2020高中化学第一章化学反应与能量第三节化学反应热的计算教案新人教版选修4.docx

第三节化学反应热的计算明确学习目标1.了解盖斯定律的内容，理解盖斯定律的本质，了解其在科学研究中的意义。2.能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。1.盖斯定律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。或者说，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从能量守恒定律理解从SL，H10，体系吸热；根据能量守恒，H1H20。3盖斯定律的应用因为有些反应进行得很慢，有些反应不易直接发生，有些反应的产品不纯，这给测定反应热造成了困难。应用盖斯定律，就可以间接地把它们的反应热计算出来。如求C(s)O2(g)=CO(g)的反应热：根据盖斯定律，H1H3H2H3H1H2这样就可以求出C(s)O2(g)=CO(g)的反应热H3。4化学反应热的计算根据热化学方程式、盖斯定律和燃烧热的数据，可以计算一些反应的反应热。1观察图a和图b，根据盖斯定律，写出H1、H2、H3、H4、H5和H6的关系。提示：应用盖斯定律，抓住起点和终点即可列式。图a起点可看作是A，终点也是A，总结果是AA，即H1H2H3H4H5H60；图b起点是A，终点是F，即H6H1H2H3H4H5。2实验中不能直接测出由石墨和氢气生成甲烷反应的H，但可测出CH4、C(石墨)、H2燃烧反应的H，根据盖斯定律求H4。CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H1890.3 kJ/mol(1)C(石墨，s)O2(g)=CO2(g)H2393.5 kJ/mol(2)H2(g)O2(g)=H2O(l)H3285.8 kJ/mol(3)C(石墨，s)2H2(g)=CH4(g)H4？(4)提示：利用盖斯定律可虚拟设计如下过程：可见H4H22H3H1393.5 kJ/mol2(285.8 kJ/mol)(890.3 kJ/mol)74.8 kJ/mol该过程可以看作是热化学反应方程式：(4)(2)(3)2(1)。1.反应热总值一定，如下图表示始态到终态的反应热。则HH1H2H3H4H5。2利用盖斯定律计算反应热的方法(1)虚拟路径法：若反应物A变为生成物D可以有两种途径：由A直接变成D，反应热为H。由A经过B变成C，再由C变成D，每步的反应热分别为H1、H2、H3。如图所示：则有：HH1H2H3。(2)加合法：即运用所给热化学方程式通过乘除系数后再加减的方法得到所求热化学方程式。已知热化学方程式的反应物与所求热化学方程式一致，则调整系数一致后作为“基础”或与“基础”相加合。当热化学方程式进行加减运算时，H也要进行同样的加减运算，且要带“”“”符号，即把H看作一个整体进行运算。将一个热化学反应方程式倒转表示时，H的“”“”符号必须互换，但数值不变。即时练1现在科学家正在寻求将太阳能转化成化学能的方法，其中之一就是利用太阳能将H2O分解成H2，再将化学能转化为其他能源。下图是有关的能量循环示意图，下列有关说法正确的是()A图中H1H2H3B如果HH的键能为a kJmol1，O=O键能为b kJmol1，则断开1 mol HO键所需要的太阳能为(H1ab) kJCH2燃烧热为H3 kJmol1D水蒸气所具有的能量比液态水多H2 kJ答案C解析利用盖斯定律得H1(H2H3)，A错误；由图可知H2O(g)=H2(g)O2(g)HH1，则成键HH、O=O 1 mol，共放热 kJ，断键HO 1 mol要吸收太阳能 kJ，B错误；1 mol H2O(g)所具有的能量比1 mol H2O(l)多H2 kJ，D错误。 2已知C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热H分别是1411.0 kJmol1和1366.8 kJmol1，则由C2H4(g) 和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的H为()A44.2 kJmol1 B44.2 kJmol1C330 kJmol1 D330 kJmol1答案A解析由题意可知，C2H4(g)燃烧的热化学方程式为C2H4(g)3O2(g)=2H2O(l)2CO2(g)H1411.0 kJmol1；C2H5OH(l)燃烧的热化学方程式为C2H5OH(l)3O2(g)=3H2O(l)2CO2(g)H1366.8 kJmol1；根据盖斯定律，可得：C2H4(g)H2O(l)=C2H5OH(l)H(1411.0 kJmol1)(1366.8 kJmol1)44.2 kJmol1。规律方法利用已知热化学方程式的焓变求未知反应焓变的步骤(1)确定待求反应的热化学方程式。(2)找出待求热化学方程式中各物质出现在已知方程式中的位置(是同侧还是异侧)。(3)利用同侧相加、异侧相减进行处理。(4)根据未知热化学方程式中各物质的化学计量数，通过乘除来调整已知反应的化学计量数，并消去中间产物。(5)进行叠加并确定反应热。本课归纳总结1.盖斯定律的应用方法“虚拟路径”法和“加合”法。2运用盖斯定律计算反应热的3个关键(1)热化学方程式的化学计量数加倍，H也相应加倍。(2)热化学方程式相加减，反应热也相应加减。(3)将热化学方程式颠倒时，H的正负必须随之改变。1已知：Fe2O3(s)C(s)=CO2(g)2Fe(s)H234.1 kJ/mol；C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJ/mol；则2Fe(s)O2(g)=Fe2O3(s)的H是()A824.4 kJ/mol B627.6 kJ/molC744.7 kJ/mol D169.4 kJ/mol答案A解析观察热化学方程式Fe2O3C(s)=CO2(g)2Fe(s)H1234.1 kJ/mol；C(s)O2(g)=CO2(g)H2393.5 kJ/mol；可得2Fe(s)O2(g)=Fe2O3(s)，则HH2H1824.35 kJ/mol824.4 kJ/mol。2已知热化学方程式：H2O(g)=H2(g)O2(g)H241.8 kJ/molH2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJ/mol，当1 g液态水变为水蒸气时，其热量变化是()AH88 kJ/mol BH2.44 kJ/molCH4.98 kJ/mol DH44 kJ/mol答案B解析将两式相加得到H2O(g)=H2O(l)H44 kJ/mol，所以每1 g液态水变成水蒸气需要吸收的热量为 kJ2.44 kJ。3已知：C(s)O2(g)=CO2(g)H1CO2(g)C(s)=2CO(g)H22CO(g)O2(g)=2CO2(g)H34Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)H43CO(g)Fe2O3(s)=3CO2(g)2Fe(s)H5下列关于上述反应焓变的判断正确的是()AH10，H30，H40CH1H2H3 DH3H4H5答案C解析C与O2生成CO2的反应是放热反应，H10，CO与O2生成CO2的反应是放热反应，H30，铁与氧气的反应是放热反应，H4C6H6；D项，依据盖斯定律：3得3C2H2(g)=C6H6(g)H605 kJ/mol。6将氧化铁还原为铁的技术在人类文明的进步中占有十分重要的地位。炼铁高炉中发生的关键反应如下：C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJ/molCO2(g)C(s)=2CO(g)H172.46 kJ/molFe2O3COFeCO2若已知：2Fe(s)O2(g)=Fe2O3(s)H824.21 kJ/mol根据上面三个热化学方程式，回答下列问题：(1)CO的燃烧热为_；写出其热化学方程式_。(2)高炉内Fe2O3被CO还原为Fe的热化学方程式为_。答案(1)282.98 kJ/molCO(g)O2(g)=CO2(g)H282.98 kJ/mol(2)Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g)H24.73 kJ/mol解析由题意：C(s)O2(g)=CO2(g)H1393.5 kJ/molCO2(g)C(s)=2CO(g)H2172.46 kJ/mol2Fe(s)O2(g)=Fe2O3(s)H3824.21 kJ/m