高中化学 1.3.1化学反应热的计算（1）导学案 新人教版选修4.doc

第三节 化学反应热的计算 （学案） 第 一课 时【学习目标】: 1. 理解盖斯定律的涵义，2能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。【重、难点】: 盖斯定律的应用【复习】 ：1、什么叫热化学方程式？ 2、h2(g)+1/2o2(g)=h2o(g) h1= 241.8kj/mol 那么，h2的燃烧热h应该是多少？（已知： h2o(g)=h2o(l) h2= 44kj/mol） 【学习过程】 在化学研究和生产应用中，往往要通过实验测定一些物质反应的反应热，但并不是所有反应都能准确的测定出反应热。因为有些反应进行的很慢，有些反应不易直接发生，有些反应的产品不纯，这只能通过化学计算的方式间接获得。 例如能否直接测出这个反应的反应热：c(s)+1/2o2(g)=co(g) h =?因很难控制使其只生成co而无co2，因此不能直接测出h 。这就必须学习新的知识来解决。一、盖斯定律 1、概念： 。或者说化学反应的反应热只与 有关，而与 无关，这就是盖斯定律。2、对盖斯定律的图示理解如由a到b可以设计如下两个途径：，途径一：a-b(h) 途径二：a-cb(hl+h2) 则焓变h 、h1 、h2的关系可以表示为 即两个热化学方程式相加减时，h也可同时相加减。3、盖斯定律是哪些自然规律的必然结果？是质量守恒定律和能量守恒定律的共同体现，反应是一步完成还是分步完成，最初的反应物和最终的生成物都是一样的，只要物质没有区别，能量也不会有区别。4、盖斯定律的应用如：图1和图2图图h1h1h2h2h3h3中，h1、h1、h3三者之间的关系分别如何？找出能量守恒的等量的关系（填写表中空白）步 骤图1图2找起点a找终点c过程abc ac列式h1+h2=h35、盖斯定律的应用实例盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可通过间接的方法测定。 例题1、试利用298k时下列反应焓变的实验数据， c(s)+ o2 (g)=co2(g) h1= 393.5 kjmol-1 反应1 co(g)+ 1/2o2 (g)=co2(g) h2= 283.0 kjmol-1反应2计算在此温度下c(s)+1/2 o2 (g)=co(g)的反应焓变h3. 反应3方法1：以盖斯定律原理求解， 以要求的反应为基准（1）找起点c(s),（2）终点是co2(g),（3）总共经历了两个反应 cco2；ccoco2。（4）也就说cco2的焓变为cco；coco2之和。 则h1=h3+h2（5）求解：cco h3=h1 h2= 110.5 kjmol-1方法2：利用方程组求解, 即两个热化学方程式相加减时，h可同时相加减。找出头、尾 ，同上。找出中间产物 co2 ，利用方程组消去中间产物，反应1反应2反应3列式： h1h2=h3(5) 求解可得h3=h1 h2= 110.5 kjmol-1利用方程组求解 , 是常用的解题方法。归纳：利用方程组求解的解题步骤 .确定待求的反应方程式；.找出待求方程式中各物质出现在已知方程式的什么位置；.根据未知方程式中各物质计量数和位置的需要对已知方程式进行处理，或调整计量数，或调整反应方向（此时h要改变符号）；.实施叠加并检验上述分析的正确与否。例2、科学家盖斯曾提出：“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。” 利用盖斯定律可测某些特殊反应的热效应。 （1）p4 (s,白磷) +5o2(g)=p4o10(s) h1= 2983.2 kjmol-1 （2）p (s,红磷) +5/4o2(g)=1/4p4o10(s) h2= 738.5kjmol-1 则白磷转化为红磷的热化学方程式_。相同的状况下，能量较低的是_；白磷的稳定性比红磷_（填“高”或“低”）。解析：依题意求：p4 (s,白磷) =4p (s,红磷) h =? （3） o2 和p4o10是中间产物 已知方程：（3）=（1） 4（2）据盖斯定律有：h =h14h2 =（-2983.2+4738.5）kj/mol= 29.2kj/mol，即p4 (s,白磷) =4p (s,红磷) h = 29.2kj/mol 白磷转化为红磷是放热反应，稳定性比红磷低（能量越低越稳定）例3、试验中不能直接测出由石墨和氢气合成甲烷反应的h4 ，但可测出c（石墨）、h2、和ch4的燃烧热，请根据盖斯定律求h4ch4(g)2o2(g) = co2(g) 2h2o(l) h1= 890.3 kjmol c(石墨，s)+o2(g) = co2(g) h2= 一393.5 kjmol-1 h2(g)+1/2o2(g)= h2o(l) h3= 285.8 kj/ mol c(石墨，s)+ 2h2(g) = ch4(g) h4 解析：已知方程： = + 2 - 据盖斯定律有：h4 = h2 + 2h3 - h1 = 一393.5 kjmol-1 + 2（285.8 kj/ mol）-（890.3 kjmol ） = 一74.8 kjmol-1【疑点反馈】：（通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识，请记录下来） 【基础达标】1.下列关于反应热的说法正确的是()。a.当h为“-”时,表示该反应为吸热反应b.已知c(s)+o2(g)co(g)的反应热为-110.5 kjmol-1,说明碳的燃烧热为110.5 kjmol-1c.反应热的大小与反应物所具有的能量和生成物所具有的能量无关d.化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关2.已知25 、101 kpa下,石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为:c(石墨,s)+o2(g)co2(g)h=-393.51 kjmol-1c(金刚石,s)+o2(g)co2(g)h=-395.41 kjmol-1据此判断,下列说法中正确的是()。a.由石墨制备金刚石是吸热反应;石墨的能量比金刚石的低b.由石墨制备金刚石是吸热反应;石墨的能量比金刚石的高c.由石墨制备金刚石是放热反应;石墨的能量比金刚石的低d.由石墨制备金刚石是放热反应;石墨的能量比金刚石的高3.已知下列反应的反应热:(1)ch3cooh(l)+2o2(g)2co2(g)+2h2o(l)h1=-870.3 kjmol-1(2)c(s)+o2(g)co2(g)h2=-393.5 kjmol-1(3)h2(g)+o2(g)h2o(l)h3=-285.8 kjmol-1则下列反应的反应热为()。2c(s)+2h2(g)+o2(g)ch3cooh(l)a.h=+488.3 kjmol-1b.h=-244.15 kjmol-1c.h=-977.6 kjmol-1d.h=-488.3 kjmol-14.根据碘与氢气反应的热化学方程式(1)i2(g)+h2(g)2hi(g)h=-9.48 kj(2)i2(s)+h2(g)2hi(g)h=26.48 kj下列判断正确的是()。a.254 g i2(g)中通入2 g h2(g),反应放热9.48 kjb.1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差17.00 kjc.反应(1)的产物比反应(2)的产物稳定d.反应(2)的反应物总能量比反应(1)的反应物总能量低5.已知热化学方程式:so2(g)+o2(g)so3(g)h=-98.32 kjmol-1,在容器中充入2 mol so2和1 mol o2,充分反应,最终放出的热量()。a.=196.64 kjb.=98.32 kjc.196.64 kj6.在36 g碳不完全燃烧所得气体中,co占体积,co2占体积。且有:c(s)+o2(g)co(g)h=-110.5 kjmol-1co(g)+o2(g)co2(g)h=-283 kjmol-1与这些碳完全燃烧相比,损失的热量是()。a.172.5 kjb.1 149 kjc.283 kjd.517.5 kj7.写出下列反应的热化学方程式:(1)1 mol c2h5oh(l)完全燃烧生成co2(g)和h2o(l),放出1 366.8 kj热量:。(2)1 mol c(石墨)与适量h2o(g)反应生成co(g)和h2(g),吸收131.3 kj热量:。(3)1.7 g nh3(g)发生催化氧化反应生成气态产物,放出22.67 kj的热量:。8.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)h302h2(g)+o2(g)2h2o(g)h40请回答下列问题:(1)途径放出的热量理论上(填“大于”“等于”或“小于”)途径放出的热量。(2)h1、h2、h3、h4的数学关系式是。(3)已知:c(s)+o2(g)co2(g)h1=-393.5 kjmol-12co(g)+o2(g)2co2(g)h2=-566 kjmol-1tio2(s)+2cl2(g)ticl4(s)+o2(g)h3=+141 kjmol-1则tio2(s)+2cl2(g)+2c(s)ticl4(s)+2co(g)的h=。(4)已知下列各组热化学方程式fe2o3(s)+3co(g)2fe(s)+3co2(g)h1=-25 kjmol-13fe2o3(s)+co(g)2fe3o4(s)+co2(g)h2=-47 kjmol-1fe3o4(s)+co(g)3feo(s)+co2(g)h3=+640 kjmol-1请写出feo(s)被co(g)还原成fe和co2(g)的热化学方程式。【拓展提升】9.火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(n2h4)和强氧化剂液态双氧水。当它们混合反应时,即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量热。已知0.4 mol液态肼与足量液态双氧水反应,生成水蒸气和氮气,放出256.652 kj的热量。(1)反应的热化学方程式为。(2)已知h2o(l)h2o(g)h=+44 kjmol-1则16 g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是kj。(3)此反应用于火箭推进,除释放大量热和快速产生大量气体外,还有一个很大的优点是。(4)发射卫星可用肼为燃料,二氧化氮作氧化剂,两者反应生成氮气和水蒸气。已知:n2(g)+2o2(g)2no2(g)h=+67.7 kjmol-1n2h4(g)+o2(g)n2(g)+2h2o(g)h=-534 kjmol-1肼和二氧化氮反应的热化学方程式为。【参考答案】1.解析:a中h为“+”时,反应为吸热反应,错误。b中生成物为co,不是碳的燃烧热,错误。c中反应热的大小与反应物和生成物的能量有关,错误。d为盖斯定律,正确。答案:d2.解析:由-得:c(石墨,s)c(金刚石,s)h=+1.9 kjmol-1,该反应为吸热反应,石墨的能量比金刚石的能量低,石墨更稳定,故正确答案为a。答案:a3.解析:所求反应由(2)2+(3)2-(1)所得,则h=h22+h32-h1=-488.3 kjmol-1。答案:d4.解析:反应是可逆反应,反应物不能完全转化,a项错误;利用盖斯定律可得出1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差35.96 kj,b项错误,d项正确;同一种物质在相同条件下,能量一样多,c项错误。答案:d5.解析:热化学方程式中的反应热是指反应物按所给形式完全进行时的反应热。2 mol so2和1 mol o2如果彻底反应则应放出196.64 kj的热量,而该反应为可逆反应,所以放出的热量小于196.64 kj。答案:c6.解析:损失的热量为占体积的co完全燃烧放出的热量:n(c)=3 mol,n(co)=1 mol,根据co(g)+o2(g)co2(g)h=-283 kjmol-1得1 mol co完全燃烧放出的热量为283 kj,即损失的热量是283 kj。答案:c7.解析:已知反应物的物质的量及放出或吸收的热量,要写出热化学方程式,关键是要确定与方程式中的化学计量数相对应的h。(1)c2h5oh燃烧的化学方程式为c2h5oh+3o22co2+3h2o,那么,相应的热化学方程式为c2h5oh(l)+3o2(g)2co2(g)+3h2o(l)h=-1 366.8 kjmol-1。(2)1 mol c(石墨)完全反应吸收131.3 kj热量,则相应的热化学方程式为c(石墨,s)+h2o(g)co(g)+h2(g)h=+131.3 kjmol-1。(3)1.7 g nh3的物质的量为0.1 mol,则4 mol nh3发生反应放出的热量为22.67 kj40=906.8 kj,1 mol nh3完全反应放出的热量为226.7 kj。那么相应的热化学方程式为4nh3(g)+5o2(g)4no(g)+6h2o(g)h=-906.8 kjmol-1或nh3(g)+o2(g)no(g)+h2o(g)h=-226.7 kjmol-1。答案:(1)c2h5oh(l)+3o2(g)2co2(g)+3h2o(l)h=-1 366.8 kjmol-1(2)c(石墨,s)+h2o(g)co(g)+h2(g)h=+131.3 kjmol-1(3)nh3(g)+o2(g)no(g)+h2o(g)h=-226.7 kjmol-18.解析:(1)根据盖斯定律的含义知,途径放出的热量等于途径放出的热量。(2)由盖斯定律:=得h1=h2+h3+h4。(