师生共同分析】我们可以测得C与O2反应生成CO2以及CO与O2反应生成CO2的反应热：C（s)＋O2(g）CO2（g）；ΔH=－393．5 kJ／mol
CO（g）+ O2（g）=CO2（g）；ΔH=－283．0 kJ／mol 【投影】
【讲解】根据盖斯定律。

可以很容易求算出C(s）+ O2（g）=CO(g)的ΔH。

∵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=－110．5 kJ／mol
【投影】
【点击试题】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
如上图表: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
【点击试题】例2、实验中不能直接测出金刚石变成石墨的热化学方程式，但可以分别测出金刚石和石墨的ΔH，，根据盖斯定律求ΔH4
C（石墨、s）+O2（g）＝CO2（g)；ΔH1=—393·5kJ·mol—1 （1）
C(金刚石、s）+O2(g)＝CO2（g)；ΔH2=—395·0kJ·mol—1 1）
【投影】
【讲解】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ΔH4=ΔH2+2ΔH3-ΔH1 =-393.5 kJ·mol—1+2（—285.8) kJ·mol-1—(-890。

3) kJ·mol—1=-74.8kJ·mol—1
【小结】可间接计算求得某些无法直接测得的反应热,如C 与O2生成CO 的△H。

【点击试题】例3、物质的生成热可定义为由稳定单质生成1 mol物质所放出的热量，如二氧化碳气体的生成
热就是)g(
CO
)g(
O
)s(C
2
2
====
+
的反应热．已知下列几种物质的生成热：葡萄糖（C6H12O6)：1259kJ/mol H2O (1）：285。

8kJ/mol CO2：393。

5kJ/mol试计算1kg葡萄糖在人体
内完全氧化生成二氧化碳气体和液态水，最多可提供的
能量．
先求出1 mol 6126O H C 氧化时放出的热量．即：
)1(6)(6)(6)(2
226126O H g CO g O s O H C +====+；△H＝?根据已知条件
得知 mol kJ H O H g CO g O s O H C mol kJ H g CO g O s C mol
kJ H O H g O g H mol
kJ H g H g O s C s O H C /8.2816)1(6)(6)(6)( /2361)(6)(6)(6 )/8.1714)1(6)(3)(6 /1259)(6)(3)(6)( 222612622222226126-=∆+====+-=∆====++-=∆====++=∆++==== kJ 15649mol /kJ 8.2816mol /g 180g 1000=⨯ 【随堂练习】
已知下列热化学方程式：
①)g (CO 3)s (Fe 2)g (CO 3)s (O Fe 232+====+;△H ＝－25kJ/mol
②)g (CO )s (O Fe 2)g (CO )s (O Fe 324332+====+；△H ＝－47kJ/mol
③)g (CO )s (FeO 3)g (CO )s (O Fe 243+====+；△H ＝+19kJ/mol
写出FeO(s)与CO 反应生成Fe(s ）和2
CO 的热化学方程式：
____________________________． 教学回顾：
课后习题
练基础落实
1．已知:
（1）Zn(s)＋1/2O2（g）===ZnO(s）
ΔH＝－348。

3 kJ·mol－1
（2）2Ag（s）＋1/2O2（g）===Ag2O（s)
ΔH＝－31.0 kJ·mol－1
则Zn（s）＋Ag2O(s）===ZnO(s）＋2Ag(s）的ΔH等于（) A．－317。

3 kJ·mol－1B．－379.3 kJ·mol －1
C．－332.8 kJ·mol－1D．＋317.3 kJ·mol －1
2．已知25℃、101 kPa条件下：
4Al（s）＋3O2(g)===2Al2O3（s)
ΔH＝－2 834。

9 kJ·mol－1
4Al（s)＋2O3(g）===2Al2O3（s）
ΔH＝－3 119。

1 kJ·mol－1
由此得出的正确结论是( ）
A．等质量的O2比O3能量低，由O2变为O3为吸热反应
B．等质量的O2比O3能量低，由O2变为O3为放热反应
C．O3比O2稳定，由O2变为O3为吸热反应
D．O2比O3稳定，由O2变为O3为放热反应
3O2（g)＝2O3（g）ΔH＝＋284。

2 kJ·mol－1，所以O2变为
O3的反应是吸热反应,O2的能量低，O2更稳定。

3．能源问题是人类社会面临的重大课题，H2、CO、CH3OH都是重要的能源物质，它们的燃烧热依次为－285。

8 kJ·mol－1、－282。

5 kJ·mol－1、－726.7 kJ·mol－1。

已知CO和H2在一定条件下可以合成甲醇CO（g）＋2H2(g）===CH3OH（l）.则CO与H2反应合成甲醇的热化学方程式为（)
A．CO（g)＋2H2（g）===CH3OH（l）ΔH＝－127.4 kJ·mol －1
B．CO(g）＋2H2(g）===CH3OH（l) ΔH＝＋127.4 kJ·mol －1
C．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH（g) ΔH＝－127。

4 kJ·mol－1 D．CO（g)＋2H2（g）===CH3OH（g) ΔH＝＋127.4 kJ·mol －1
4．已知火箭燃料二甲基肼(CH3—NH—NH—CH3）的燃烧热为－6 000 kJ·mol－1，则30 g二甲基肼完全燃烧放出的热量为( ) A．1 500 kJ B．3 000 Kj C．6 000 kJ D．12 000 kJ
5．在一定条件下，充分燃烧一定量的丁烷放出热量为Q kJ（Q〉0），经测定完全吸收生成的CO2需消耗5 mol·L－1的KOH溶液100 mL,恰好生成正盐,则此条件下反应C4H10（g）＋错误!
O2(g）===4CO2（g）＋5H2O(g）的ΔH为( )
A．＋8Q kJ·mol－1B．＋16Q kJ·mol－1
C．－8Q kJ·mol－1D．－16Q kJ·mol－1
练综合拓展
6．比较下列各组热化学方程式中ΔH的大小关系。

（1)S（s)＋O2(g）===SO2（g) ΔH1
S(g）＋O2(g）===SO2(g) ΔH2
ΔH1______ΔH2
（2)CH4（g）＋2O2(g）===CO2（g)＋2H2O（l) ΔH1
CH4（g）＋2O2（g）===CO2(g)＋2H2O(g) ΔH2
ΔH1______ΔH2
（3）煤作为燃料有两种途径：
途径1——直接燃烧
C（s）＋O2(g）===CO2(g) ΔH1<0
途径2--先制水煤气
C（s)＋H2O(g）===CO（g)＋H2（g）ΔH2>0
再燃烧水煤气：
2CO（g）＋O2（g)===2CO2(g) ΔH3〈0
2H2（g)＋O2(g）===2H2O(g）ΔH4<0
ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的关系式是______________________________________。

7．发射卫星时可用肼（N2H4）作燃料，用二氧化氮作氧化剂,这两种物质反应生成氮气和水蒸气.
已知:
N2(g）＋2O2(g)===2NO2（g）ΔH＝＋67.7 kJ·mol－1
N2H4(g)＋O2（g）===N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－534 kJ·mol－1错误!H2(g）＋错误!F2(g）===HF(g) ΔH＝－269 kJ·mol－1
H2（g）＋错误!O2（g）===H2O(g) ΔH＝－242 kJ·mol－1
(1）肼和二氧化氮反应的热化学方程式为__________________________；此反应用于火箭推进，除释放大量能量和快速产生大量气体外,还有一个很大的优点是______________。

（2)有人认为若用氟气代替二氧化氮作氧化剂，则反应释放的能量更大。

肼和氟反应的热化学方程式为__________________。

答案
1 A
2 A
3 A
4 B
5 D
6 （1)> （2)〈
（3）ΔH1＝ΔH2＋错误!(ΔH3＋ΔH4）
7 (1）2N2H4（g)＋2NO2（g）===3N2（g)＋4H2O(g）ΔH＝－1 135.7 kJ·mol－1产物无污染
（2）N2H4(g)＋2F2(g)===N2（g）＋4HF(g) ΔH＝－1 126 kJ·mol－1。