蓋斯定律 教學設計

1、業(yè)精于勤荒于嬉,行成于思毀于隨！精品文檔，歡迎你閱讀并下載！蓋斯定律 教學設計蓋斯定律教學設計一、教學目標【知識與技能】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?！具^程與方法】1通過對蓋斯定律的涵義的分析和論證，培養(yǎng)學生分析問題的能力；2通過蓋斯定律的有關(guān)計算，培養(yǎng)學生的計算能力?！厩楦袘B(tài)度與價值觀】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。激發(fā)參與化學科技活動的熱情。2樹立辯證唯物主義的世界觀，幫助學生養(yǎng)成務實、求真、嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。二、教學重難點【教學重點】蓋斯定律的涵義和根據(jù)蓋斯定律進行反應熱的計算【教學難點】蓋斯定律的應用三、教學

2、方法探究式教學，多媒體輔助教學四、教學用具多媒體設備五、教學過程：【新課引入】（1）生活引入通過生活中的天然氣燃燒、實驗室中的酒精燃燒、祥云火炬燃燒以及火箭發(fā)射的圖片和肼的燃燒提出設疑?！驹O疑】在化學科研中，經(jīng)常要測量化學反應的反應熱，如天然氣的燃燒，實驗室酒精的燃燒，祥云火炬的燃燒，火箭發(fā)射時肼的燃燒等等，但是某些物質(zhì)的反應熱，由于種種原因不能直接測得，只能通過化學計算的方式間接獲得。如對于反應：C(s)+1/2O2(g)=CO(g)，因為C燃燒時不可能完全生成CO，總有一部分CO2生成，因此這個反應的H無法直接用實驗測得，那么該反應的反應熱是如何確定的呢？學習了今天的內(nèi)容你將知道答案。（2

3、）溫故知新【教師】首先，我們看一個具體的例子：已知H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)H1=-241.8kJ/mol請問241.8kJ/mol是不是H2的燃燒熱？為什么?【學生】不是，因為當水為液態(tài)時的反應熱才是燃燒熱?！窘處煛咳绻?，已知：H2O(g)=H2O(l)H2=-44kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)H=-285.8kJ/molH與H1、H2之間有什么關(guān)系？【學生】H=H1+H2【教師】在一定壓強下，1mol氫氣不管是直接變?yōu)橐簯B(tài)水，還是經(jīng)氣態(tài)水變?yōu)橐簯B(tài)水，反應熱一定，這就是著名的蓋斯定律?！景鍟康谌?jié)化學反應熱的計算一、蓋斯定律【蓋斯定律的介紹】【教師】

4、蓋斯定律，顧名思義，化學家蓋斯通過大量研究發(fā)現(xiàn)的客觀規(guī)律。大家也許會問“蓋斯是何許人也”。蓋斯，瑞典化學家。一生致力于化學熱效應的測定工作。于1836年發(fā)現(xiàn)，在任何一個化學反應過程中,不論該反應過程是一步完成還是分成幾步完成,反應所放出的總熱量相同，并于1840年以熱的加和性守恒定律公諸于世?！窘處煛繛榱思o念蓋斯，后來人們把熱的加和性守恒定律稱為蓋斯定律。我們再來具體看一看什么是蓋斯定律。(P11)1840年，瑞典化學家蓋斯通過大量的實驗證明，不管化學反應是一步完成或分幾步完成，其反應熱是相同的。也就是說，化學反應的反應熱只與反應的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應的途徑無關(guān)。這就是蓋斯定律?！景鍟?

5、、蓋斯定律：不管化學反應是一步完成或分幾步完成，其反應熱是相同的。即，化學反應的反應熱只與反應的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應的途徑無關(guān)?！窘處煛咳绾蝸砝斫饽兀?、蓋斯定律直觀化理解【教師】為了理解蓋斯定律，可以以登山為例，A（綿中實驗學校）B（九州大道）可以有多條路徑，不管選擇哪條路，AB的位移一定，克服重力做的功一定，山的海拔不變；因此，反應熱只與始態(tài)、終態(tài)有關(guān)，與過程無關(guān)。我們從山的高度與上山途徑無關(guān)的實例中抽象出圖1，H1、H2與H之間的關(guān)系如何？【教師】觀察后，完成下列表格。圖1CH1AHH2B圖2H2O（l）H2H2O（g）H1HH2(g)+1/2O2AC圖1AC圖2找起點AH2(g)找

6、終點BH2O(l)過程ACBABH2(g)H2O(g)H2O(l)H2(g)H2O(l)列式H=H1+H2H=H1+H2由圖1到圖2完成表格，即從一般到個別，加深學生對蓋斯定律的理解，解開最初的謎團。【教師】我們還可以應用能量守恒定律對蓋斯定律進行論證。請同學們思考蓋斯定律是哪些自然規(guī)律的必然結(jié)果？【學生】能量守恒【師】應該是質(zhì)量守恒和能量守恒定律的共同體現(xiàn)，反應時一步完成還是多步完成，最初的反應物和最終的生成物是一樣，如果物質(zhì)沒有變化,就不能引發(fā)能量的變化，前者為因，后者為果。【教師】假設一個反應體系的始態(tài)為S,終態(tài)為L，它們之間的變化用兩段弧線(可以包含著任意數(shù)目的中間步驟)連接如下：可以

7、得到這樣的結(jié)論:H1+H20。為什么會有這樣的結(jié)論?【學生】思考后回答：先從S變化到L，這是體系放出熱量（H10).經(jīng)過了一個循環(huán)，體系仍然處于S態(tài)，所有的反應物都和反應前完全一樣。若H1+H20,那么在物質(zhì)絲毫未損的情況下體系能量發(fā)生了變化，這就違背了能量守恒定律。所以H1+H20一定成立。這也證明了蓋斯定律是成立的。因為化學反應的反應熱只與反應的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應的途徑無關(guān)，而在此始態(tài)和終態(tài)一樣，所以H1+H2=0。能量變化是以發(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。【教師】有的同學可能會想，為什么我們不直接去測定反應熱，還要通過定律來計算呢？水的燃燒熱是我們可以直接測定

8、的，但是，在化學科研中有些反應很慢，有些反應不容易進行，有些反應的產(chǎn)品不純，這給測定反應熱造成了困難。而蓋斯定律的應用很好地解決了這一難題。3.蓋斯定律的應用有些化學反應進行很慢或不易直接發(fā)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(shù)據(jù)?！窘處煛坑^察下面的熱化學方程式，并思考問題：C(s)+1/2O2(g)=CO(g)H2=?能直接測出這個反應的反應熱嗎？為什么？【學生】討論發(fā)現(xiàn)：不能直接測出。在O2供應充分時,可燃燒生成CO2；O2供應不充分時，雖可生成CO，但同時還有部分CO被繼續(xù)氧化生成CO2?！窘處煛磕敲矗珻（s)+1/2O2(g)=CO(g)的反應熱如何獲得呢？

9、請同學們自己根據(jù)蓋斯定律設計一個方案?！緦W生】我們可以測得C與O2反應生成CO2以及CO與O2反應生成CO2的反應熱：（1）C（s）O2（g）=CO2（g）H1=3935kJmol（2）CO（g）+O2（g）=CO2（g）H3=2830kJmol根據(jù)蓋斯定律.可以很容易求算出C（s）+O2（g）=CO（g）的H。H1=H2+H3H2=H1H3=3935kJ/mol（2830kJ/mol）1105kJmol即：C（s）+O2（g）=CO（g）的H2=1105kJmol【教師】請同學分析解題思路?！緦W生】以蓋斯定律原理求解，以反應(1)為基準，利用圖形解題。（1）找起點C(s),（2）終點是CO2

10、(g),（3）總共經(jīng)歷了兩個反應CCO2；CCOCO2（4）也就說CCO2的焓變?yōu)镃CO；COCO2之和。則H1=H3+H2（5）求解：CCOH2=H1H3=-110.5KJmol-1【教師】方法1：虛擬路徑法-從能量變化入手以蓋斯定律原理求解，以給出的反應為基準（1）找起點C(s),（2）終點是CO2(g),（3）總共經(jīng)歷了兩個反應CCO2；CCOCO2。（4）也就說CCO2的焓變?yōu)镃CO；COCO2之和。以蓋斯定律原理求解，以要求的反應為基準則H1=H3+H2（1）找起點C(s),（2）終點是CO(g),（3）總共經(jīng)歷了兩個反應CCO2CO。（4）也就說CCO的焓變?yōu)镃CO2；CO2CO之

11、和。注意：COCO2焓變就是H2那CO2CO焓變就是H2方法2：加減消元法-從物質(zhì)變化入手(遵循數(shù)學基本原則)（1）寫出目標方程式確定“過渡物質(zhì)”（要消去的物質(zhì)）：（2）用消元法逐一消去“過渡物質(zhì)”，導出“四則運算式”。+（）（3）列式：H2=H1H3=-110.5KJmol-1歸納解題思路：確定待求的反應方程式；找出待求方程式中各物質(zhì)出現(xiàn)在已知方程式的什么位置；根據(jù)待求方程式中各物質(zhì)計量數(shù)和位置的需要對已知方程式進行處理；實施疊加并檢驗上述分析的正確與否。【例2】寫出石墨變成金剛石的熱化學方程式(25,101kPa時)查燃燒熱表知：C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g)C(金剛石，s)+O

12、2(g)=CO2(g)所以，-得：H1=-393.5kJ/molH2=-395.0kJ/molC(石墨，s)=C(金剛石，s)H=+1.5kJ/mol【教師】學習一個定律的目的在于運用，下面我們看幾個例子?！纠?】某次發(fā)射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃燒，生成N2、液態(tài)H2O。已知：N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)H1=+67.2kJ/molN2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)H2=-534kJ/mol假如都在相同狀態(tài)下，請寫出發(fā)射火箭反應的熱化學方程式。2：2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)小結(jié)：H=-1135.2kJ/mol（1）熱

13、化學方程式與數(shù)學上的方程式相似，可以移項同時改變正、負號；當熱化學方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)改變，其反應熱數(shù)值改變相同的倍數(shù)（2）根據(jù)蓋斯定律，可以將兩個或兩個以上的熱化學方程式包括其H相加或相減，得到一個新的熱化學方程式?！纠?】已知下列各反應的焓變Ca(s)+C(s,石墨)+3/2O2(g)=CaCO3(s)H=-1206.8kJ/molCa(s)+1/2O2(g)=CaO(s)H=-635.1kJ/molC(s,石墨)+O2(g)=CO2(g)H=-393.5kJ/mol試求CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的焓變=H=178.2kJ/mol注意事項：（1）熱化學方程式乘上某一

14、個數(shù)時，反應熱數(shù)值也須乘上該數(shù)；（2）熱化學方程式相加減時，同種物質(zhì)之間可相加減，反應熱也隨之相加減；（3）將一個熱化學方程式顛倒時，H的“+”“-”號必須隨之改變?！揪毩暋?、同素異形體相互轉(zhuǎn)化但反應熱相當小而且轉(zhuǎn)化速率慢，有時還很不完全，測定反應熱很困難?，F(xiàn)在可根據(jù)蓋斯提出的觀點“不管化學反應是一步完成或分幾步完成，這個總過程的熱效應是相同的”。已知：P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s)H1=-2983.2kJ/molP(s、紅磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)H2=-738.5kJ/mol試寫出白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學方程式。-4：P4(s、白磷)=4P(s、紅磷)

15、=-29.2kJ/mol2、已知石墨的燃燒熱：H=-393.5kJ/mol(1)寫出石墨的完全燃燒的熱化學方程式(2)二氧化碳轉(zhuǎn)化為石墨和氧氣的熱化學方程式C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g)H=-393.5kJ/molCO2(g)=C(石墨，s)+O2(g)H=+393.5kJ/mol正逆反應的反應熱效應數(shù)值相等，符號相反?！?”不能省去。思考：為什么在熱化學反應方程式中通?？刹槐砻鞣磻獥l件？熱化學方程式還可以表示理論可進行實際難進行的化學反應3、已知CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)H1=283.0kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)H2=285.8kJ/molC2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)H3=-1370kJ/mol試計算2CO(g)4H2(g)=H2O(l)C2H5OH(l)的H=？根據(jù)蓋斯定律，反應不論是一步完成還是分幾步完成，其反應熱效應都是相同的。下面就看看反應能不能由三個反應通過加減乘除組合而成，也就是說，看看反應能不能分成幾步完成。2+4-=所以，HH12H24H3283.22285.841370kJ/mol339.2kJ/m