选择性必修1 第一章 第二节 第1课时 盖斯定律-学案设计

第一章 第二节 第一课时

《盖斯定律》学案

【学习目标】

1. 理解盖斯定律的含义，认识同一个化学反应的反应热与反应进行的途径无关；

2. 应用盖斯定律计算生产生活中常见反应的反应热，感受定量研究的意义。

【学习过程】

一、盖斯定律

1.概念：一个化学反应，不管是一步完成的还是分几步完成的，其反应热是相同的。

2.盖斯定律有什么意义？

二、案例分析

案例：计算碳不完全燃烧生成CO的反应热

已知：C(s)+ O2(g) = CO2(g)              ∆H1=-393.5kJ/mol

 CO(g)+ 1/2O2(g) = CO2(g)       ∆H2=-283.0kJ/mol

1.根据盖斯定律，设计反应路径并计算反应热。

2.反应热可以加减，方程式也可以通过加合的方式，消去某些物质。如何调整方程式消去二氧化碳？

3. 总结应用盖斯定律解题模型。

三、盖斯定律的应用

学习任务1：写出肼(N2H4，液态)与NO2反应的热化学方程式

【资料】火箭发射时可以用肼(N2H4，液态)做燃料，NO2做氧化剂，二者反应生成N2和水蒸气。已知：

①N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)               ∆H1 = +66.4kJ/mol

②N2H4(l)+ O2(g)=N2(g)+2H2O(g)      ∆H2 = -534kJ/mol

学习任务2：计算煤的气化反应的反应热

【资料】目前，煤在我国仍然是第一能源。工业上通过煤的干馏、气化和液化等方法来实现煤的综合利用。其中，煤的气化是将煤转化为可燃性气体的过程，主要反应为：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) 

 C(s)+ O2 (g)= CO2(g)   ∆H1 = -393.5kJ/mol

 2CO(g)+ O2 (g)= 2CO2(g)  ∆H2 = -566.0kJ/mol

 2H2(g)+ O2(g)= 2H2O(g)  ∆H3 = -483.6kJ/mol 

学习任务3：研究人员提出利用含硫物质的热化学循环实现太阳能的转化与存储，过程如图1-2所示。

反应I：2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g)   H1=+551kJ/mol

反应III：S(s)+O2(g)=SO2(g)  H3=-296kJ/mol

写出反应II的热化学方程式：

若将反应I、II、III相加，会得到什么结果？说明什么？

【学习效果】

一、单项选择题I

1．下类有关盖斯定律的描述不正确的是

   A.盖斯定律是质量守恒定律和能量守恒定律的共同体现

B.根据盖斯定律,热化学方程式中ΔH直接相加即可得总反应热

C.不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同的

D.利用盖斯定律可间接计算通过实验难测定的反应的反应热

2．假设反应体系的始态为甲，中间态为乙，终态为丙，它们之间的变化如图所示，则下列说法不正确的是

A. |ΔH1|＞|ΔH2| B. |ΔH1|＜|ΔH3|

C. ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝0 D.甲→丙的ΔH＝ΔH1＋ΔH2

3．Li－Li2O体系的能量循环如图所示，则ΔH4等于

A. ΔH2＋ΔH3  B. ΔH1＋ΔH2

C. －ΔH3  D. ΔH1＋ΔH2＋ΔH3

4．已知煤转化成水煤气及其燃烧过程的能量变化如图所示,则下列说法正确的是

A. ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝0 

B. ΔH1<ΔH2

C.由ΔH3可知,该步反应的反应物键能总和大于生成物键能总和 
   D.若用C(s)和H2O(l) 转化为H2(g) 和CO(g) ,则ΔH2变小

5．已知在稀溶液中：1 mol弱酸HX与1 mol NaOH反应的反应热ΔH＝－12.1 kJ·mol－1；HCl与NaOH反应的中和热ΔH＝－55.6 kJ·mol－1。则HX在稀溶液中的电离热ΔH (单位：kJ·mol－1)等于

A. ＋43.5  B. －43.5

C. －67.7  D. ＋67.7

6．在298 K、101 kPa时，已知：

①2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g)　ΔH1

②H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH2

③2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g)　ΔH3

则ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系正确的是(　　)

   A. ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2  B. ΔH3＝ΔH1＋ΔH2

C. ΔH3＝ΔH1－2ΔH2  D. ΔH3＝ΔH1－ΔH2

7．(2020·北京高考)依据图示关系，下列说法不正确的是

A.石墨燃烧是放热反应 

B. 1 mol C(石墨)和1 mol CO分别在足量O2中燃烧，全部转化为CO2，前者放热多

C. C(石墨)＋CO2(g)===2CO(g)　 ΔH＝ΔH1－ΔH2 

D.化学反应的ΔH，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关

二、单项选择题II

8．在1200℃时，天然气脱硫工艺中会发生下列反应

 H2S(g)+O2(g)=SO2(g)+H2O(g)  ΔH1

 2H2S(g)+SO2(g)=S2(g)+2H2O(g)  ΔH2

 H2S(g)+O2(g)=S(g)+H2O(g)  ΔH3

 2S(g)=S2(g)  ΔH4

则ΔH4的正确表达式为（   ）

 A．ΔH4=(ΔH1+ΔH2-3ΔH3) B．ΔH4= (3ΔH3-ΔH1-ΔH2)

 C．ΔH4=(ΔH1+ΔH2-3ΔH3) D．ΔH4= (ΔH1-ΔH2-3ΔH3)

9．下列各组中两个反应的反应热，其中ΔH1>ΔH2的是

A. 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　 ΔH1 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　 ΔH2

B. S(g)＋O2(g)===SO2(g)　 ΔH1 S(s)＋O2(g)===SO2(g)　 ΔH2

C. 2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g)　 ΔH1 2SO3(g)===O2(g)＋2SO2(g)　 ΔH2

D. 已知反应：C(s，金刚石)===C(s，石墨)　ΔH<0，

 C(s，金刚石)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH1  C(s，石墨)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH2

三、非选择题

10．盖斯定律在生产生活中应用广泛。请根据所学知识，回答下列问题：

(1)我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应：

① CH4（g）+ CO2（g） 2CO（g） + 2H2（g）        ΔH1

② CO2（g）+ H2（g） CO（g） + H2O（g）          ΔH2

③ CH4（g） C（s） + 2H2（g）                      ΔH3

④ 2CO（g） CO2（g） + C（s）                     ΔH4

⑤ CO（g）+ H2（g） H2O（g） + C（s）            ΔH5

根据盖斯定律，反应①的ΔH1 =               （写出一个代数式即可）。

(2) 钒催化剂参与二氧化硫合成三氧化硫反应的能量变化如下图所示，V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程式为                        

(3)火箭的常规燃料是液态四氧化二氮和液态肼(N2H4)，N2O4作氧化剂，有人认为若用氟气代替四氧化二氮作氧化剂，反应释放的能量更大(两者反应生成氮气和氟化氢气体)。已知：

①N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－534.0 kJ·mol－1

②H2(g)＋F2(g)===HF(g)　ΔH＝－269.0 kJ·mol－1

③H2(g)＋O2(g)===H2O(g)　ΔH＝－242.0 kJ·mol－1

请写出肼和氟气反应的热化学方程式： ___________________________________

(4)已知：①H2(g)===H2(l)　ΔH＝－0.92 kJ·mol－1

②O2(g)===O2(l)　ΔH＝－6.84 kJ·mol－1

③H2O(l)===H2O(g)　ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1

④H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1

请写出液氢和液氧生成气态水的热化学方程式： __________________________