第三课时.反应焓变的计算-----盖斯定律

第三课时、反应焓变的计算-----盖斯定律

年级主任：张中利 备课组：高二化学 备课人：唐国军 备课时间：2012.10.9

【课标三维定向】 １. 知识与技能

⑴能熟练书写热化学方程式，能利用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算 ２. 过程与方法

⑴掌握盖斯定律，并能进行有关发应热的计算。 【学习重难点】1. 掌握盖斯定律，并会计算反应的焓变。

【课堂学案】

【复习提问】写出下列反应的热化学方程式

（1）1molC 2H 5OH(l)与适量O 2(g)反应，生成CO 2(g)和H 2O(l)，放出1366.8kJ 热量。 。 （2）18g 葡萄糖与适量O 2(g)反应，生成CO 2(g)和H 2O(l)， 放出280.4kJ 热量。 【板书】三、反应焓变的计算 （一）盖斯定律：

1、内容： 2、理解要点：

（1）反应焓变（反应热效应）只与 、 有关，与 无关。 （2）焓变（反应热）总值一定。 △H a

H 2

反应物

生成物 △3

H 5

b

c

△H = △H 1 + △H 2 = △H 3 + △H 4 + △H 5

[合作探究]：如何进行反应热的计算？

由盖斯定律可知：反应热的大小与反应的 无关，无论是一步完成还是分几步完成，其反应热是 的。我们可以将两个或多个热化学方程式包括其△H 相 或相 ，得到一个新的热化学方程式。即热化学方程式具有 性，可以进行加、减、乘、除四则运算。

[要点强化指导]：⑴反应热的计算是以其定义为基础的，要掌握其定义的涵义，同时注意单位的转化。

⑵依据热化学方程式的计算，要注意反应热是指反应按所该形式完全进行时的反应热。 ⑶热化学方程式中的化学计量数与反应热成正比关系。 （二）焓变的计算方法

1、利用已知焓变求未知焓变——热化学方程式相加减 【问题分析示例】

例题1：氢气和氧气生成液态水的反应， 可以通过两种途径来完成，如下图所示：

已知：H －1

2（g ）+ 1/2O2（g ）= H2O （l ）；△H = －285.8kJ ·mol H 2O （g ）= H2O （l ）；△H 2 = －44.0kJ ·mol －1

求：H 2（g ）+ 1/2O2（g ）= H2O （g ）的反应热△H 1 ？ 解析：

【例2】试利用298K 时下述反应的实验数据，计算此温度下

C （s ，石墨）+1

2

2（g ）=CO（g ）的反应焓变。

C （s ，石墨）+ O2（g ）= CO2（g ） △H 1 = —393.5kJ•mol

—1

CO （g ） + 1

2

2（g ）= CO2（g ） △H 2 = —283.0kJ•mol—1

解：

【练习1】试利用298K 时下述反应的实验数据，计算此温度下P 4（s ，白磷）= 4P（ s ，红磷）的反应焓变。

P 4（s ，白磷）+ 5O2（g ）= P4O 10（S ） △H 1 = —2983.2kJ•mol—1

P （s ，红磷）+ 51—4O 2（g ）= 4

P 4O 10（S ） △H 2 = —738.5kJ•mol1

【练习2】试利用298K 时下述反应的实验数据，计算此温度下 2N 2H 4(g) + 2NO2(g) == 3N2(g) + 4H2O(g)的反应焓变。

N 2（g ） + 2O2（g ） == 2NO2（g ） △H 1 = + 67.7kJ•mol—1 N 2H 4（g ）+ O2（g ） == N2（g ）+ H2O （g ） △H 2 = — 534kJ•mol—1

【练习3】试利用298K 时下述反应的实验数据，计算此温度下 Zn （s ）+ HgO（s ） == ZnO （s ）+ Hg（l ）的反应焓变。 Zn （s ） + 1

2（g ）== ZnO（s ） △H 1 = —351.1kJ•mol—1

2 Hg （s ） + 1

2

O 2（g ）== HgO（s ） △H 2= —90.7kJ•mol—1

2、利用化学键的键能求焓变

（1）键能： （2）△H = ∑ (反应物的键能） —∑(反应产物的键能)

【例3】以下是部分共价键键能数据：P —P 198kJ•mol—1，P —O 360kJ•mol—1，

氧气中化学键O=O 498kJ•mol—1。 试根据这些数据计算下面这个反应的焓变。

P 4(s,白磷) + 3O2(g) == P4O 6(s) △H = ？

氧原子 磷原子 P 4 分子结构 P 4O 6 分子结构

针对性练习：

已知：C （s ）+ O2（g ）= CO2（g ）；△H 1 = －393.5kJ ·mol －1 CO （g ）+ 1/2O2（g ）= CO2（g ）

；△H 2 = －283.0kJ ·mol －1 试求C （s ）+ 1/2 O2（g ）= CO（g ）的反应热△H 3 ？

[要点强化指导]：影响反应热大小的因素：

反应热的大小与反应的条件，反应物、生成物的种类、状态及物质的量有关。 ⑴不同的反应，有不同的反应热；

⑵同一反应，若某一物质的状态不同，则反应热不同。参加反应的物质的物质的量不同，则反应热不同。

⑶反应方向逆向，则△H 改变符号，但绝对值不变。

⑷反应热的大小与与反应的途径无关，无论是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。

【课堂练习达标】

1．下列说法正确的是 （ ） A ．反应热指的是反应过程中放出的热量

B ．热化学方程式中的化学计量数意义之一是表示分子的个数

C ．反应热的大小与反应的途径有关，理论上分多步完成时过程中热量损耗多，比一步完成时其

反应热效应少。

D ．依据盖斯定律，热化学方程式具有加和性，也可以进行加、减、乘、除四则运算。

2．下列各项与反应热的大小无关的是 （ ） A ．反应物的状态 B ．生成物的状态 C ．反应物的多少 D ．表示反应热的单位

3．已知：C （s ）＋ 1/2O－1

2（g ）＝ CO （g ）

；△H 1 = －110.35kJ ·mol CO （g ）＋ 1/2O－1

2（g ）＝ CO 2（g ）；△H 2 = －282.57kJ ·mol

则C （s ）＋ O 2（g ）＝ CO 2（g ）

；△H 3 ＝ ？ （ ） A ．＋172.22kJ ·mol －1 B ．－172.22kJ ·mol －1 C ．＋392.92kJ ·mol －1 D392.92kJ ·mol －1

4．下列说法不正确的是 （ ） ①在热化学方程式中无论是反应物还是生成物必须标明聚集状态；②所有的化学反应都伴随着能量变化；③放热的反应发生时不必加热；④一般来说，吸热反应在加热后才能发生；⑤化学反应的热效应数值与参加反应的物质的多少有关；⑥一般来说，吸热反应在一定条件下也能发生；⑦依据盖斯定律，反应热的大小与反应的途径有关，无论是一步完成还是分几步完成，其反应热基本相同。

A ．②③⑥⑦ B ．③④⑤⑦ C ．④⑤⑦ D ．③④⑦

5．已知热化学方程式：2H 2O （l ）= 2H 2（g ）+ O2（g ）

；△H 1 = ＋571.6kJ ·mol －1 2H 2（g ）+ O2（g ）= 2H2O （g ）

；△H 2 = －483.6kJ ·mol －1 当1g 液态水变为气态水时，对其热量变化的下列描述：①放出；②吸收；③2.44kJ ：④4.88kJ ；⑤88kJ 。其中正确的是 （ ）

A ．②和⑤ B ．①和③ C ．②和④ D ．②和③

6．同素异形体相互转化的反应热相当少而转化速率慢，有时还很不完全，测定时很困难，现可依据盖斯定律进行计算。已知：

4P （白磷，s ）＋ 5O －1

2（g ）＝ 2P 2O 5（s ）；△H 1 ＝ －283.2 kJ·mol ①

4P （红磷，s ）＋ 5O －1

2（g ）＝ 2P 2O 5（s ）；△H 2 ＝ －184.0kJ ·mol ②

试写出白磷转化成红磷的热化学方程 。

7．已知下列热化学方程式：

⑴Fe （s ）＋ 3CO （g ）＝ 2Fe （s ）＋ 3CO －1

2O 32（g ）；△H ＝ －25 kJ·mol ⑵3Fe O －123（s ）＋ CO （g ）＝ 2Fe 3O 4（s ）＋ CO 2（g ）；△H ＝ －47 kJ·mol

⑶Fe 3O 4（s ）＋ CO （g ）＝ 3FeO （s ）＋ CO －1

2（g ）；△H ＝ ＋19 kJ·mol

写出FeO （s ）被CO 还原成Fe （s ）和CO 2的热化学方程式 。

课后反思：

第二节 电能转化为化学能──电解

年级主任：张中利 备课组：高二化学 备课人：唐国军 备课时间：2012.10.14

【课标三维定向】 １. 知识与技能

⑴以电解熔融的氯化钠为例，理解电解的基本原理，能够正确判断电解池的阴极和阳极。 ２. 过程与方法

⑴通过理解电解的基本原理，体会电解原理的应用及计算。 ３. 情感态度与价值观

激发自主探究的意识，培养“由表及里”的分析问题的辩证唯物主义观点的教育。 【学习策略指导】

学习重点：以电解熔融的氯化钠为例，理解电解的基本原理，初步掌握一般电解反应产物的判断方法。

第一课时 电解原理

问题一、电解 【自主学习】

⒈电解熔融的氯化钠

离子在电场中的 是电解质溶液和熔融电解质导电的原因。在电场作用下，熔融的氯化钠中的 和 分别移向与电源负极和正极相连的电极。与电源负极相连的电极带有 ，Na ＋

在这个电极上得到电子，被还原成钠原子： ；而与电源正极相连的电极带有 ，Cl －

在将电子转移给这个电极，自身被氧化成 ，最终生成 ： 。将两个电极上所发生的反应组合起来，就是电解氯化钠制备金属钠的化学反应： 。

⒉电解的定义

在 的作用下，电解质在两个电极上分别发生 和 的过程。 [要点强化指导]

⑴电解时所用的电流必须是直流电，而不是交流电。 ⑵熔融态电解质可被电解，电解质溶液也可被电解。

⑶电解的过程实质是一个氧化还原反应发生的过程，这一过程在通常情况下是不能进行的。

问题二、电解池

【自主学习】 ⒈ 电解池的含义

将 转化为 的装置被称为电解池。 ⒉ 电解过程中的能量变化

在电解过程中，电源向反应体系提供 能，电能转化为 能而“储存”在反应物中。3. 电解池的电极：

按照电化学规定，电解池中的两个电极是 极、 极，发生 的电极叫做阳极（阳极与电源的 相连）；发生 的电极叫做阴极（阴极与电源的 极相连）。4. 构成电解池的条件：

(1) (2) (3) (4)

【练习1】. 分析下图，属于电解池的有 （ ）

【练习2】下列说法正确的是 （ ） ①电解是把电能转变成化学能； ②电解是化学能转变成电能；

③电解质溶液导电是化学变化； ④任何电解过程，必将导致氧化还原反应的发生；

问题三、电极反应及其反应式的书写 【自主学习】

⒈电极反应的含义

在电解池中，氧化反应和还原反应是在两个 上分别进行的。每个电极上或是发生 电子的变化，或是发生 电子的变化，分别相当于 的一半，这种反应常称为半反应。在电极上进行的半反应叫做电极反应，阳极上发生 反应，阴极上发生 反应。

[合作探究1]：电极与电子的移动方向有怎样的特点？

⑴阳极与电源的 相连，阳极上发生 反应，电子由电解质中的 放电经电解池 极、外电路到电源的 极，即： 极

电源的 极；

⑵阴极与电源的 极相连，阴极上发生 反应，电子由电源的 极、外电路到电解池 极被电解质中的阳离子得到，即：电源的 极 电解池的 极。

[要点强化指导]电极与溶液（或熔融电解质）中的离子移动

⑴电解池的 极上有富积的大量的 ，故电解质中带 电荷的 离子向该极移动； ⑵电解池的 极上缺失 ，故电解质中带 电的 离子向电解池的 极移动。 规律

阴极： 发生还原反应的电极。 与电源“+”相连的电极， 得到电子的电极， 阳离子移到的电极。

阳极： 发生氧化反应的电极。 与电源“—”相连的电极，

失去电子的电极， 阴离子移到的电极。

[规律指导与总结]：电极反应式的书写形式与步骤 ⑴电极反应式的书写形式有两种（以Cl －被氧化为例）：

①2Cl －－ 2e－＝ Cl2↑； ②2Cl － →Cl 2↑＋ 2e－ 。 举例：写出电解熔融NaCl 的电极方程式

⑵总结电极反应式的书写步骤：

①看电极：主要看阳极是何类型的电极，若为活性电极，电极本身被氧化；若为惰性电极，溶液或融化状态的电解质中的阴离子被氧化。阴极一般不参与反应。

②看离子：搞清溶液或融化状态的电解质中有哪些阳离子、阴离子，首先排出放电顺序，然后书写电极反应式。

③书写时一定不要忘了水的电离，水溶液中始终有H ＋和OH －，放电顺序中H ＋和OH －之后的离子一般不参与电极反应。

④两个电极反应式所带的电荷必相等。

⑤书写时可依据总的反应式和某一电极反应式来写另一电极反应式。用总的反应式减去某一电极反应式就等于另一电极反应式

问题四、电解质溶液中各离子的放电顺序

【自主学习】

⒈离子的放电是指 离子失去电子或 离子得到电子的过程。阴离子放电越容易， 电子就越容易， 性就越强；反之，阳离子放电越容易， 电子就越容易， 性就越强。

⒉阳离子的放电顺序（阴极）：

K +＜Ca 2+＜Na +＜Mg 2+＜Al 3+＜H +（H +浓度较小）＜Zn 2+＜Fe 2+＜Sn 2+＜Pb 2+＜H +（H +浓度较大）＜Cu 2+ ＜Fe 3+＜Hg 2+＜Ag +＜Pt 2+＜Au 3+

⒊阴离子的放电顺序（阳极）：

S 2－＞I －＞Br －＞Cl －＞OH －＞含氧酸根离子（SO 2－－4、NO 3等）＞F － 【问题分析】

例题1：电解CuCl 2溶液的电极反应的书写。

CuCl 2

针对性练习：

1．工业制镁是采用电解熔融的氯化镁的方法。试分析电解熔融的MgCl 2的原理，写出有关的电极反应式及总反应式。

例题2：：以石墨为电极电解Cu （NO 3）2溶液和硫酸溶液。

⑴写出电极反应式； ⑵写出电解的总反应式和离子方程式。

针对性练习：

2．用惰性电极电解CuSO 4和NaCl 的混合溶液，开始时阴极和阳极上分别析出的物质是（ ） A ．H 2和Cl 2 B ．Cu 和Cl 2 C ．H 2和O 2 D ．Cu 和O 2 【总结】电解的几种类型

（1）电解含氧酸、强碱溶液及活泼金属的含氧酸盐，实质上是电解水，电解水型；

（2）电解不活泼金属无氧酸盐，实际上是电解电解质本身，分解电解质型； （3）电解不活泼金属的含氧酸盐，放氧生酸型；

（4）电解活泼金属（K/Ca/Na）的无氧酸盐，放氢生碱型；

【课堂练习达标】

3． 下列关于电解槽的叙述不正确的是 （ ） A ．与电源正极相连的是电解槽的阴极 B ．与电源负极相连的是电解槽的阴极 C ．在电解槽的阳极上发生氧化反应 D ．电子从电源的负极沿导线流入电解槽的阴极

4．能用电解的原理说明问题的是 （ ） ①电解是把电能转化成化学能；②电解是把化学能转化成电能；③电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化；④某些不能自发的氧化还原反应，通过电解的原理可以实现；⑤任何溶液被电解时，必须导致氧化还原反应的发生。

A ．①②③④ B ．②③⑤ C ．③④ D ．①③④⑤

5．电解下列物质的水溶液时，在阴极区无金属析出的是 ( ) A ．AgNO 3 B ．Cu Cl 2 C ．NaOH D ．CaCl 2

6．用石墨作电极，下列离子浓度相同时，在电解过程中最容易发生的电极反应是 ( ) A ．2Cl －

→Cl －

－

－

2↑＋ 2e B ．4OH → 2H 2O ＋ O 2↑＋ 4e C ．S

2－

→S ＋ 2e － D ．2Br － →Br －2 ＋ 2e

7．若电解熔融的氢氧化钠，其有关的电极反应式及总反应式怎样？

8．在蒸馏水中按物质的量之比为1∶1∶1∶1加入AgNO 3、Ba （NO 3）2、K 2SO 4、NaC l ，充分搅拌后，以铂电极电解该溶液，通电后最初所的还原产物与氧化产物的质量比为 ( ) A ．1∶8 B ．137∶71 C ．35.5∶108 D ．108∶35.5 9．用碳棒作电极，在盐酸、硫酸、硫酸钠、硝酸银、氯化钠、氢氧化钠、氯化铜各解质溶液中电解

⑴当阴极放出H 2，阳极放出O 2时，电解质的名称是 ； ⑵当阴极析出金属，阳极放出O 2时，电解质的名称是 ； ⑶当阴极放出H 2，阳极放出Cl 2时，电解质的名称是 ； ⑷电解过程中电解质和水都减少时，电解质的名称是 ；

课堂反思：