蓋斯定律上課

1、選修選修4 化學反應與原理化學反應與原理第一章第一章 化學反應與能量化學反應與能量第三節(jié)第三節(jié) 化學反應熱的計算教學設(shè)計化學反應熱的計算教學設(shè)計 交大附中交大附中 高二化學組高二化學組1、教材分析、教材分析本節(jié)教學內(nèi)容分析本節(jié)教學內(nèi)容分析 前面學生已經(jīng)定性地了解了化學反應與能量的關(guān)系，通過實驗感受到了反應熱，并且了解了物質(zhì)發(fā)生反應產(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一步認識物質(zhì)發(fā)生化學反應伴隨的熱效應。本節(jié)內(nèi)容分為兩部分：本節(jié)教學內(nèi)容分析本節(jié)教學內(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“山的高度與上山的途徑無關(guān)”淺顯地

2、對特定化學反應的反應熱進行形象的比喻，幫助學生理解蓋斯定律。然后再通過對能量守恒定律的反證來論證蓋斯定律的正確性。最后通過實例使學生感受蓋斯定律的應用，并以此說明蓋斯定律在科學研究中的重要意義。本節(jié)教學內(nèi)容分析本節(jié)教學內(nèi)容分析o 第二部分，利用反應熱的概念、蓋斯定律和熱化學方程式進行有關(guān)反應熱的計算，通過三道不同類型的例題加以展示。幫助學生進一步鞏固概念、應用定律、理解熱化學方程式的意義。本節(jié)教學內(nèi)容分析本節(jié)教學內(nèi)容分析o 本節(jié)引言部分用幾句簡短的話說明了學習蓋斯定律的緣由以及蓋斯定律的應用，本節(jié)內(nèi)容中，蓋斯定律是個難點，為了便于學生理解，教科書以測山高為例，并用能量守恒定律來論證。最后用CO

3、的摩爾生成焓的計算這個實例來加強學生對于蓋斯定律的理解。學生在掌握了熱化學方程式和蓋斯定律的基礎(chǔ)上，利用燃燒熱的數(shù)據(jù)，就可以進行簡單的熱化學計算。這樣的安排符合學生的認知規(guī)律，并讓學生掌握一種著眼于運用的學習方式，體現(xiàn)了新課標的精神。課程標準的要求課程標準的要求課程標準課程標準 模塊學習要求模塊學習要求 了解反應熱和含變得涵義，能用蓋斯定律進行有關(guān)反應熱的計算 1能利用熱化學方程式進行簡單計算2了解蓋斯定律的涵義，能用蓋斯定律進行有關(guān)反應熱的簡單計算本節(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)，本章通過化學能與熱能轉(zhuǎn)化規(guī)律的研究幫助學生

4、認識熱化學原理在生產(chǎn)、生活和科學研究中的應用，了解化學在解決能源危機中的重要作用，知道節(jié)約能源、提高能量利用率的實際意義。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2中，學生初步學習了化學能與熱能的知識，對于化學鍵與化學反應中能量變化的關(guān)系、化學能與熱能的相互轉(zhuǎn)化有了一定的認識，本章是在此基礎(chǔ)上的擴展與提高。引入了焓變的概念，使學生認識到在化學反應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物和產(chǎn)物的物質(zhì)的量為基礎(chǔ)。把對于化學反應中的能量變化的定性分析變成了定量分析。解決了各種熱效應的測量和計算的問題。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，我們將進一步討論在特定條件下，化學反應中能量變化以熱效應表現(xiàn)時的“質(zhì)”“能”關(guān)系，這既是理論聯(lián)系實際方面的重要內(nèi)容，對于學生進一步認識化學反應規(guī)律和特點也具有重要意義。o 本節(jié)內(nèi)容是第一章的重點，因為熱化學研究的主要內(nèi)容之一就是反應熱效應的計算。反應熱的計算對于燃料燃燒和反應條件的控制、熱工和化工設(shè)備的設(shè)計都具有重要意義。學習目標學習目標o （一）知識與技能目標1了解反應途徑與反應體系2. 理解蓋斯定律的涵義，能用蓋斯定律進行有關(guān)反應熱的簡單計算。3能利用熱化學方程式進行有關(guān)反應熱的簡單計算；學習目標o （二）過程與方

6、法目標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通過熱化學方程式的計算和蓋斯定律的有關(guān)計算，培養(yǎng)計算能力。需誒目標o （三）情感態(tài)度與價值觀目標1通過對蓋斯定律的發(fā)現(xiàn)過程及其應用的學習，感受化學科學對人類生活和社會發(fā)展的貢獻。同時養(yǎng)成深入細致的思考習慣。2通過加強練習，及時鞏固所學知識，養(yǎng)成良好學習習慣；形成良好的書寫習慣。3 了解化學在解決能源危機中的重要作用，知道節(jié)約能源、提高能量利用率的實際意義。學習重點學習重點o 1 蓋斯定律的涵義和根據(jù)蓋斯定律進行反應熱的計算；o 2 根據(jù)熱化學方程式進行反應熱的計算（不同質(zhì)量反應物與能量變化、生成物的量與能量變化的關(guān)系等）

7、學習難點學習難點o 蓋斯定律的應用教學方法教學方法a.類比法-創(chuàng)設(shè)問題情境，引導學生自主探究-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.言語傳遞法適時引導d.實踐訓練法例題分析、當堂訓練教學中還要注意的問題：o 1、引導學生準確理解反應熱、燃燒熱、蓋斯定律等理論概念，熟悉熱化學方程式的書寫，重視概念和熱化學方程式的應用o 2、進行有關(guān)燃燒熱計算時，要強調(diào)以1mol純物質(zhì)為標準，因此須注意熱化學方程式中物質(zhì)的化學計量數(shù)和反應的H相對應（物質(zhì)的化學計量數(shù)出現(xiàn)分數(shù)形式）。同時還要注意物質(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，但還要強調(diào)是以1mol純物質(zhì)完全燃作標準來進

8、行的。教學中還要注意的問題：o 3、有關(guān)反應熱的計算與有關(guān)物質(zhì)的量的計算聯(lián)系很緊密，在計算過程中要注意培養(yǎng)學生綜合應用知識的能力。o 4、可以適當補充一些不同類型的習題，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。如以煤、石油和天然氣的主要成分發(fā)生燃燒的反應為例，不僅鞏固、落實了知識和計算能力，還能通過計算的結(jié)果說明這些物質(zhì)燃燒時，其H的數(shù)值都很大，進一步認識煤、石油、天然氣是當今世界上最重要的化石燃料。喚起學生資源利用和保護環(huán)境的意識和責任感。 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 熱化學方程式2mol反應2mol H21molO2放出熱量241.8KJ*2熱化學方程式1mol反應2mol H21molO2放出熱量483.6KJ熱化學方程式2mol反應2mol H21molO2放出熱量241.8KJ*2熱化學方程式1mol反應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？化學反應熱是關(guān)鍵！化學反應熱是關(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，此時生成物中的水都是液態(tài)C(s)+O2(g)=CO2(g) H1 =-393.5 kJ/mol請寫出表示碳不完全燃燒生成請寫出表示碳不完全燃燒生成COCO的熱化學方

11、程式的熱化學方程式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到達到達山頂山頂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的現(xiàn)在你知道如何獲得下面反應的反應熱嗎反應熱嗎? ?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=?化學模型化學模型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化學模型化學模型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中一個重要的規(guī)

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

14、 ,他發(fā)現(xiàn)，在任何一個化學他發(fā)現(xiàn)，在任何一個化學反應過程中反應過程中, ,不論該反應過不論該反應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, ,反應所放出的總熱反應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對蓋斯定律的理解對蓋斯定律的理解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, ,同學們是否同學們是否體會到一種學習方法體會到一種學習方法 概念模型法概念模型法生活模型生活模型Ch1h2h3ABD化學模型化學模型C(g)+2O2(g)CO2(g)CO(g)+1/2O2(g)H1H3H2C(g)+1/2O2(g) 請閱讀課本請閱讀課本P11P11第四段，并第四段，并 談談你對這段話的理解談談你對這段話的理解 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蓋斯定律在科學研究中的重要意義蓋斯定律在科學研究中的重要意義o有些反應進行得很慢有些反應進行得很慢o有些反應不

16、容易直接發(fā)生有些反應不容易直接發(fā)生o有些反應的產(chǎn)品不純（有副反應發(fā)生）有些反應的產(chǎn)品不純（有副反應發(fā)生） 這些都給測量反應熱造成了困難這些都給測量反應熱造成了困難 利用蓋斯定律可以間接地把它們的反應利用蓋斯定律可以間接地把它們的反應熱計算出來熱計算出來練習：北京奧運會“祥云”火炬燃料是丙烷（C3H8），亞特蘭大奧運會火炬燃料是丙烯(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 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請寫出N2和O2反應生成NO2的熱化學方程式 練習：已知練習