高中化学 专题1 化学反应与能量变化 1.1 化学反应中的热效应（第3课时）反应热的计算教案 苏教版选修4.doc

1 第一单元第一单元 化学反应中的热效应化学反应中的热效应 第三课时第三课时 反应热的计算反应热的计算 一 教学目标 1 深刻理解基本概念 如反应热 焓变 燃烧热 盖斯定律等 2 根据热化学方程式进行有关的计算 二 教学重点 难点 1 盖斯定律在计算中的应用 三 教学方法 讲授法 四 教学过程 复习提问 1 什么是热化学方程式 书写热化学方程式要注意哪些要点 2 写出下列反应的热化学方程式 1 1molc2h5oh l 与适量 o2 g 反应 生成 co2 g 和 h2o l 放出 1366 8kj 热量 2 18g 葡萄糖与适量 o2 g 反应 生成 co2 g 和 h2o l 放出 280 4kj 热量 讲解 化学反应的反应热 有的能够测量 有的不能测量 比如将一些生成不稳定物质 的化学反应 例有 c co co 或多或少的要转化为 co2 还有一些反应进行的比较慢 要几天 几个月 几年 甚至几十年 肯定不能测量 对于这样的反应热 我们就要进行 计算才能得到 这节课我们就来讲讲反应焓变的计算 板书 一 反应焓变的计算 讲解 反应焓变之所以能够有计算得出 要归功于瑞士科学家盖斯提出的盖斯定律 我 们来看看该定律的内容 板书 一 盖斯定律 1 内容 对于一个化学反应 无论是一步完成还是分几步完成 其反应焓变都是一样的 讲解 这就说明对于化学反应 只要其反应物和反应产物确定了 不管它中间经历了多 少步 反应焓变总是一定的 好比一个人登山 不管他选择什么途径 只要他从山脚到了 山顶 他攀爬的高度总是一定的 这也说明了反应焓变有点像物理学中的矢量 究其原因 是焓是一个状态函数 2 板书 2 理解要点 1 反应焓变 反应热效应 只与始态 反应物 终态 生成物 有关 与反应过程无 关 2 焓变 反应热 总值一定 投影 h h1 h2 h3 h4 h5 讲解 下面就结合例题 利用盖斯定律来求反应焓变 板书 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 例 1 试利用 298k 时下述反应的实验数据 计算此温度下 c s 石墨 o2 g co g 的反应焓变 1 2 c s 石墨 o2 g co2 g h1 393 5kj mol 1 co g o2 g co2 g h2 283 0kj mol 1 1 2 解 设此反应分两步进行 第一步 c s 石墨 o2 g co2 g h1 393 5kj mol 1 第二步 co2 g co g o2 g h2 h2 283 0kj mol 1 1 2 将上述两步反应相加得总反应为 c s 石墨 o2 g co g h3 1 2 根据盖斯定律 h3 h1 h2 393 5kj mol 1 283 0kj mol 1 110 5kj mol 1 答 298kc s 石墨 o2 g co g 的 h为 110 5kj mol 1 1 2 例 2 试利用 298k 时下述反应的实验数据 计算此温度下 p4 s 白磷 4p s 红 磷 的反应焓变 反应物反应物 a 生成物生成物 h h2 h1 cb h5 h4 h3 3 p4 s 白磷 5o2 g p4o10 s h1 2983 2kj mol 1 p s 红磷 o2 g p4o10 s h2 738 5kj mol 1 5 4 1 4 h h1 4 h2 29 2 kj mol 1 练习 1 试利用 298k 时下述反应的实验数据 计算此温度下 2n2h4 g 2no2 g 3n2 g 4h2o g 的反应焓变 n2 g 2o2 g 2no2 g h1 67 7kj mol 1 n2h4 g o2 g n2 g h2o g h2 534kj mol 1 h h1 2 h2 1135 7 kj mol 1 练习 2 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 o2 g zno s h1 351 1kj mol 1 1 2 hg s o2 g hgo s h2 90 7kj mol 1 1 2 h h1 h2 260 4 kj mol 1 讲解 下面我们看看用另外一种方法来求反应焓变的方法 板书 2 利用化学键的键能求焓变 讲解 首先 我们要知道什么是键能 板书 1 键能 原子间形成 或断裂 1mol 化学键时释放 或吸收 的能量 2 h 反应物的键能 反应产物的键能 例 1 以下是部分共价键键能数据 h s 364kj mol 1 s s 266kj mol 1 s o 522kj mol 1 h o 464kj mol 1 试根据这些数据计算下面这个反应的焓变 2h2s g so2 g 3s g 2h2o g h 1484kj mol 1 练习 以下是部分共价键键能数据 p p 198kj mol 1 p o360kj mol 1 o o 498kj mol 1 试根据这些数据计算下面这个反应的焓变 s8分子结构 4 p4 s 白磷 3o2 g p4o6 s h 1638kj mol 1 氧原子 磷原子 p4 分子结构 p4o6 分子结构 五 课堂小练 1 已知 25 和 101kp 时 co g 1 2 o2 g co2 g h1 283 0 kj mol h2 g 1 2 o2 g h2o l h2 285 8 kj mol c2h5oh l 3 o2 g 2 co2 g 3 h2o l h3 1370kj mol 试计算 2co g 4 h2 g h2o l c2h5oh l 的 h4 答案 339 2 kj mol 解析 考察盖斯定律的应用 2 1 p4 s 白磷 52410 ogp os hkjmol 1 29832 2 p sogp os 红磷 5 4 1 4 2410 hkjmol 2 7385 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 答案 p s ps 4 4 白磷 红磷 hkjmol 292 红磷 低 解析 考察利用热化学方程式来比较物质的能量 3 由金红石 tio2 制取单质 ti 涉及到的步骤为 tio2ticl4 arc 800 0 镁 ti 已知 c s o2 g co2 g 1 h 393 5 kj mol 1 2co g o2 g 2co2 g 2 h 566 kj mol 1 tio2 s 2cl2 g ticl4 s o2 g 3 h 141 kj mol 1 则 tio2 s 2cl2 g 2c s ticl4 s 2co g 的 h 5 答案 80 kj mol 1 解析 利用热化学方程式可加减的方法来解题 4 已知 22 gcogosc molkjh 5 393 2 1 222 lohgogh molkjh 8 241 欲得到相同的热量 需分别燃烧固体碳和氢气的质量比约为 a 2 3 25 b 12 3 25 c 1 1 d 393 5 241 8 答案 b 解析 利用能量和反应热的转化公式来计算 5 氢气 一氧化碳 辛烷 甲烷的热化学方程式分别为 h2 g 1 2o2 g h2o l h 285 8kj mol co g 1 2o2 g co2 g h 283 0kj mol c8h18 l 25 2o2 g 8co2 g 9h2o l h 5518kj mol ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o l h 89 3kj mol 相同质量的氢气 一氧化碳 辛烷 甲烷完全燃烧时 放出热量最少的是 a h2 g b co g c c8h18 l d ch4 g 答案 d 解析 考察等质量可燃物放热多少的比较 6 ch3 ch3 ch2 ch2 h2 有关化学键的键能如下 化学键 c h c c c c h h 键能 kj mol 414 4 615 3 347 4 435 3 试计算该反应的反应热 答案 125 6 kj mol 解析 根据键能计算反应热的方法 7 已知 ch4 g 2o2 g co2 g 2h2o l h1 q1kj mol 1 g o g h2 22 2h2o g h2 q2 kj 1 mol g o g h2 22 2h2o l h3 q3 kj 1 mol 常温下 取体积比 4 1 的甲烷和氢气的混合气体 11 2l 标准状况下 经完全燃烧后恢 复至室温 则放出的热量为 答案 0 4q1 0 05q3 kj 6 解析 考察混合气体的计算 8 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 h1 c s o2 g co g h2 s s o2 g so2 g h3 s g o2 g so2 g h4 h2 g 2 1 o2 g h2o l h5 2h2 g o2 g 2h2o l h6 caco3 s cao s co2 g h7 cao s h2o l ca oh 2 s h8 a b c d 答案 c 解析 考察反应热的比较方法 课后作业 1 c8h18的燃烧热为 5518kj mol 用燃烧热的热化学方程式表示则为 2 在同温同压下 下列各组热化学方程式中 的是 a 2 2 222 gohgogh molkjqh 1 2 2 222 lohgogh molkjqh 2 b 22 gsogogs molkjqh 1 22 gsogoss molkjqh 2 c 2 1 2 gcogosc molkjqh 1 22 gcogosc molkjqh 2 d 2 22 ghclgclgh molkjqh 1 2 1 2 1 22 ghclgclgh molkjqh 2 3 下列说法正确的是 a 在 101kpa 时 1mol 物质完全燃烧时所放出的热量 叫做该物质的燃烧热 b 酸和碱发生中和反应生成 1mol 水 这时的反应热叫中和热 12 qq 7 c 燃烧热或中和热是反应热的种类之一 d 在稀溶液中 1molch3cooh 和 1mol naoh 完全中和时放出的热量为 57 3kj 4 在 101kpa 时 h2与 1 00mol o2完全燃烧 生成 2 00mol 液态水 放出 571 6kj 的热量 表示氢气燃烧热的热化学反应方程式为 5 已知反应 x y m n 为放热反应 对该反应的下列说法中正确的 a x 的能量一定高于 m b y 的能量一定高于 n c x 和 y 的总能量一定高于 m 和 n 的总能量 d 因该反应为放热反应 故不必加热就可发生 6 今有如下三个热化学方程式 h2 g 1 2o2 g h2o g h akj mol 1 h2 g 1 2o2 g h2o l h bkj mol 1 2h2 g o2 g 2h2o l h ckj mol 1 关于它们的下列表述正确的是 a 它们都是吸热反应 b a b 和 c 均为正值 c a b d 2b c 7 1g 碳与适量水蒸气反应生成 co 和 h2 需吸收 10 94kj 热量 此反应的热化学方程式为 8 已知在 1 105pa 298k 条件下 2mol 氢气燃烧生成水蒸气放出 484kj 热量 下列热化 学方程式正确的是 a h2o g h2 g 1 2o2 g h 242kj mol 1 b 2h2 g o2 g 2h2o l h 484kj mol 1 c h2 g 1 2o2 g h2o g h 242kj mol 1 d 2h2 g o2 g 2h2o g h 484kj mol 1 9 下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是 a 碳酸钙受热分解 b 乙醇燃烧 c 铝粉与氧化铁粉末反应 d 氧化钙溶于水 10 下列说法中正确的是 a 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 b 放热反应在常温下一定很容易发生 c 反应是放热还是吸热 必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小 8 d 吸热反应在一定条件下也能发生 11 已知 a g b g c g h1 d g b g e g h2 若 a 和 d 混合气体 1mol 完全与 b 反应 放热 h3 则 a 和 d 物质的量之比为 a h2 h3 h1 h3 b h3 h2 h1 h3 c h3 h2 h3 h1 d h1 h3 h3 h1 12 2mol cl2与足量 h2反应生成 hcl 气 放出 369 2 kj 的热量其正确的热化学方程式是 a h2 cl2 2hcl h 369 2kj mol 1 b 2h2