高中化学 第1章 化学反应与能量转化 第1节 化学反应的热效应（第3课时）课件 鲁科版选修4.ppt

第3课时反应焓变的计算 第1章第1节 学习目标定位1 知道盖斯定律的内容 能用盖斯定律进行有关焓变的简单计算 2 学会有关焓变计算的方法技巧 进一步提高化学计算的能力 一盖斯定律 达标检测提升技能 二反应焓变的计算与比较 内容索引 一盖斯定律 新知导学 1 盖斯定律的内容 不管化学反应是一步完成或分几步完成 其反应焓变是 或者说 化学反应的反应焓变只与反应体系的 有关 而与反应的 无关 2 盖斯定律的应用利用盖斯定律可以计算出无法或较难测定的化学反应的焓变 其方法有 1 虚拟路径 法若反应物a变为生成物d 可以有两个途径 由a直接变成d 反应焓变为 h 相同的 始态和终态 途径 由a经过b变成c 再由c变成d 每步的反应焓变分别为 h1 h2 h3 如图所示 则有 h 2 加合法运用所给热化学方程式通过的方法得到所求的热化学方程式 h1 h2 h3 加减乘除 3 同素异形体相互转化的反应焓变相当小而且转化速率较慢 有时还很不完全 测定反应焓变很困难 现在可根据盖斯提出的 不管化学过程是一步完成或分几步完成 这个总过程的热效应是相同的 观点来计算焓变 已知 p4 白磷 s 5o2 g p4o10 s h1 2983 2kj mol 1 p 红磷 s o2 g p4o10 s h2 738 5kj mol 1 则白磷转化为红磷的热化学方程式为 相同状况下 能量状态较低的是 白磷的稳定性比红磷 填 高 或 低 p4 白磷 s 4p 红磷 s 红磷 低 h 29 2kj mol 1 答案 解析 1 虚拟路径 法根据已知条件可以虚拟如下过程 根据盖斯定律 h h1 h2 4 2983 2kj mol 1 738 5kj mol 1 4 29 2kj mol 1同种元素的不同单质 即同素异形体 具有不同的能量 因此涉及书写此类单质的热化学方程式时 不仅要注明单质的聚集状态 而且应注明同素异形体的名称 所以白磷转化为红磷的热化学方程式为p4 白磷 s 4p 红磷 s h 29 2kj mol 1 2 加合 法p4 白磷 s 5o2 g p4o10 s h1 2983 2kj mol 1p4o10 s 5o2 g 4p 红磷 s h2 2954kj mol 1上述两式相加得 p4 白磷 4p 红磷 s h 29 2kj mol 1 由于白磷转化为红磷的反应为放热反应 所以白磷比红磷能量高 物质能量越低越稳定 白磷不如红磷稳定 1 加合法求焓变的解题模型 3 将一个热化学方程式颠倒时 h的 号必须随之改变 4 为了防止出错 应将方程式左 右颠倒 用 加法 计算 2 解题注意事项 1 热化学方程式同乘以某一个数时 反应热数值也必须乘上该数 2 热化学方程式相加减时 同种物质之间可相加减 反应热也随之相加减 所求之和为其代数和 1 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 h12h2s g so2 g s2 g 2h2o g h2h2s g o2 g s g h2o g h32s g s2 g h4则 h4的正确表达式为a h4 h1 h2 3 h3 b h4 3 h3 h1 h2 c h4 h1 h2 3 h3 d h4 h1 h2 3 h3 活学活用 答案 解析 给题中方程式依次编号为 3得3s g s2 g h 4 h1 h2 3 h3 故2s g s2 g h4 h1 h2 3 h3 2 根据盖斯定律 结合下述热化学方程式 回答问题 已知 1 nh3 g hcl g nh4cl s h 176kj mol 1 2 hcl g h2o l hcl aq h 72 3kj mol 1 3 nh3 g hcl aq nh4cl aq h 52 3kj mol 1 4 nh4cl s h2o l nh4cl aq h q则第 4 个方程式中的反应热是 答案 解析 51 4kj mol 1 利用盖斯定律知 3 2 1 4 则 h 52 3kj mol 1 72 3kj mol 1 176kj mol 1 51 4kj mol 1 二反应焓变的计算与比较 1 100g碳粉燃烧所得气体中 co占体积 co2占体积 且c s o2 g co g h 110 35kj mol 1co g o2 g co2 g h 282 57kj mol 1c s o2 g co2 g h 392 92kj mol 1与这些碳完全燃烧相比较 损失的热量是 新知导学 784 92kj 答案 解析 碳粉完全燃烧可分两步 先生成co时放热 co再生成co2放热 总热量即为完全燃烧放出的热量 因此不完全燃烧与完全燃烧相比 损失的热量就是生成的co燃烧放出的热量 co g o2 g co2 g h 282 57kj mol 11mol282 57kj molqq 784 92kj 2 已知 1 zn s o2 g zno s h 348 3kj mol 1 2 2ag s o2 g ag2o s h 31 0kj mol 1则zn s ag2o s zno s 2ag s 的 h等于 317 3kj mol 1 答案 解析 根据盖斯定律 将反应 1 2 即可得到相应的反应 h 348 3kj mol 1 31 0kj mol 1 317 3kj mol 1 3 试比较下列三组 h的大小 填 或 1 同一反应 生成物状态不同时a g b g c g h1 0a g b g c l h2 0则 h1 h2 答案 解析 因为c g c l h3 0则 h3 h2 h1 h2 h1 2 同一反应 反应物状态不同时s g o2 g so2 g h1 0s s o2 g so2 g h2 0则 h1 h2 答案 解析 h2 h3 h1 则 h3 h1 h2 又 h3 0 所以 h1 h2 3 两个有联系的不同反应相比c s o2 g co2 g h1 0c s o2 g co g h2 0则 h1 h2 答案 解析 根据常识可知co g o2 g co2 g h3 h1 1 有关反应热计算的依据 1 根据热化学方程式计算反应热与反应物各物质的物质的量成正比 2 根据盖斯定律计算根据盖斯定律 可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其 h相加或相减 得到一个新的热化学方程式 3 根据物质燃烧放热数值 或燃烧热 计算可燃物完全燃烧产生的热量 可燃物的物质的量 其燃烧热 4 根据反应物和反应产物的键能计算 h 反应物的键能和 反应产物的键能和 2 反应热 h的大小比较方法 1 比较 h时 把反应热的符号与反应热的数值看作一个整体进行比较 而比较反应放出或吸收的热量时只比较数值 2 直接比较法依据规律 经验和常识直接判断不同反应的 h的大小的方法可称为直接比较法 如 吸热反应的 h肯定比放热反应的大 前者大于0 后者小于0 h与物质的量有关 同一反应且物质的状态都相同时 h 与反应物的物质的量成正比 等质量的反应物完全燃烧肯定比不完全燃烧放出的热量多 h则要小 一般情况下 生成等物质的量的水时 强酸和强碱的稀溶液反应肯定比弱酸和强碱 弱碱和强酸 弱酸和弱碱的稀溶液反应放出的热量多 电离要吸热 中和反应在生成水的同时若还产生沉淀 如硫酸和ba oh 2溶液反应 则放出的热量比只生成水的反应放出的热量多 h与物质的状态有关 等量的可燃物完全燃烧生成液态水肯定比生成气态水放出的热量多 等量的气态反应物反应放出的热量肯定比固态反应物放出的热量多 3 图示比较法反应热是生成物所具有的总能量与反应物所具有的总能量的差 即 h e生 e反 画出化学变化过程中的能量变化图后 依据反应物的总能量与生成物的总能量的高低关系可以很方便地比较 h的大小 这种方法称为图示比较法 例如 s g o2 g so2 g h1 akj mol 1 s s o2 g so2 g h2 bkj mol 1 由于s g 的能量高于s s 如图所示 故相同条件时 s g 能量高 生成so2 g 放出热量多 所以a b h1 h2 0 4 盖斯定律法依据盖斯定律 化学反应的反应热只与反应的始态 反应物 和终态 生成物 有关 而与反应进行的具体途径无关 比较两个热化学方程式相减所得到的热化学方程式的 h是大于0还是小于0 可以用来判断原来两个反应的 h的大小 这种方法称为盖斯定律法 3 标准状态下 气态分子断开1mol化学键的焓变称为键焓 已知h h键 h o键和o o键的键焓分别为436kj mol 1 463kj mol 1和495kj mol 1 下列热化学方程式正确的是a h2o g h2 g o2 g h 485kj mol 1b h2o g h2 g o2 g h 485kj mol 1c 2h2 g o2 g 2h2o g h 485kj mol 1d 2h2 g o2 g 2h2o g h 485kj mol 1 活学活用 答案 解析 根据题中所给数据 可以计算出2molh2和1molo2完全反应生成2molh2o g 产生的焓变是436kj mol 1 2 495kj mol 1 463kj mol 1 4 485kj mol 1 所以该过程的热化学方程式为2h2 g o2 g 2h2o g h 485kj mol 1 d正确 4 下列各组热化学方程式中 化学反应的 h前者大于后者的是 c s o2 g co2 g h1c s o2 g co g h2 s s o2 g so2 g h3s g o2 g so2 g h4 h2 g o2 g h2o l h52h2 g o2 g 2h2o l h6 caco3 s cao s co2 g h7cao s h2o l ca oh 2 s h8a b c d 答案 解析 解答本题要注意以下两点 1 依据盖斯定律 设计合理的途径 2 注意 h的正 负符号问题 作出正确判断 达标检测提升技能 1 下列关于盖斯定律描述不正确的是a 化学反应的反应热不仅与反应体系的始态和终态有关 也与反应的途径有关b 盖斯定律遵守能量守恒定律c 利用盖斯定律可间接计算通过实验难以测定的反应的反应热d 利用盖斯定律可以计算有副反应发生的反应的反应热 答案 解析 1 2 3 4 化学反应的反应热与反应体系的始态和终态有关 与反应途径无关 2 在298k 100kpa时 已知 2h2o g o2 g 2h2 g h1cl2 g h2 g 2hcl g h22cl2 g 2h2o g 4hcl g o2 g h3则 h3与 h1和 h2间的关系正确的是a h3 h1 2 h2b h3 h1 h2c h3 h1 2 h2d h3 h1 h2 答案 解析 第三个方程式可由第二个方程式乘以2与第一个方程式相加得到 由盖斯定律可知 h3 h1 2 h2 1 2 3 4 3 根据以下三个热化学方程式 2h2s g 3o2 g 2so2 g 2h2o l h q1kj mol 12h2s g o2 g 2s s 2h2o l h q2kj mol 12h2s g o2 g 2s s 2h2o g h q3kj mol 1判断q1 q2 q3三者关系正确的是a q1 q2 q3b q1 q3 q2c q3 q2 q1d q2 q1 q3 答案 解析 1 2 3 4 假设已知三个方程式分别为 则 相比可知 为h2s完全燃烧的热化学方程式 故放出热量比 多 即q1 q2 相比h2o的状态不同 因为等量的水 h2o l 比h2o g 能量低 故放出热量q2 q3 则有q1 q2 q3 1 2 3 4 4 把煤作为燃料可通过下列两种途径 途径 c s o2 g co2 g h10再燃烧水煤气 2co g o2 g 2co2 g h3 02h2 g o2 g 2h2o g h4 0请回答下列问题 1 判断两种途径放热 途径 放出的热量 填 大于 等于 或 小于 途径 放出的热量 答案 1 2 3 4 等于 2 h1 h2 h3 h4的数学关系是 3 由于制取水煤气反应中反应物所具有的总能量 填 大于 等于 或 小于 反应产物具有的总能量 那么在化学反