归纳与整理教学设计(第二课时)

选修4 化学反应与原理 第一章化学反应与能量

第三节 化学反应热的计算教学设计

1教材分析

（1）

本节教学内容分析

前面学生已经定性地了解了化学反应与能量的关系，通过实验感受到了反应热，并且了解了物质发生反应产生能量变化与物质的质量的关系，及燃烧热的概念。在此基础上，本节介绍了盖斯定律，并从定量的角度来进一步认识物质发生化学反应伴随的热效应。本节内容分为两部分：

第一部分，介绍了盖斯定律。教科书以登山经验“山的高度与上山的途径无关”浅显地对特定化学反应的反应热进行形象的比喻，帮助学生理解盖斯定律。然后再通过对能量守恒定律的反证来论证盖斯定律的正确性。最后通过实例使学生感受盖斯定律的应用，并以此说明盖斯定律在科学研究中的重要意义。

第二部分，利用反应热的概念、盖斯定律和热化学方程式进行有关反应热的计算，通过三道不同类型的例题加以展示。帮助学生进一步巩固概念、应用定律、理解热化学方程式的意义。

本节引言部分用几句简短的话说明了学习盖斯定律的缘由以及盖斯定律的应用，本节内容中，盖斯定律是个难点，为了便于学生理解，教科书以测山高为例，并用能量守恒定律来论证。最后用CO的摩尔生成焓的计算这个实例来加强学生对于盖斯定律的理解。学生在掌握了热化学方程式和盖斯定律的基础上，利用燃烧热的数据，就可以进行简单的热化学计算。这样的安排符合学生的认知规律，并让学生掌握一种着眼于运用的学习方式，体现了新课标的精神。

（2）

课程标准的要求

《课程标准》

《模块学习要求》

了解反应热和含变得涵义，1．能利用热化学方程式进行简单计算

能用盖斯定律进行有关反应热的计算

2．了解盖斯定律的涵义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算

（3）

本节在本章及本模块中的地位和作用

能源是人类生存和发展的重要物质基础，本章通过化学能与热能转化规律的研究帮助学生认识热化学原理在生产、生活和科学研究中的应用，了解化学在解决能源危机中的重要作用，知道节约能源、提高能量利用率的实际意义。

在必修化学2中，学生初步学习了化学能与热能的知识，对于化学键与化学反应中能量变化的关系、化学能与热能的相互转化有了一定的认识，本章是在此基础上的扩展与提高。引入了焓变的概念，使学生认识到在化学反应中能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础的，二者密不可分，但以物质为主。而能量的多少则是以反应物和产物的物质的量为基础。把对于化学反应中的能量变化的定性分析变成了定量分析。解决了各种热效应

的测量和计算的问题。在这一节里，我们将进一步讨论在特定条件下，化学反应中能量变化以热效应表现时的“质”“能”关系，这既是理论联系实际方面的重要内容，对于学生进一步认识化学反应规律和特点也具有重要意义。

本节内容是第一章的重点，因为热化学研究的主要内容之一就是反应热效应的计算。反应热的计算对于燃料燃烧和反应条件的控制、热工和化工设备的设计都具有重要意义。

（4）

学习目标

（一）知识与技能目标

1．了解反应途径与反应体系

2. 理解盖斯定律的涵义，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。

3．能利用热化学方程式进行有关反应热的简单计算；

（二）过程与方法目标

1．从途径角度、能量守恒角度分析和论证盖斯定律，培养分析问题的能力；

2．通过热化学方程式的计算和盖斯定律的有关计算，培养计算能力。

（三）情感态度与价值观目标

1．通过对盖斯定律的发现过程及其应用的学习，感受化学科学对人类生活和社会发展的贡献。同时养成深入细致的思考习惯。

2．通过加强练习，及时巩固所学知识，养成良好学习习惯；形成良好的书写习惯。

（5）

学习重点

1．

盖斯定律的涵义和根据盖斯定律进行反应热的计算；

2．

根据热化学方程式进行反应热的计算（不同质量反应物与能量变化、生成物的量与能量变化的关系等）

（6）

学习难点

盖斯定律的应用

（7）

教学方法

a.类比法-创设问题情境，引导学生自主探究-从途径角度理解盖斯定律

b.推理法-从能量守恒角度理解盖斯定律

c.言语传递法—适时引导

d.实践训练法—例题分析、当堂训练

教学中还要注意的问题：

1、引导学生准确理解反应热、燃烧热、盖斯定律等理论概念，熟悉热化学方程式的书写，重视概念和热化学方程式的应用

2、进行有关燃烧热计算时，要强调以1mol纯物质为标准，因此须注意热化学方程式中物质的化学计量数和反应的△H相对应（物质的化学计量数出现分数形式）。同时还要注意物质的量、物质的质量、气体摩尔体积等之间的换算关系，但还要强调是以1mol纯物质完全燃作标准来进行的。

3、有关反应热的计算与有关物质的量的计算联系很紧密，在计算过程中要注意培养学生综合应用知识的能力。

4、可以适当补充一些不同类型的习题，发现问题及时解决。如以煤、石油和天然气的主要成分发生燃烧的反应为例，不仅巩固、落实了知识和计算能力，还能通过计算的结果说明这些物质燃烧时，其△H的数值都很大，进一步认识煤、石油、天然气是当今世界上最重要的化石燃料。唤起学生资源利用和保护环境的意识和责任感。

5、在教学过程中还应注意以下几点：

（1）明确解题模式：审题→分析→求解

（2）有关热化学方程式及有关单位书写正确。

（3）计算准确

（4）反思解题关键处（燃烧热的标准、热化学方程式的含义）及错误易发处

2．教学过程

（1）教学流程图

环节一

知识铺垫： 与旧知识“燃烧热”相衔接，减少学生的陌生感，且为学生设计测定“H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g)

△H1=-241.8kJ/mol，

H2O(g)==H2O(l)

△H2=-44kJ/mol 那么，H2的燃烧热△H应该是多少？

做好知识与理解的铺垫

环节二

创设情景 如何测出这个反应的反应热：C(s)+1/2O2(g)==CO(g)

ΔH1=?

引入新课

思考并回答：①能直接测出吗？如何测？

②若不能直接测出，怎么办？

环节三

盖斯定律 的引出 分析教材中的插图1-9，在进行类比，得出盖斯定律，并从能量守恒角度加以理解

环节四

盖斯定律

适当练习，及时发现问题，及时解决。通过练习，

的应用

加深对概念本身的理解盖斯定律和加强概念的应用。

环节五

小结盖斯

定律、作业

（2）教学过程

课时划分：两课时

第一课时

环教学内容

节

C 1

知识铺垫

教师行为

E 学生行为

E 教学意图

情景创设：

思考：

下列数据表示燃烧热吗？为不是，因为当水为液态是

什么？

反应热才是燃烧热。

H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g)

初步了解“途

△H1=-241.8kJ/mol

径”，为理解

盖斯定律做H2(g)+1/2O2(g)==H2O(l)

铺垫

那么，H2的燃烧热△H应该是多少？

△H=△H1+△（已知：

H2O(g)==H2O(l)

H2=-285.8kJ/mol

△H2=-44kJ/mol）

情景创设：

如果2mol碳不完全燃烧成2molCO时，会有多少能量损失呢？

思考并回答：

①能直接测出吗？如何测？

②若不能直接测出，怎么办？

2 新课引入

分析讨论；通过什么途径

来得知能量的损失。

(1)

实验测定

(2)

通过热化学方程式得知。

3 盖斯定律的引出

回答思考结果

教师引导思考——观察教材

P11图1—9 类比——

[学生活动]讨论发现：由

碳生成CO时的反应热的

计算方案：

①

+ ②

= ③

，

则

ΔH1

+ ΔH2

=

ΔH3

①C(s)+1/2O2(g)==CO(g)

所以，

ΔH1

=ΔH3-ΔH2

=-393.5kJ/mol+ ΔH1=?

②CO(g)+1/2O2(g)== CO2(g)

283.0kJ/mol=-110.5kJ/mol

ΔH2=-283.0kJ/mol ③C(s)+O2(g)==CO2(g)

ΔH3=-393.5kJ/mol

学生归纳：得出盖斯定律

不管化学反应是分一步

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。

引导学生从能量守恒考虑理解盖斯定律。

列举例题

例题1 这个热化学方程式说明了什么？

分析回答：

4 盖斯定律的应用

巩固理解

石墨不会自动变成金刚石；石墨与金刚石的能量相差不远。

5 小结：归纳盖斯定律及其应用。

学生总结：

深刻体会理解

盖斯其人简介：

附件1 学习过程反思与评价

1．在今天的探讨活动过程中，你觉得自己

A.很喜欢这种探讨学习的方式、感到这样学到的知识更不容易忘却

B.不喜欢这种方式，还是老师讲授的好，感到这样上课浪费时间，处理习题少。

C.能够积极思考老师提出的问题

D.仍然不知所措，被动接受和记录老师和同学得出的结论

E.你还有什么想法和建议

2．今天这节课你感到快乐吗？什么时候最快乐？

3．上完这节课你有什么遗憾吗？

附件2 知识考察

检测题：

课后作业：

1、书写盖斯定律内容：

2、教材P14第6题

3、补充作业：由金红石TiO2制取单质Ti，涉及到的步骤为：

TiO2

镁/800C/ArTi

TiCl410已知：① Cs＋O2g＝CO2g H＝3935 kJ·mol

② 2COg＋O2g＝2CO2g H＝566 kJ·mol

1③ TiO2s＋2Cl2g＝TiCl4s＋O2g H＝+141 kJ·mol1 则TiO2s＋2Cl2g＋2Cs＝TiCl4s＋2COg的H＝ 。

答案：80 kJ·mol

1 第二课时

（重点在反应热的计算上；包括盖斯定律的应用；进行不同类型习题的巩固练习上；注意计算格式，书写规范性-计算过程带入单位）

[复习]盖斯定律的内涵、燃烧热的定义。

[例1] 在 101 kPa时，1。6gCH4

完全燃烧生成CO2和液态H2O，放出 89.0 kJ的热量，CH4

的燃烧的热化学方程式为？燃烧热为多少？ 1000 L CH4（标准状况）完全燃烧后所产生的热量为多少？

CH4(g)＋2O2(g)= CO2(g)＋ 2H2O(l)；ΔH=－890 kJ／mol 即CH4

的燃烧热为 890 kJ／mol。

1000 L CH4 (标准状况)的物质的量为：

n(CH4)=V (CH4) / V m=1000L / 22.4L·mol = 44.6mol 1mol CH4

完全燃烧放出 890 kJ的热量，44.6 molCH4

完全燃烧放出的热量为：

44.6 mol×890 kJ／mol＝3.97×104kJ 答：CH4的燃烧热为 890 kJ／mol，1000 L CH4(标准状况)完全燃烧产生的热量为 3.97×104kJ。

[例2]

葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一。葡萄糖燃烧的热化学方程式为：C6H12O6(s)＋6O2(g)＝ 6CO2(g)＋6H2O(l)；

ΔH=－2 800 kJ／mol葡萄糖在人体组织中氧化的热化学方程式与它燃烧的热化学方程式相同。计算（1） 100g葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量；（2）生成18g水时，放出的热量；

[解]

根据题意，葡萄糖的燃烧热为2800kJ／mol。

100 g葡萄糖的物质的量为：n(C6H12O6)= m(C6H12O6

)/M(C6H12O6

) =100g/180g·mol-1=0.556mol。1mol C6H12O6完全燃烧放出 2 800 kJ的热量，0.556 mol C6H12O6完全燃烧放出的热量为：

0.556 mol×2800 kJ／mol=1560 kJ。

（2）18g水为1mol，生成6mol水放热为2800kJ，生成1mol水放热为2800kJ×1/6=466.67kJ. 答：（1）100g葡萄糖在人体中完全氧化时产生1560 kJ的热量。

（2） 466.67kJ.

例3．科学家盖斯曾提出：“不管化学过程是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的。”利用盖斯定律可测某些特殊反应的热效应。

-1

.kJ/mol

（1）P4(s,白磷) +5O2(g)P4O10(s) H129832 （2）P(s，红磷)51O2(g)P4O10(s) H27385.kJ/mol

44 则白磷转化为红磷的热化学方程式_____________。相同的状况下，能量较低的是_________；白磷的稳定性比红磷___________（填“高”或“低”）。

解析：依题意求：P4(s，白磷)4P（s，红磷） H？

据盖斯定律有：

HH14H2=（2983.2+4×738.5）kJ/mol=－29.2kJ/mol，

即P4(s，白磷)4P（s，红磷） H29.2kJ/mol。

白磷转化为红磷是放热反应，稳定性比红磷低（能量越低越稳定）。

例4．要使1000g水由25℃升温至100℃，须燃烧多少摩尔甲烷？这些甲烷气体在标准状况下的体积为多少升？（水的比热容为4.18J/（g·℃）；甲烷燃烧热为890.31kJ/mol）当堂练习——教材P14——1、2、3、4、5

附加当堂巩固练习

1、已知25℃、101kPa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为

C(石墨)+O2（g）=CO2(g) △H=-393.51 kJ/ mol C(金刚石)+O2（g）=CO2(g) △H=-395.4 kJ/ mol 据此判断，下列说法中正确的是（ ）

A.由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低

B.由石墨制备金刚石是吸热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高

C. 由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的低

D. 由石墨制备金刚石是放热反应；等质量时，石墨的能量比金刚石的高

2、已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6 kJ/ mol CO(g)+1/2 O2(g)=CO2(g) △H=-283.0 kJ/ mol

某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74kJ的热量，同时生成3.6g液态水，则原混合气体中的H2和CO的物质的量之比为 3、已知1mol白磷转化成1mol红磷，放出18.39 kJ热量，又知：

P4(白，s)+5O2

= 2P2O5(s)

ΔH1,4P（红，s）+5O2

= 2P2O5

（s）ΔH2，则ΔH1和ΔH2的关系正确的是(B)

A．ΔH1＞ΔH2

B．ΔH1＜ΔH2

C．ΔH1=ΔH2

D．无法确定

[解析]设想P4（白）转化为P（红），由题意第一个反应放的热量大于第二个反应，故ΔH1＜ΔH2。

4、由氢气和氧气反应生成1mol水蒸汽放热241.8kJ，写出该反应的热化学方程式：

。若1g水蒸气转化成液态水放热2.444kJ，则反应H2(g)+1/2 O2(g)=H2O(l)的△H= kJ/mol。氢气的燃烧热为 kJ/mol。

5、已知CH4(g)+2O2==CO2(g)+2H2O(l)；△H=-890kJ/mol，现有CH4和CO的混合气体共0.75mol，完全燃烧后，生成CO2气体和18g液态水，并放出515kJ热量，CO燃烧的热化学方程式为

，写出求算过程。

教学评价

学习过程反思与评价

1．在今天的学习过程中，你觉得自己

A. 不喜欢这种方式，还是老师讲授的好，感到这样上课浪费时间，处理习题少。

B.能够积极思考

C.仍然不知所措，被动接受和记录老师和同学得出的结论

D.你还有什么想法和建议

2．今天这节课你感到快乐吗？什么时候最快乐？

3．上完这节课你有什么遗憾吗？

知识考察

[作业] P13 7、8、9、10、11

《化学反应热的计算》

作业

班级 学号 姓名 成绩 1、100g碳燃烧所得气体中，CO占1/3体积，CO2占2/3体积，且 C（S）+1/2 O2（g）===CO-1-1（g）△H=-110.35 KJ·mol

， CO（g）+1/2 O2（g）===CO2（g）

△H=—282.57KJ·mol 与这些碳完全燃烧相比较，损失的热量是 （ ）

A、392.92KJ B、2489.44KJ C、784.92KJ D、3274.3KJ 2、火箭发射时可用肼(N2H4)作燃料,二氧化氮作氧化剂,这两者反应生成氮气和水蒸汽。-1已知：N2（g）+2O2（g）==2NO2g） △H=67.7KJ·mol -1 N2H4(g)+O2(g)== N2（g）+ 2H2O（g） △H=-534KJ·mol 则1mol气体肼和NO2完全反应时放出的热量为 （ ）

A、100.3KJ B、567.85KJ C、500.15KJ D、601.7KJ -1 3、已知：CH4（g）+2O2（g）==CO2（g）+2H2O（l） △H=-Q1KJ·mol -1 2H2（g）+O2（g）==2H2O（g） △H=-Q2KJ·mol -1 2H2（g）+O2（g）==2H2O（l） △H=-Q3KJ·mol 常温下，取体积比为4：1的甲烷和氢气的混合气体11.2L（标准状况），经完全燃烧

后恢复到到常温，放出的热量（单位：KJ）为 （ ）

A、0.4Q1+0.05Q3 B、0.4Q1+0.05Q2

C、0.4Q1+0.1Q3 D、0.4Q1+0.2Q3 4、充分燃烧一定量丁烷气体放出的热量为Q，完全吸收它生成的CO2生成正盐，需要-15mol·L

的KOH溶液100mL ，则丁烷的燃烧热为 （ ）

A、16Q B、8Q C、4Q D、2Q 5、已知胆矾溶于水时溶液温度降低。胆矾分解的热化学方程式为：CuSO4·5H2O(S)== -1CuSO4（S）+5H2O（l）△H=+Q1KJ·mol

。室温下，若将1mol无水硫酸铜溶解为溶液时放热Q2KJ，则 （ ）

A、Q1 >Q2 B、Q1=Q2 C、Q1

6、下列热化学方程式能表示可燃物的燃烧热的是

-1A、H2（g）+ Cl2（g） ===2HCl（g） △H=-184KJ·mol -1B、CH4（g）+2O2（g）==CO2（g）+2H2O（g） △H=-802.3J·mol -1C、CO（g）+1/2 O2（g）===CO2（g） △H2=—293KJ·mol -1 D、2H2（g）+O2（g）==2H2O（l） △H=-571.6KJ·mol 7、已知下列热化学方程式：Zn（S）+1/2 O2（g）===ZnO（S）△H1； Hg（l）+1/2 O2（g）===HgO，△H值为 （ ）

（S）△H2；则Zn（S）+ HgO（S）== Hg（l）+ ZnO（S）A、△H2-△H1 B、△H2+△H1 C、△H1-△H2 D、-△H1-△H2

8、已知H2（g）+ Cl2（g） ===2HCl（g）

△H=-184.6KJ·mol , 则HCl（g）==1/2H2（g）+1/2Cl2（g）的△H为 ( ) -1-1A、+184.6KJ·mol B、92.3KJ·mol

-1-1C、-369.2KJ·mol D、+92.3KJ·mol

9、已知：A（g）+B（g）==C（g）△H1；D（g）+B（g）==E（g）△H2；若A、D、混合气体1mol完全与B反应，放出热△H3，则A、D的物质的量之比是 （ ）

A、（△H2-△H3

）:（△H1-△H3）

B、（△H3-△H2

）:（△H1-△H3）

C、（△H3-△H2

）:（△H3-△H1）

D、（△H1-△H2

）:（△H3-△H2）

-110、已知①2C（S）+ O2（g）===2CO（g）△H=-221.0 KJ·mol

，②2H2（g）+O2（g）==2H2O（g -1△H=-483.6KJ·mol 则制备水煤气的反应C(S)+H2O(g)==CO(g)+H2(g)

的△H为( ) -1-1A、+262.6KJ·mol B、-131.3KJ·mol

-1-1C、-352.KJ·mol D、+131.3KJ·mol

11、10g硫磺在O2中完全燃烧生成气态SO2,放出的热量能量使500g H2O温度由18℃升至62.4℃,则硫磺的燃烧热为 ,热化学方程式为 。

12、硝化甘油（C3H5N3O9）分解时产物为N2、CO2、O2和液态水，它的分解反应的化学方程式是 。

已知20℃时，22.7g硝化甘油分解放出的热量为154KJ,则每生成1mol气体伴随放出的热量为 KJ. 2313、质量为8.00g的某气体,含有3.01×10个分子,其分子是由碳和氢两种元素构成,实验测得1mol该气体完全燃烧生成液态水和二氧化碳,能放出890KJ热量。推出该气体的化学式，并写出其完全燃烧的热化学方程式。

-1