蓋斯定律上課

1、選修選修4 化學(xué)反應(yīng)與原理化學(xué)反應(yīng)與原理第一章第一章 化學(xué)反應(yīng)與能量化學(xué)反應(yīng)與能量第三節(jié)第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算教學(xué)設(shè)計(jì)化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算教學(xué)設(shè)計(jì) 交大附中交大附中 高二化學(xué)組高二化學(xué)組1、教材分析、教材分析本節(jié)教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)教學(xué)內(nèi)容分析 前面學(xué)生已經(jīng)定性地了解了化學(xué)反應(yīng)與能量的關(guān)系，通過實(shí)驗(yàn)感受到了反應(yīng)熱，并且了解了物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生能量變化與物質(zhì)的質(zhì)量的關(guān)系，及燃燒熱的概念。在此基礎(chǔ)上，本節(jié)介紹了蓋斯定律，并從定量的角度來進(jìn)一步認(rèn)識(shí)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)伴隨的熱效應(yīng)。本節(jié)內(nèi)容分為兩部分：本節(jié)教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)教學(xué)內(nèi)容分析o 第一部分，介紹了蓋斯定律。教科書以登山經(jīng)驗(yàn)“山的高度與上山的途徑無關(guān)”淺顯地

2、對(duì)特定化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱進(jìn)行形象的比喻，幫助學(xué)生理解蓋斯定律。然后再通過對(duì)能量守恒定律的反證來論證蓋斯定律的正確性。最后通過實(shí)例使學(xué)生感受蓋斯定律的應(yīng)用，并以此說明蓋斯定律在科學(xué)研究中的重要意義。本節(jié)教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)教學(xué)內(nèi)容分析o 第二部分，利用反應(yīng)熱的概念、蓋斯定律和熱化學(xué)方程式進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算，通過三道不同類型的例題加以展示。幫助學(xué)生進(jìn)一步鞏固概念、應(yīng)用定律、理解熱化學(xué)方程式的意義。本節(jié)教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)教學(xué)內(nèi)容分析o 本節(jié)引言部分用幾句簡(jiǎn)短的話說明了學(xué)習(xí)蓋斯定律的緣由以及蓋斯定律的應(yīng)用，本節(jié)內(nèi)容中，蓋斯定律是個(gè)難點(diǎn)，為了便于學(xué)生理解，教科書以測(cè)山高為例，并用能量守恒定律來論證。最后用CO

3、的摩爾生成焓的計(jì)算這個(gè)實(shí)例來加強(qiáng)學(xué)生對(duì)于蓋斯定律的理解。學(xué)生在掌握了熱化學(xué)方程式和蓋斯定律的基礎(chǔ)上，利用燃燒熱的數(shù)據(jù)，就可以進(jìn)行簡(jiǎn)單的熱化學(xué)計(jì)算。這樣的安排符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，并讓學(xué)生掌握一種著眼于運(yùn)用的學(xué)習(xí)方式，體現(xiàn)了新課標(biāo)的精神。課程標(biāo)準(zhǔn)的要求課程標(biāo)準(zhǔn)的要求課程標(biāo)準(zhǔn)課程標(biāo)準(zhǔn) 模塊學(xué)習(xí)要求模塊學(xué)習(xí)要求 了解反應(yīng)熱和含變得涵義，能用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算 1能利用熱化學(xué)方程式進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算2了解蓋斯定律的涵義，能用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的簡(jiǎn)單計(jì)算本節(jié)在本章及本模塊中的地位和作用本節(jié)在本章及本模塊中的地位和作用o 能源是人類生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，本章通過化學(xué)能與熱能轉(zhuǎn)化規(guī)律的研究幫助學(xué)生

4、認(rèn)識(shí)熱化學(xué)原理在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究中的應(yīng)用，了解化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作用，知道節(jié)約能源、提高能量利用率的實(shí)際意義。本節(jié)在本章及本模塊中的地位和作用本節(jié)在本章及本模塊中的地位和作用o 在必修化學(xué)2中，學(xué)生初步學(xué)習(xí)了化學(xué)能與熱能的知識(shí)，對(duì)于化學(xué)鍵與化學(xué)反應(yīng)中能量變化的關(guān)系、化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化有了一定的認(rèn)識(shí)，本章是在此基礎(chǔ)上的擴(kuò)展與提高。引入了焓變的概念，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到在化學(xué)反應(yīng)中能量的釋放或吸收是以發(fā)生變化的物質(zhì)為基礎(chǔ)的，二者密不可分，但以物質(zhì)為主。而能量的多少則是以反應(yīng)物和產(chǎn)物的物質(zhì)的量為基礎(chǔ)。把對(duì)于化學(xué)反應(yīng)中的能量變化的定性分析變成了定量分析。解決了各種熱效應(yīng)的測(cè)量和計(jì)算的問題。本節(jié)

5、在本章及本模塊中的地位和作用本節(jié)在本章及本模塊中的地位和作用o 在這一節(jié)里，我們將進(jìn)一步討論在特定條件下，化學(xué)反應(yīng)中能量變化以熱效應(yīng)表現(xiàn)時(shí)的“質(zhì)”“能”關(guān)系，這既是理論聯(lián)系實(shí)際方面的重要內(nèi)容，對(duì)于學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)規(guī)律和特點(diǎn)也具有重要意義。o 本節(jié)內(nèi)容是第一章的重點(diǎn)，因?yàn)闊峄瘜W(xué)研究的主要內(nèi)容之一就是反應(yīng)熱效應(yīng)的計(jì)算。反應(yīng)熱的計(jì)算對(duì)于燃料燃燒和反應(yīng)條件的控制、熱工和化工設(shè)備的設(shè)計(jì)都具有重要意義。學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)o （一）知識(shí)與技能目標(biāo)1了解反應(yīng)途徑與反應(yīng)體系2. 理解蓋斯定律的涵義，能用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的簡(jiǎn)單計(jì)算。3能利用熱化學(xué)方程式進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的簡(jiǎn)單計(jì)算；學(xué)習(xí)目標(biāo)o （二）過程與方

6、法目標(biāo)1從途徑角度、能量守恒角度分析和論證蓋斯定律，培養(yǎng)分析問題的能力；2通過熱化學(xué)方程式的計(jì)算和蓋斯定律的有關(guān)計(jì)算，培養(yǎng)計(jì)算能力。需誒目標(biāo)o （三）情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)1通過對(duì)蓋斯定律的發(fā)現(xiàn)過程及其應(yīng)用的學(xué)習(xí)，感受化學(xué)科學(xué)對(duì)人類生活和社會(huì)發(fā)展的貢獻(xiàn)。同時(shí)養(yǎng)成深入細(xì)致的思考習(xí)慣。2通過加強(qiáng)練習(xí)，及時(shí)鞏固所學(xué)知識(shí)，養(yǎng)成良好學(xué)習(xí)習(xí)慣；形成良好的書寫習(xí)慣。3 了解化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作用，知道節(jié)約能源、提高能量利用率的實(shí)際意義。學(xué)習(xí)重點(diǎn)學(xué)習(xí)重點(diǎn)o 1 蓋斯定律的涵義和根據(jù)蓋斯定律進(jìn)行反應(yīng)熱的計(jì)算；o 2 根據(jù)熱化學(xué)方程式進(jìn)行反應(yīng)熱的計(jì)算（不同質(zhì)量反應(yīng)物與能量變化、生成物的量與能量變化的關(guān)系等）

7、學(xué)習(xí)難點(diǎn)學(xué)習(xí)難點(diǎn)o 蓋斯定律的應(yīng)用教學(xué)方法教學(xué)方法a.類比法-創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生自主探究-從途徑角度理解蓋斯定律b.推理法-從能量守恒角度理解蓋斯定律c.言語傳遞法適時(shí)引導(dǎo)d.實(shí)踐訓(xùn)練法例題分析、當(dāng)堂訓(xùn)練教學(xué)中還要注意的問題：o 1、引導(dǎo)學(xué)生準(zhǔn)確理解反應(yīng)熱、燃燒熱、蓋斯定律等理論概念，熟悉熱化學(xué)方程式的書寫，重視概念和熱化學(xué)方程式的應(yīng)用o 2、進(jìn)行有關(guān)燃燒熱計(jì)算時(shí)，要強(qiáng)調(diào)以1mol純物質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)，因此須注意熱化學(xué)方程式中物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)和反應(yīng)的H相對(duì)應(yīng)（物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)出現(xiàn)分?jǐn)?shù)形式）。同時(shí)還要注意物質(zhì)的量、物質(zhì)的質(zhì)量、氣體摩爾體積等之間的換算關(guān)系，但還要強(qiáng)調(diào)是以1mol純物質(zhì)完全燃作標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)

8、行的。教學(xué)中還要注意的問題：o 3、有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算與有關(guān)物質(zhì)的量的計(jì)算聯(lián)系很緊密，在計(jì)算過程中要注意培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用知識(shí)的能力。o 4、可以適當(dāng)補(bǔ)充一些不同類型的習(xí)題，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決。如以煤、石油和天然氣的主要成分發(fā)生燃燒的反應(yīng)為例，不僅鞏固、落實(shí)了知識(shí)和計(jì)算能力，還能通過計(jì)算的結(jié)果說明這些物質(zhì)燃燒時(shí)，其H的數(shù)值都很大，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)煤、石油、天然氣是當(dāng)今世界上最重要的化石燃料。喚起學(xué)生資源利用和保護(hù)環(huán)境的意識(shí)和責(zé)任感。 H H2 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)=H(g)=H2 2O(g) O(g) H H= =241.8241.8kJ/mol kJ/mol 1 12 22 2H H2

9、 2(g)+ O(g)+ O2 2(g)=(g)=2 2H H2 2O(g) O(g) H H= =483.6483.6kJ/mol kJ/mol 熱化學(xué)方程式2mol反應(yīng)2mol H21molO2放出熱量241.8KJ*2熱化學(xué)方程式1mol反應(yīng)2mol H21molO2放出熱量483.6KJ熱化學(xué)方程式2mol反應(yīng)2mol H21molO2放出熱量241.8KJ*2熱化學(xué)方程式1mol反應(yīng)2mol H21molO2放出熱量483.6KJ節(jié)能減排在中國和世界范圍內(nèi)引起的關(guān)注什么叫節(jié)約能源？o充分有效的利用能源和降低各種產(chǎn)品的能耗。o我國的能耗比日本高4倍，比美國高2倍，比印度高1倍！如何來改

10、變現(xiàn)狀？化學(xué)反應(yīng)熱是關(guān)鍵！化學(xué)反應(yīng)熱是關(guān)鍵！下列數(shù)據(jù)表示下列數(shù)據(jù)表示H H2 2的燃燒熱嗎？為什么的燃燒熱嗎？為什么? ? H2(g)+1/2O2(g)=H2O (g) H1241.8 kJ/mol H2O(g)=H2O (l) H244 kJ/mol已知已知那么那么H H2 2的燃燒熱是多少的燃燒熱是多少? ?思考討論：如何得到碳不完全燃燒生成CO的反應(yīng)熱？一些物質(zhì)的燃燒熱表中所列的數(shù)據(jù)均為25攝氏度，101kPa是物質(zhì)的燃燒熱，此時(shí)生成物中的水都是液態(tài)C(s)+O2(g)=CO2(g) H1 =-393.5 kJ/mol請(qǐng)寫出表示碳不完全燃燒生成請(qǐng)寫出表示碳不完全燃燒生成COCO的熱化學(xué)方

11、程式的熱化學(xué)方程式CO(g)+1/2O2(g)= CO2(g) H2 =-283.0 kJ/mol查表可得：o 某人從山下某人從山下A到達(dá)到達(dá)山頂山頂B，無論是翻，無論是翻山越嶺攀登而上，山越嶺攀登而上，還是坐纜車直奔山還是坐纜車直奔山頂，其所處的海拔頂，其所處的海拔都高了都高了300m山的高度與上山的途徑無關(guān)山的高度與上山的途徑無關(guān)Ch1h2h3ABD思考思考現(xiàn)在你知道如何獲得下面反應(yīng)的現(xiàn)在你知道如何獲得下面反應(yīng)的反應(yīng)熱嗎反應(yīng)熱嗎? ?試著用合理的模型描述試著用合理的模型描述你的思路你的思路. C(g)+1/2O2(g)=CO(g) H=?化學(xué)模型化學(xué)模型C(g)+O2(g)CO2(g)CO

12、(g)+1/2O2(g)H1H3H2C(g)+1/2O2(g)CO2C+O2CO+1/2O2H1H3H2H H1 1=H H2 2+H H3 3化學(xué)模型化學(xué)模型H H2 2=H H1 1-H H3 3 = - 393.5 kJ/mol (- 283.0 kJ/mol)= -110.5 kJ/mol C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H2=-110.5 kJ/mol C(s)+O2(g)=CO2(g) H1 =-393.5 kJ/molCO(g)+1/2O2(g)= CO2(g) H3 =-283.0 kJ/mol在解決問題過程中在解決問題過程中, ,我們用到了我們用到了化學(xué)中一個(gè)重要的規(guī)

13、律化學(xué)中一個(gè)重要的規(guī)律, ,你能用你能用自己的語言描述這個(gè)規(guī)律嗎自己的語言描述這個(gè)規(guī)律嗎? ?化學(xué)模型化學(xué)模型C(g)+2O2(g)CO2(g)CO(g)+1/2O2(g)H1H3H2C(g)+O2(g) 不管化學(xué)反應(yīng)是分一步完成或不管化學(xué)反應(yīng)是分一步完成或分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的。分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的。 化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱反應(yīng)熱只與反應(yīng)體只與反應(yīng)體系的系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)途徑無關(guān)。一、蓋斯定律 蓋斯一生從事化學(xué)熱力蓋斯一生從事化學(xué)熱力學(xué)研究學(xué)研究, ,做了大量的量熱工做了大量的量熱工作。在實(shí)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上作。在實(shí)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上,

14、 ,他發(fā)現(xiàn)，在任何一個(gè)化學(xué)他發(fā)現(xiàn)，在任何一個(gè)化學(xué)反應(yīng)過程中反應(yīng)過程中, ,不論該反應(yīng)過不論該反應(yīng)過程是一步完成還是分成幾程是一步完成還是分成幾步完成步完成, ,反應(yīng)所放出的總熱反應(yīng)所放出的總熱量相同，并于量相同，并于18401840年以熱年以熱的加和性守恒定律公諸于的加和性守恒定律公諸于世，后被稱為蓋斯定律。世，后被稱為蓋斯定律。H H2 2 0 0H H1 1 0 0S（始態(tài)）（始態(tài)）L（終態(tài)）（終態(tài)）H H1 1 + +H H2 2= ?= ?H H1 1 + +H H2 2 0 0H H=H H1 1+H H2 2+ +H H3 3對(duì)蓋斯定律的理解對(duì)蓋斯定律的理解BHACH1H2DH3終

15、態(tài)終態(tài)始態(tài)始態(tài)在解決問題過程中在解決問題過程中, ,同學(xué)們是否同學(xué)們是否體會(huì)到一種學(xué)習(xí)方法體會(huì)到一種學(xué)習(xí)方法 概念模型法概念模型法生活模型生活模型Ch1h2h3ABD化學(xué)模型化學(xué)模型C(g)+2O2(g)CO2(g)CO(g)+1/2O2(g)H1H3H2C(g)+1/2O2(g) 請(qǐng)閱讀課本請(qǐng)閱讀課本P11P11第四段，并第四段，并 談?wù)勀銓?duì)這段話的理解談?wù)勀銓?duì)這段話的理解 讀書思考讀書思考H=H=H H1 1+H H2 2BHACH1H2始態(tài)始態(tài)終態(tài)終態(tài)途徑途徑1 1途徑途徑2 2蓋斯定律在科學(xué)研究中的重要意義蓋斯定律在科學(xué)研究中的重要意義o有些反應(yīng)進(jìn)行得很慢有些反應(yīng)進(jìn)行得很慢o有些反應(yīng)不

16、容易直接發(fā)生有些反應(yīng)不容易直接發(fā)生o有些反應(yīng)的產(chǎn)品不純（有副反應(yīng)發(fā)生）有些反應(yīng)的產(chǎn)品不純（有副反應(yīng)發(fā)生） 這些都給測(cè)量反應(yīng)熱造成了困難這些都給測(cè)量反應(yīng)熱造成了困難 利用蓋斯定律可以間接地把它們的反應(yīng)利用蓋斯定律可以間接地把它們的反應(yīng)熱計(jì)算出來熱計(jì)算出來練習(xí)：北京奧運(yùn)會(huì)“祥云”火炬燃料是丙烷（C3H8），亞特蘭大奧運(yùn)會(huì)火炬燃料是丙烯(C3H6)。 (1)丙烷脫氫可得丙烯。已知：C3H8(g) CH4(g)+HC CH(g)+H2(g) H1=156.6 kJmol-1CH3CH=CH2(g) CH4(g)+HCCH(g) H2=32.4 kJmol-1 則相同條件下，反應(yīng) C3H8(g) CH3CH=CH2(g)+H2(g)的 H=_ kJmol-1答案：答案：+124.2 N2(g)+O2(g)=2NO(g) H=+180.5kJ/mol 2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) H=-112.8 kJ/mol請(qǐng)寫出N2和O2反應(yīng)生成NO2的熱化學(xué)方程式 練習(xí)：已知練習(xí)