1、高考资源网（） 您身边的高考专家第二课时化学反应热的计算三维目标知识与技能1掌握运用盖斯定律进行化学反应热的计算；2提高对热化学方程式内涵的认识，理解热量与物质的量的紧密联系。过程与方法1通过设置适当的问题和台阶，引导学生主动探究运用盖斯定律解决实际问题的技巧；2培养学生从个别问题形成一般方法的能力。情感态度与价值观1激发学生的学习兴趣，培养学生尊重科学、严谨求学、勤于思考的态度；2培养学生理论联系实际的能力。教学重难点【重、难点】应用盖斯定律进行反应热的计算。【教学方法】1归纳总结法，通过相应的例题总结解决问题的方法。2实践训练法，例题分析、当堂训练。引入新课复习引入1.正确书写热化学方程式
2、的注意事项(1)化学方程式的右边必须写上H，并用“空格”隔开，H：吸热用“”，放热用“”，单位是 kJmol1或J/ mol。(2)需注明反应的温度和压强，如不注明条件，即指25 1.01105 Pa。(3)物质后需标聚集状态(s、l、g、aq)。(4)热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示物质的量，并不能表示物质的分子数或原子数，因此化学计量数可以是整数也可以是分数。(5)根据焓的性质，若化学方程式中各物质的计量数加倍，则H的数值也加倍；若反应逆向进行，则H改变符号，但绝对值不变。2燃烧热定义：在25 101 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫该物质
3、的燃烧热。3盖斯定律：不管化学反应是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。这就是盖斯定律。推进新课阅读课本分析、思考课本P12例1、例2和例3，总结归纳反应热计算的一般方法和思路。特别要注意计算格式的规范性计算过程要带入单位。例1：已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热分别是285.8 kJ mol1、1 411.0 kJmol1和1 366.8 kJmol1，则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的H为(A)A44.2 kJ mol1 B44.2 kJ mol1C330 kJ
4、 mol1 D330 kJ mol1思路分析：由题意可知C2H4(g)3O2(g)2CO2(g)2H2O(l)H1 411.0 kJmol1C2H5OH(l)3O2(g)2CO2(g)3H2O(l)H1 366.8 kJmol1将上述两个热化学方程式相减，C2H4(g)C2H5OH(l)H2O(l)H1 411.0 kJmol11 366.8 kJmol144.2 kJmol1，整理得：C2H4(g)H2O(l)C2H5OH(l)H44.2 kJmol1，答案为A。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)
5、H2 800 kJmol1；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)180 g葡萄糖在人体中完全氧化时所产生的热量；(2)生成18 g水时放出的热量。思路分析：根据题意，葡萄糖的燃烧热为2 800 kJmol1。(1)180 g葡萄糖的物质的量为：n(C6H12O6)m(C6H12O6)/M(C6H12O6)180 g/180 gmol11 mol。1 mol C6H12O6完全燃烧放出2 800 kJ的热量，1 mol C6H12O6完全燃烧放出的热量为：1 mol2 800 kJmol12 800 kJ。(2)18 g水为1 mol，生成6 mol水放热
6、为2 800 kJ，生成1 mol水放热为2 800 kJ1/6466.67 kJ。答：(1)100 g葡萄糖在人体中完全氧化时产生2 800 kJ的热量。(2)466.67 kJ设计意图通过不同类型习题的训练与讲解，让学生初步具备归纳、总结解决反应热计算的一般方法。方法归纳1.根据热化学方程式进行计算：热化学方程式与数学上的方程式相似，可以移项同时改变正、负号；各项的化学计量数包括H的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数。其计算方法步骤与根据一般化学方程式计算相似，可以把反应热看作方程式内的一项进行处理。2根据盖斯定律进行计算：若一个化学方程式可由另外几个化学方程式相加或相减得到，则该化学反应的
7、热化学方程式可以由以上热化学方程式包括其H(含“”“”)相加或相减而得到。其一般步骤是：确定待求的反应方程式；找出待求方程式中各物质出现在已知方程式的什么位置；根据未知方程式中各物质计量数和位置的需要对已知方程式进行处理，或调整计量数，或调整反应方向；实施叠加并检验上述分析的正确与否。3根据燃烧热计算可燃物燃烧产生的热量：可燃物完全燃烧产生的热量可燃物的物质的量燃烧热总结计算反应热的方法很多，如还可以根据反应热的概念直接求算，可根据题目具体情况和要求采用适当的方法。此外，在实际计算中还可以灵活采用列方程式或方程式组法、平均值法、极限分析法、十字交叉法、估算法等。方法、技巧、能力归纳1.思维发散
8、点：根据热化学方程式进行有关反应热的计算根据热化学方程式进行反应热的计算时，注意反应热和化学计量数之间的对应关系，把反应热看作化学方程式中的一个“生成物”，类似于化学方程式计算的题目进行计算。例3：已知下列两个热化学方程式：2H2(g)O2(g)2H2O(l)H571.6 kJmol1，C3H8(g)5H2O(g)3CO2(g)4H2O(l)H2 220 kJmol1，实验测得氢气和丙烷的混合气体共5 mol，完全燃烧时放出热量3 847 kJ，则混合气体中氢气和丙烷的体积比是()A31 B14 C13 D11思路分析：本题考查了热化学方程式的应用通过燃烧热推算气体的物质的量，涉及燃烧热和混合
9、物计算问题，常规解法可根据题意列方程组求解；另一种常规思维方法是平均值法十字交叉法；也可考虑一些巧妙思维方法解答。解法1：设混合气体中氢气和丙烷的物质的量分别为x和y，由燃烧的热化学方程式可知氢气的燃烧热为285.8 kJmol1，丙烷的燃烧热为2 220 kJmol1，则可列方程式：xy5 molx285.8 kJmol1y2 220 kJmol13 847 kJ解得：x3.75 moly1.25 mol。答案A。解法2：将5 mol混合气看作某纯净气体，该气体的平均燃烧热为769.4 kJmol1，用十字交叉法可得V(H2)：V(C3H8)31。解法3：有关混合物计算的一种巧妙思维是极限思
10、维，5 mol混合气体完全燃烧共放出3 847 kJ的热量，显然丙烷的物质的量一定小于2 mol，即氢气的物质的量一定大于丙烷的物质的量，只有A符合。点评作为计算题可采用二元一次方程组或十字交叉法等方法求解。作为选择题出现可采用一些巧妙思维方法求解，从而能快速判断出答案。设计思想训练学生一题多解的能力，培养他们的发散性思维。方法、技巧、能力归纳2方法技巧点：比较反应热大小的方法(1)根据反应物的本性比较等物质的量的不同物质与同一种物质反应时，性质不同，其反应热不同，如等物质的量的不同金属或非金属与同一种物质反应，金属、非金属越活泼反应越容易发生，放出的热量就越多，H就越小。例4：下列各组热化学
11、方程式(同温、同压下)中Q1大于Q2(Q1、Q2为正值)的有()S(g)O2(g)SO2(g)HQ1 kJmol1S(s)O2(g)SO2(g)HQ2 kJmol1C(s)O2(g)CO(g)HQ1 kJmol1C(s)O2(g)CO2(g)HQ2 kJmol14Al(s)3O2(g)2Al2O3(s)HQ1 kJmol14Fe(s)3O2(g)2Fe2O3(s)HQ2 kJmol12H2(g)O2(g)2H2O(g)HQ1 kJmol12H2(g)O2(g)2H2O(l)HQ2 kJmol1ABCD思路分析：同质量的固体硫燃烧比硫蒸气放出的热量少；CO还可以继续燃烧放出热量；Al3的半径比F
12、e3小，离子键强，放出的热量多；生成气态的水与生成液态的水相比，生成气态水时放出的热量少，因为液化放热。答案：D(2)根据反应进行的程度比较对于多步进行的放热反应，反应越完全，则放热越多。对于可逆反应，若正反应是放热反应，反应程度越大，反应放出的热量越多，H越小；若正反应是吸热反应，反应程度越大，反应吸收的热量越多，H越大。(3)根据反应规律和影响H大小的因素直接进行比较依照规律、经验和常识可直接判断不同反应的H的大小，如吸热反应的H肯定比放热反应的大(前者大于0，后者小于0)；2 mol H2燃烧放出的热量肯定比1 mol H2燃烧放出的热量多；等量的碳完全燃烧生成CO2放出的热量肯定比不完
13、全燃烧生成CO放出的热量多；生成等量的水时强酸和强碱的稀溶液反应比弱酸和弱碱溶液反应放出的热量多；中和反应在生成水的同时若还生成沉淀，则放出的热量比只生成水的反应放出的热量多，生成同一种液态产物比气态产物放出的热量多。需要注意的是，H的符号、数值和单位是一个整体，不能随意分隔，在比较两个热化学方程式中H的大小时，比的是其代数值，要带正、负号进行比较；在比较两个反应放出或吸收的热量多少时，比的是其绝对值，应去掉正、负号进行比较。(4)盖斯定律法依据盖斯定律，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，而与反应进行的具体途径无关。热化学方程式可以像一个代数式一样进行移项、变向
14、和加、减、乘、除等多种数学运算。依据进行数学运算后所得的新反应或过程的H可以比较运算前的各反应的H的大小，这种方法称为盖斯定律法。例5：煤作为燃料有两种途径：途径一直接燃烧：C(s)O2(g)CO2(g)H1途径二先制成水煤气：C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)H20再燃烧水煤气：2CO(g)O2(g)2CO2(g)H302H2(g)O2(g)2H2O(g)H40H1、H2、H3、H4的关系是_。思路分析：将途径二的后两个热化学方程式分别乘以1/2后与第一个热化学方程式相加得：C(s)O2(g)CO2(g)H1H21/2(H3H4)，即H1H21/2(H3H4)。(两种途径的H完全相同)
15、答案：H1H21/2(H3H4)总结对于反应式相同而某种物质的状态不同或不同的化学反应的H的比较，盖斯定律是重要的依据和工具。比较H大小的命题角度是多变的，方法有多种，直接比较法简单快捷，盖斯定律法准确严密，应依据具体情况灵活选择。训练1.(1)据了解，我国兴建的三峡工程提供的水力发电功率相当于3 000万kW的火力发电站。因此，三峡建设将有助于控制()A温室效应 B白色污染C城市污水的任意排放 D长江中、下游的洪涝灾害(2)已知1 g碳粉在氧气中完全燃烧放出的热量是32.8 kJ(与1 g原煤相当)，试写出相关的热化学方程式：_。(3)若以火力发电，要达到3 000万kW的功率，每天至少要消
16、耗原煤多少吨(1千瓦时3.6106 J，燃煤热能转化为电能的转化率为50%)。2在一定条件下，CH4和CO燃烧的热化学方程式分别为：CH4(g)2O2(g)2H2O(l)CO2(g)H890 kJmol12CO(g)O2(g)2CO2(g)H566 kJmol1一定量的CH4和CO的混合气体完全燃烧时，放出的热量为262.9 kJ，生成的CO2用过量的饱和石灰水完全吸收，可得到50 g白色沉淀。求混合气体中CH4和CO的体积比。答案：1.(1)AD(2)C(s)O2(g)CO2(g)H393.6 kJmol1(3)解：设每天要消耗原煤为x3107 kW24 h3.6103 kJ/(kWh)x1
17、2393.650%x15.81010g1.58105 t2解：设燃烧后共生成二氧化碳x，混合气体中甲烷的物质的量为a，一氧化碳的物质的量为bCaCO3CO2100150 g xx0.5 mol一、化学反应热的计算方法1根据热化学方程式进行计算2根据盖斯定律进行计算3根据燃烧热计算可燃物燃烧产生的热量可燃物完全燃烧产生的热量可燃物的物质的量燃烧热二、思维发散：根据热化学方程式进行有关反应热的计算三、方法技巧：比较反应热大小的方法(1)根据反应物的本性比较等物质的量的不同物质与同一种物质反应时，性质不同，其反应热不同，如等物质的量的不同金属或非金属与同一种物质反应，金属、非金属越活泼反应越容易发生
18、，放出的热量就越多，H就越小。(2)根据反应进行的程度比较。(3)根据反应规律和影响H大小的因素直接进行比较。(4)盖斯定律法。教学后记从能量角度认识化学反应是高中新教材强调的一个重点。近几年出题的形式也越来越灵活，预计今后的高考仍然是常考的内容之一，主要内容如下：考查对本章几个概念的理解(吸热反应、放热反应、反应热、燃烧热等)；热化学方程式的书写和判断；有关反应热、燃烧热的计算问题；结合物质结构中化学键的成键、断键问题计算化学反应的H；由于新课标没有具体讲中和热的测定问题(必修2中简单一提)，有可能会以信息的形式来考查学生的自学能力；对盖斯定律的综合考查。所以本节所学内容非常重要，需要把前面
19、各节所学知识融会贯通，并且选用合适的方法才能进行正确的计算。中和热测定实验中的几个为什么“中和热的测定”实验有几个为什么的问题需要解决。(1)教材有注，“为了保证0.50 molL1的盐酸完全被中和，采用0.55 molL1 NaOH溶液，使碱稍稍过量”，那可不可以用0.50 molL1 NaOH与0.55 molL1 HCl，让酸稍稍过量呢？答案：不是“可以与不可以”而是“不宜”。原因是稀盐酸比较稳定，取50mL、0.50 molL1 HCl，它的物质的量就是0.025 mol，而NaOH溶液极易吸收空气中的CO2，如果恰好取50 mL、0.50 molL1 NaOH，就很难保证有0.025
20、 molL1NaOH参与反应去中和0.025 mol的HCl。(2)为了确保NaOH稍稍过量，可不可以取体积稍稍多的0.50 molL1 NaOH溶液呢？回答是可以的。比如“量取51 mL(或52 mL)0.50 molL1 NaOH溶液”。只是(m1m2)再不是100 g，而是101 g或102 g。(3)关于量HCl和NaOH溶液的起始温度“t1 ”不能以空气的温度去代替酸碱溶液的温度，也不能以水的温度去代替酸碱溶液的温度，因为空气、水和溶液(这里是酸碱)的温度是有差别的，会明显影响实验结果。为了使NaOH和HCl溶液的温度稳定，最好是把配成的溶液过夜后使用。最好不求HCl和NaOH两种溶
21、液温度的平均值。两者的温度差别越大，实验结果越是失去意义，最好是两种溶液的温度相同。办法是：用手握住烧杯使温度低的溶液略有升高，或用自来水使温度高的溶液略微降温，以达到两种溶液温度相同的目的。注意，中和热的测定最好在20 左右的环境温度条件下进行，不宜低于10 以下，否则低温环境容易散热，会使中和热的测定值明显偏低。为什么采用环形玻璃棒搅拌混合液，可不可以用普通玻璃棒？能不能用振荡的方法混匀溶液？环形玻璃棒的优点在于：上下移动搅拌的面积大、范围广(切不可把环形玻璃棒移出混合液的液面！)，混合均匀，普通玻璃棒显然不具有这种优点。至于振荡混合液，一定会有部分混合液附着在烧杯壁，这样散失的热量会使中
22、和热的测定值偏低。强酸与弱碱、强碱与弱酸的中和反应热值如何估计？鉴于弱酸、弱碱在水溶液中只能部分电离，因此，当强酸与弱碱、强碱与弱酸发生中和反应时同时还有弱碱和弱酸的不断电离(吸收热量，即电离热)。所以，总的热效应比强酸强碱中和时的热效应值(57.3 kJmol1)要小一些。值得注意的是，有少数弱电解质(如氢氟酸)电离时会放热，它与NaOH的中和热会大于57.3 kJmol1(实为57.7 kJmol1)。酸碱的浓度该有个什么大小范围？太大、太小对测定值会有什么影响？如果强酸强碱溶液的浓度太大，混合时由于体积增大，离子继续扩散水合产生热效应。离子的水合热大于扩散热，使总过程放热，使得测得的热值偏高。但是酸碱溶液的浓度也不可太小，否则中和反应放出的热太少，温度变化不大，不易测出。经验指出，测定中和热的酸碱浓度的大小范围以在0.101.0 molL1之间为宜。本测定有许多难以克服的因素：如反应容器(烧杯、环形玻璃棒)要吸收一些热量，反应混合液的空间要散失一些热量，以及量取溶液体积、温度计读数以及温度计的精确度等都会产生一些误差，所以本测定只能是近似测定强酸强碱的中和热值。高考资源网版权所有，侵权必究！