盖斯定律教案.doc

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盖斯定律
适用学科
高中化学
适用年级
高中二年级
适用区域
全国
课时时长（分钟）
40
知识点
盖斯定律
热化学方程式的书写
教学目标
认识热化学方程式的意义并能正确书写热化学方程式 
理解并掌握盖斯定律的定义及应用范围
教学重点
盖斯定律及其应用
教学难点
以盖斯定律为核心的计算
教学过程
一、复习预习
讲解新课之前我们先来复习一下上节课的内容，上节课我们主要学习的内容是中和热和燃烧热，那请同学们回忆一下中和热和燃烧热的概念是什么呢？通过上节课的内容我们还掌握了测定中和热的方法，延伸来看，要想知道某一个反应的反应热，我们可以通过直接测量的方式来获知其△H，但是实际上，有些反应不容易通过实验直接测得其反应热，比如可逆反应和一些不容易控制反应进程的反应，这时候该怎么办呢？同时，我们还要考虑的问题就是，在热化学中，通过什么样的方式能简明的表达出该反应的热效应呢？这些问题我们一一解决。
二、知识讲解
考点1热反应方程式的书写规范
概念：表示参加反应物质的量和反应热的关系的化学方程式，叫做热化学方程式。 
书写热化学方程式的注意事项：

化学反应方程式
热化学方程式
对反应条件的要求
需要指明反应时的温度和压强（25℃、101Pa时，可以不注明），注明反应条件，例如：△（加热）

反应热与温度和压强等测定条件有关，所以书写时必须指明反应时的温度和压强（25℃、101Pa时，可以不注明）
对生成物状态的要求
需要标明“↑”或“↓”符号
不标“↑”或“↓”符号
对反应物状态的要求
无要求
各物质化学式右侧用（）表明物质的聚集状态。可以用g、l、s、aq分别代表气态、液态、固态、水溶液。固体有不同晶态时，还需将晶态注明，例如S（斜方），S（单斜），C（石墨），C（金刚石）等。
对计量系数的要求
化学计量数必需是整数
热化学方程式中化学计量数只表示该物质的物质的量，不表示物质分子个数或原子个数，因此，它可以是整数，也可以是分数。
其他要求

在化学方程式的右边写△H，若为放热反应，则△H为“—”；若为吸热反应，则△H为“+”。单位为kJ/mol。
并且由于△H与反应完成物质的量有关，所以方程式中化学式前面的化学计量数必须与△H相对应，当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。
【总结】：
1、热化学方程式中化学计量数表示参加反应的各物质的物质的量，可为整数或分数。 
2、普通化学方程式中化学计量数宏观上表示各物质的物质的量，微观上表示原子分子数目，只能为整数，不能为分数。 
3、热化学方程式需注明反应的温度和压强，如不注明条件，即指: 25℃ 1.01×105Pa；普通化学方程式中注明条件。 
4、化学方程式中各物质的系数加倍，则在热化学方程式中△H的数值也加倍；注意书写事项。
考点2盖斯定律及应用
可逆反应和一些不容易控制反应进程的反应不容易通过实验直接测得其反应热，这时候就要利用盖斯定律间接计算这些不能直接测得的反应热。
盖斯定律的概念：不管化学反应是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。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。
举个例子来说，有一个由A向B 的反应，但是该反应的反映热不容易通过实验直接测出来，那么我们就可以通过物质C，借助由A到C的反应热，和由C到B的反应热来计算出由A到B的△H，下面是盖斯定律的直观图示。

△H=△H1 + △H2
【总结】
1、当反应式乘以或除以某数时，△H也应乘以或除以某数。
2、反应式进行加减运算时，△H也同样要进行加减，且要带上“+”“—”符号，即把△H看成反应式的一个整体进行运算。
3、当运算时需要进行逆向运算时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。
三、例题精析
【例题1】结合下面两个反应的△H，计算C(s) +1/2O2(g) = CO(g)的反应热。并写出热反应方程式。
C(s) + O2(g) = CO2(g) △H1 = -393.5KJ/mol
CO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g) △H2 = -283.0KJ/mol
【答案】：C(s) + 1/2O2(g) = CO(g) △H=-110.5 KJ/mol
【解析】：
△H1 = △H2 + △H3
△H3 = △H1 - △H2 = -393.5 KJ/mol - (-283.0 KJ/mol) = -110.5 KJ/mol
则：C(s) + 1/2O2(g) = CO(g) △H=-110.5 KJ/mol
【例题2】盖斯定律指出：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，而与具体反应进行的途径无关。物质A在一定条件下可发生一系列转化，如图判断下列关系正确的是（　　）

A．A→F，△H=-△H 6
B．△H1+△H 2+△H 3+△H 4+△H 5+△H 6=1
C．C→F，△H=△H 1+△H 2+△H 6
D．△H 1+△H 2+△H 3═△H 4+△H5+△H 6
【答案】：A
【解析】：6个△H全部相加，是A→A的△H，应等于零，即△H1+△H 2+△H 3+△H 4+△H 5+△H 6=0，故B错误；F→C的△H=△H6+△H1+△H2，则C→F的△H=-（△H6+△H1+△H2），故C错误；A→D的△H=△H1+△H2+△H3，D→A的△H=△H4+△H5+△H6，二者的绝对值相等，符号相反，即|△H 1+△H 2+△H 3|=|△H 4+△H5+△H 6|，故D错误。
【例题3】：已知25℃、101kPa时，一些物质的燃烧热为：
化学式
CO（g）
H2（g）
CH3OH（l）
△H/（ kJ•mol-1）
-283.0
-285.8
-726.5
请回答下列问题：
（1）写出该条件下CH3OH（l）完全燃烧的热化学方程式：____________________。
（2）根据盖斯定律完成反应的热化学方程式：CO（g）+2H2（g）═CH3OH（l）△H=____________。
【答案】：CH3OH（l）+3/2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H=-726.5KJ•mol-1；-128.1KJ•mol-1。
【解析】：（1）根据燃烧热的定义：在25℃、101kPa时，1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量。S转化为SO2，C转化为二氧化碳，H转化为液态水。故可以得出CH3OH完全燃烧的热化学方程式；
（2）分别写出CO、H2、CH3OH热化学方程式后，根据盖斯定律就可得出要求的热化学方程式及反应热。
四、课堂运用
【基础】
1、下列说法均与盖斯定律有关，正确的有（　　）个
①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；
②盖斯定律的重要意义在于可将某些不易直接测定的反应热计算出来；
③盖斯定律是能量守恒定律的具体体现；
④能量的释放或吸收是以发生变化的物质为基础的。
A．1个 B．2个 C．3个 D．4个
【答案】：D
【解析】：一个化学反应不管是一步完成的，还是多步完成的，其热效应总是相同的，一个化学反应不管是一步完成的，还是多步完成的，其热效应总是相同的，故①正确；盖斯定律实际上是“内能和焓是状态函数”这一结论的进一步体现。利用这一定律可以从已经精确测定的反应热效应来计算难于测量或不能测量的反应的热效应，故②正确；反应物和生成物能量一定，变化过程中的能量变化是依据能量守恒的分析体现，盖斯定律是能量守恒定律的具体体现，故③正确；物质发生化学反应的焓变=生成物总焓-反应物总焓计算平均反应吸热和放热，化学变化中伴随能量变化，故④正确；
2、盖斯定律认为能量总是守恒的：化学反应过程一步完成或分步完成，整个过程的热效应是相同的，
已知：①H2O（g）═H2O（l）；△H=-Q1 kJ/mol；
②C2H5OH（g）═C2H5OH（l）；△H=-Q2kJ/mol；
③C2H5OH（g）+3O2（g）═2CO2（g）+3H2O（g）；△H=-Q3kJ/mol。
下列判断正确的是（　　）
A．酒精的燃烧热为Q3kJ
B．若使23 g液体酒精完全燃烧，最后恢复到室温，释放出的热量为（1.5Q1-0.5Q2+0.5Q3）kJ
C．H2O（g）→H2O（l）释放出了热量，所以该过程为化学变化
D．从反应③可知1mol C2H5OH（g）的能量高于2CO2（g）和3H2O（g）的总能量
【答案】：B
【解析】：C2H5OH（g）+3O2（g）═2CO2（g）+3H2O（g）；△H=-Q3kJ/mol。反应中生成的水是气体，不是稳定氧化物，故燃烧热不是Q3kJ，故A错误；气态水变化为液态水是物质状态变化，无新物质生成；故C错误；③C2H5OH（g）+3O2（g）═2CO2（g）+3H2O（g）；△H=-Q3kJ/mol。反应是放热反应，1mol C2H5OH（g）和3molO2的总能量高于2CO2（g）和3H2O（g）的总能量，故D错误。
【巩固】
3、已知：（1）NH3（g）+HCl（g）=NH4Cl（s）；△H1=-76kJ•mol-1
（2）NH3（g）+H2O（l）=NH3•H2O（aq）；△H2=-35.1kJ•mol-1
（3）HCl（g）+H2O（l）=HCl（aq）；△H3=-72.3kJ•mol-1
（4）HCl （aq） NH3•H2O（aq）=NH4Cl（aq）+H2O（l）；△H4=-52.3kJ•mol-1
（5）NH4Cl（S）+H2O（l）=NH4Cl（aq）；△H5
根据盖斯定律，则（5）方程式中的反应热△H5为（　　）
A．-335.7 kJ•mol-1
B．-16.3 kJ•mol-1
C．+16.3 kJ•mol-1
D．-83.7 kJ•mol-1
【答案】：D
【解析】：根据盖斯定律：（2）+（4）-（1）+（3）得：NH4Cl（S）+H2O（l）=NH4Cl（aq）。
4、利用盖斯定律回答下列问题：已知热化学方程式
C（s、金刚石）+O2（g）-→CO2（g）；△H=-395.4kJ•mol-1
C（s、石墨）+O2（g）-→CO2（g）；△H=-393.5kJ•mol-1
由金刚石转化为石墨的热化学方程式为___________________由热化学反应方程式看来，更稳定的碳的同素异形体是_________。
【答案】：C（s、金刚石）→C（s、石墨）△H=-1.9kJ•mol-1，石墨
【解析】：已知：①C（s、金刚石）+O2（g）→CO2（g）；△H=-395.4kJ•mol-1
②C（s、石墨）+O2（g）-→CO2（g）△H=-393.5kJ•mol-1
利用盖斯定律将①-②可得：
C（s、金刚石）→C（s、石墨）△H=（=-395.4kJ•mol-1）-（-393.5kJ•mol-1）=-1.9kJ•mol-1，
该反应放热，说明金刚石的能量大于石墨，物质的能量越高，越不稳定，说明石墨较稳定。
【提高】
5、盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义．有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可通过间接的方法测定．现根据下列3个热化学反应方程式：
Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=-24.8kJ/mol
3Fe2O3（s）+CO（g）=2Fe3O4（s）+CO2（g）△H=-47.2kJ/mol
Fe3O4（s）+CO（g）=3FeO（s）+CO2（g）△H=+640.5kJ/mol
写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式： ____________________________________。
【答案】：CO（g）+FeO（s）=Fe（s）+CO2（g）△H=-218.0kJ/mol。
【解析】：①×3-②-③×2得6CO（g）+6FeO（s）=6Fe（s）+6CO2（g）△H=（-24.8kJ/mol）×3-（-47.2kJ/mol）-（+640.5kJ/mol）×2=-1308.0kJ/mol，即 CO（g）+FeO（s）=Fe（s）+CO2（g）△H=-218.0kJ/mol 。
6、盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义．有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可通过间接的方法测定．金红石（TiO2）制钛，涉及的步骤为：TiO2-TiCl4-Ti，
已知：C（s）+O2（g）=CO2（g）△H=-393.5kJ/mol ①
O2（g）+2CO（g）=2CO2（g）△H=-566kJ/mol ②
TiO2（s）+2Cl2（g）=TiCl4（s）+O2（g）△H=+141kJ/mol ③
写出金红石与氯气、石墨制取TiCl4（s）和CO的热化学反应方程式______________________。
【答案】：TiO2（s）+2Cl2（g）+2C（s）=TiCl4（s）+2CO（g）△H=-80KJ/mol。
【解析】：金红石与氯气、石墨制取TiCl4（s）和CO的化学反应方程式可以通过③+①×2-②得到，所以TiO2（s）+2Cl2（g）+2C（s）=TiCl4（s）+2CO（g）△H=141kJ/mol-393.5kJ/mol×2+566kJ/mol=-80KJ/mol，即TiO2（s）+2Cl2（g）+2C（s）=TiCl4（s）+2CO（g）△H=-80KJ/mol。
课程小结
1、热化学方程式的书写原则：
热化学方程式中化学计量数只表示该物质的物质的量，不表示物质分子个数或原子个数，因此，它可以是整数，也可以是分数。在化学方程式的右边写△H，若为放热反应，则△H为“—”；若为吸热反应，则△H为“+”。单位为kJ/mol。并且由于△H与反应完成物质的量有关，所以方程式中化学式前面的化学计量数必须与△H相对应，当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。反应热与温度和压强等测定条件有关，所以书写时必须指明反应时的温度和压强（25℃、101Pa时，可以不注明）；不标“↑”或“↓”符号；各物质化学式右侧用（）表明物质的聚集状态。可以用g、l、s、aq分别代表气态、液态、固态、水溶液。固体有不同晶态时，还需将晶态注明，例如S（斜方），S（单斜），C（石墨），C（金刚石）等。
2、盖斯定律的原理：

△H=△H1 + △H2
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课后评价见系统

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