第一单元 化学反应中的热效应教学设计第一课时

第3课时 化学反应热的计算

【教学目标】

知道盖斯定律的内容，能运用盖斯定律计算化学反应的反应热。

【教学重点】

盖斯定律的运用

【教法与学法】

启发式、讨论法

【教学准备】

多媒体

【教学过程设计】

[引入]在科学研究中，科学家利用实验的方法测量出反应热，目前，科学家已经用实验的方法精确测定了许多反应的反应热。但是，并不是所有反应的反应热均可由实验直接测定。如果不能由实验直接测定反应热，就需通过间接的计算来求得反应热。

[板书]反应热的计算

[讨论]如何测出这个反应的反应热：C(s)+1/2O2(g) = CO(g)

ΔH1=?，因为在反应中总会有二氧化碳生成，所以就不能由实验直接测定。

1840年，俄国化学家盖斯在分析了许多化学反应的热效应的基础上，总结出一条规律，被称为盖斯定律。

盖斯定律：一个化学反应，不论是一步完成，还是分几步完成，其总的热效应是完全相同的。

一个化学反应的焓变只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。

[板书]1．盖斯定律：一个化学反应，不论是一步完成，还是分几步完成，其总的热效应是完全相同的。

要点：一个化学反应的焓变ΔH仅与反应的起始状态和反应的最终状态有关。

[分析]①C(s)+1/2O2(g)==CO(g)

ΔH1=?

②CO(g)+1/2O2(g)== CO2(g)

ΔH2=—283.0

kJ·mol1

－③C(s)+O2(g)==CO2(g)

ΔH3=—393.5 kJ·mol1

－①+②

=③，

则ΔH1+ΔH2 =ΔH3

ΔH1 =ΔH3—ΔH2=—393.5 kJ·mol1 + 283.0 kJ·mol1 = —110.5 kJ·mol1

－－－

ΔH1+ΔH2 =ΔH3

[提问]如何理解盖斯定律？

[归纳]总结规律：若多步化学反应相加可得到新的化学反应，则新反应的反应热即为上述多步反应的反应热之和。

[提问]如何利用盖斯定律计算反应热？

[板书]2．计算

①利用已知反应的焓变求未知反应的焓变

1）若一个反应的化学方程式可由另外几个反应的化学方程式相加减而得到，则该反应的焓变亦可以由这几个反应的焓变相加减而得到；

若一个反应的焓变ΔH=a kJ·mol1，则其逆反应的焓变ΔH=－a kJ·mol1。

－－[例题讲解]例1．已知

①CO(g) + 1/2 O2(g) ==CO2(g)

ΔH1= －283.0 kJ·mol1

－②H2(g) + 1/2 O2(g) ==H2O(l)

ΔH2= －285.8 kJ·mol1

－③C2H5OH(l) + 3 O2(g) == 2 CO2(g) + 3 H2O(l)

ΔH3=－1370 kJ·mol1

－试计算④2CO(g)＋4H2(g)==H2O(l)＋

C2H5OH(l) 的ΔH

【解】：根据盖斯定律，反应④不论是一步完成还是分几步完成，其反应热效应都是相同的。下面就看看反应④能不能由①②③三个反应通过加减乘除组合而成，也就是说，看看反应④能不能分成①②③几步完成。

④

=

①×2 + ②×4 －③

所以，ΔH＝ΔH1×2 ＋ΔH2×4 －ΔH3

＝－283.2×2 －285.8×4 ＋1370 ＝－339.2 kJ/mol 例2．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)

ΔH1=+67.2 kJ·mol1

－N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l)

ΔH2=－534 kJ·mol1

－假如都在相同状态下，请写出发射火箭反应的热化学方程式。

2N2H4(g)+ 2NO2(g)== 3N2(g)+4H2O(l) ΔH=－1135.2 kJ·mol1

－练习：P8 问题解决

例3．同素异形体相互转化但反应热相当小而且转化速率慢，有时还很不完全，测定反应热很困难。现在可根据盖斯提出的观点“不管化学反应是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的”。已知：P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s)；

ΔH=－2983.2 kJ·mol1

－P(s、红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)；

ΔH=－738.5 kJ·mol1

－试写出白磷转化为红磷的热化学方程式

。（P4(s、白磷)=4 P(s、红磷)；ΔH=－29.2 kJ·mol1）

－思考：298 K，101 kPa时，合成氨反应的热化学方程式N2(g)+3H2(g)=2NH3(g); ΔH = －92.38 kJ·mol1。

－在该温度下，取1 mol N2(g)和3 mol H2(g)放在一密闭容器中，在催化剂存在下进行反应，测得反应放出的热量总是少于92.38 kJ，其原因是什么？

该反应是可逆反应，在密闭容器中进行该反应将达到平衡状态，

1 mol N2 (g)和3 mol H2(g)不能完全反应生成2 mol NH3(g)，因而放出的热量总小于92.38kJ。

[思考]在用方程式叠加计算反应热时要注意哪些问题？

[讨论]注意：

1．计量数的变化与焓变数值的变化要对应

2．反应方向发生改变焓变的符号也要改变

[生]讨论交流

[小结]①若某一化学反应可分为多步进行，则其总反应热为各步反应的反应热之和。

即ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3+……

②若多步化学反应相加可得到新的化学反应，则新反应的反应热即为上述多步反应的反应热之和。

[总结] 本节课重点掌握反应热的测定和运用盖斯定量计算一些化学反应的焓变