反應焓變的計算

變化觀念與平衡思想：

能運用化學變化的規律分析說明生産、生活實際中的化學變化

證據推理與模型認知：

能理解、描述和表示蓋斯定律計算模型，指出其表示的具體含義，并應用于反應焓變的計算。

科學态度與社會責任：

能舉例說明化學在解決能源危機中的重要作用，能分析能源的利用對自然環境和社會發展的硬性。能綜合考慮化學變化中的物質變化和能量變化來分析、解決實際問題。在實踐中逐步形成節約成本、循環利用、保護環境等觀念。

蓋斯定的含義和應用、焓變的簡單計算

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【投影】常見出行方式圖片

【引入】人類的衣食住行離不開能源，不同的能源提供給人類的能量也不僅相同。例如不同的燃料産生的熱量不同，如何根據需要選擇燃料，能否通過計算了解不同燃料所能提供能量的多少？是人們關心的問題，本節課我們一起來學習關于反應焓變的計算問題。

【知識回顧】請根據上節課學習内容寫出有關的熱化學方程式。

1.已知1mol石墨完全燃燒生成二氧化碳氣體，放出393.5kJ的熱量，寫出石墨完全燃燒的熱化學方程式。

2.寫出二氧化碳轉化為石墨和氧氣的熱化學方程式 。

【思考】如何獲得化學反應焓變的數據？

學生回答：通過實驗測定

【思考交流】所有化學反應的焓變都可以通過實驗進行測定嗎？例如碳和氧氣反應生成一氧化碳氣體的焓變，能否通過實驗進行測定？若不能進行測定你認為原因是什麼？

【歸納總結】1.化學反應不計其數，每一個反應在不同溫度下的反應焓變又不盡相同，通過實驗測定反應焓變工作量大；2.受反應條件的限制，有些反應的焓變很難直接測定。

【質疑】如何得知碳單質與氧氣生成CO這一反應的焓變呢？能否利用一些已知反應的焓變來計算其他反應的焓變呢？

【闆書】三.反應焓變的計算

【講述】瑞士化學家蓋斯，通過大量實驗事實總結出了一個規律，為從理論上計算化學反應熱提供了思路。次定律被稱為蓋斯定律，蓋斯被人們稱為“熱化學之父”。

【自主學習】結合學案問題自主學習教材P7—8頁内容。

【闆書】1.蓋斯定律内容

【投影】

【思考】如何理解蓋斯定律？怎麼利用蓋斯定律進行化學反應焓變的計算？

【闆書】2.蓋斯定律的理解

3.蓋斯定律的應用

【投影】

【總結】在給定條件下，一個化學反應的焓變隻取決于反應體系的始态和終态，與反應途徑無關

【投影講解】

【總結】有些化學反應進行很慢或不易直接發生，很難直接測得這些反應的反應熱，可通過蓋斯定律獲得它們的反應熱數據。

【例】已知在298K時下列反應焓變的實驗數據：

(1)C(s，石墨) O2(g)==CO2(g) ΔH1=–393.5 kJ·mol-1

(2)CO(g) 1/2O2(g)==CO2(g) ΔH2=–283.0 kJ·mol-1

計算此溫度下C(s，石墨) 1/2O2(g)==CO(g)的反應焓變。

【投影】解題過程，分析講解

【歸納總結】若一個化學反應的熱化學方程式可由另外幾個化學反應的熱化學方程式相加減而得到，則該化學反應的焓變即為另外幾個化學反應焓變的代數和。

【投影總結】蓋斯定律應用方法：

1.分析給定反應與所求反應的物質關系和焓變關系。

2.将已知方程式進行變換、加和得到總反應的熱化學方程式。

3.将焓變的數值根據關系進行加和計算出所求反應的焓變。

【遷移應用】已知下列反應的反應熱為

⑴CH3COOH(l) 2O2(g)== 2CO2(g) 2H2O(l) ΔH1=-870.3 kJ·mol-1

⑵C(s) O2(g)==CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ·mol-1

⑶H2(g) 1/2O2(g)==H2O(l) ΔH3=-285.8 kJ·mol-1

試計算下述反應的反應熱：2C(s) 2H2(g) O2(g)==CH3COOH(l)

【解析】由題意可知2[(2) (3)]－(1)即得目标方程式。

即：ΔH=2[ΔH2 ΔH3] －ΔH1

ΔH =2×[(-393.5 kJ·mol-1) (-285.8 kJ·mol-1)]-(-870.3 kJ·mol-1)=-488.3 kJ·mol-1

【投影】

【質疑】人類的生活離不開能源，什麼是能源？能源的利用存在哪些問題？如何合理利用能源？請大家根據學案問題閱讀教材P9頁内容。

【闆書】4.能源利用

【自主學習】學生閱讀教材，完成學案内容

【投影總結】

【質疑】能源危機是當今世界面臨的重大問題，如何解決能源危機實現能源的可持續發展呢？

【總結講述】一方面必須“開源”，開發核能、風能、太陽能等新能源，另一方面需要“節流”，加大節能減排力度，提高能源利用效率。

【投影】

【交流研讨】1.燃料的合理利用和綜合利用式提高能源利用效率的重要途徑之一。人們通常會從哪些角度、依據什麼标準來合理選擇燃料？

學生：展示自己觀點

【投影總結】

【引入】燃料釋放熱量的多少通常通過摩爾燃燒焓來衡量。摩爾燃燒焓是指在一定反應溫度和壓強條件下，1mol純物質完全氧化為同溫下的指定産物時的焓變。并指定物質中所含有的氮元素氧化為N2(g)、氫元素氧化為H2O(l)、碳元素氧化為CO2 (g)。

【投影】幾種物質的摩爾燃燒焓

【交流研讨】2.請結合表中幾種物質的摩爾燃燒焓數據，評價煤、天然氣、氫氣、一氧化碳作為燃料的優缺點。完成學案表格

【投影】

【交流研讨】學生完成交流研讨，展示結果

3.目前，煤在我國仍然是第一能源，但是，将煤直接用作燃料，不僅利用效率低，而且會産生大量固體垃圾和多種有害氣體，為解決這一問題，工業上通過煤的幹餾、氣化和液化等方法來實現煤的綜合利用，其中，煤的氣化試講煤轉化為可燃氣體的過程，主要反應為

C(s) H2O(g)

(1) 你認為煤的氣化對于提高能源利用效率有哪些價值？

【投影展示】

(2)已知298K、101kPa時，1molH2O(l)變為H2O(g)需要吸收44.0KJ的熱量，則上述煤的氣化反應的焓變是多少？

【投影展示】

【課堂小結】

本節内容理論性較強，對蓋斯定律的理解和應用是難點，不易引起學生的學習興趣。與舊教材相比本節内容增加了對能源的介紹，因此在設計本節課時，以人類出行的各種方式背後離不開各種各樣的能源為問題背景，引入不同能源産生能量的計算問題以及人類對所面臨的能源危機的解決問題，激發學生的學習興趣，同時發展學生科學态度和社會責任的化學學科素養。

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