化学反应原理 反应热的测量与计算能源的充分利用.doc

导学案2反应热的测量与计算能源的充分利用1反应热的测量（参照书本） (1)仪器量热计 (2)原理：中和反应的反应热Hcmtc：为体系的比热容，指单位质量的物质温度升高1所需吸收的能量。t：反应后与反应前的温度差。(3)在测定中和热时，常用NaOH溶液与盐酸、KOH溶液与盐酸、NaOH溶液与硝酸的稀溶液进行探究实验。三个反应的反应热是否相同？为什么？【答案】相同。均为强酸强碱的中和反应，实质均为HOH=H2O。2反应热的计算(1)盖斯定律内容：一个化学反应，无论是一步完成，还是分几步完成，其总的热效应完全相同，即化学反应的焓变只与反应的始态和终态有关，而与反应的途径无关。如图所示： HH1H2H3H4H5意义：有些反应进行得很慢，有些反应不容易直接发生，有些反应的产品不纯(有副反应发生)，这给测定反应热造成了困难。如果应用盖斯定律，可以间接地把它们的反应热计算出来。应用：利用已知反应焓变求未知反应焓变。若一个化学方程式可由几个化学方程式相加减而得到，则该化学反应的焓变即为这几个化学反应焓变的代数和。一、盖斯定律的应用1盖斯定律的应用方法(1)常用方法虚拟路径法若反应物A变为生成物D，可以有两种途径：a由A直接变成D，反应热为H；b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加合法即运用所给热化学方程式通过加减的方法得到所求热化学方程式。(2)实例已知：2H2(g)O2(g)=2H2O(g) H1483.6 kJmol1。H2O(g)=H2O(l) H244.0 kJmol1。请利用上述两种方法计算H2(g)O2(g)=H2O(l)的H。答案(1)要计算H2(g)O2(g)=H2O(l)的H，可虚拟如下过程：根据盖斯定律：HH2kJmol1(44.0 kJmol1)285.8 kJmol1。 (2)利用加合法，可由得：H2(g)O2(g)=H2O(l) H285.8 kJmol12应用盖斯定律计算反应热时的注意事项(1)热化学方程式同乘以或除以某一个数时，反应热数值也必须乘以或除以该数。(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。(3)热化学方程式中的反应热指反应按所给形式完全进行时的反应热。(4)正、逆反应的反应热数值相等，符号相反。【典例导悟1】单质碳很难与氢气直接化合生成CH4，CH4直接分解生成C和H2也较难用实验法测定反应过程中的能量变化，已知：C(s，石墨)O2(g)=CO2(g) H393.5 kJmol1CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H890 kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(l) H571.6 kJmol1利用盖斯定律，写出C(s，石墨)与H2合成CH4的热化学方程式。解析C(s，石墨)与H2合成CH4的热化学方程式为：C(s，石墨)2H2(g)=CH4(g)HH1H2H3393.5 kJmol1571.6 kJmol1890 kJmol175.1 kJmol1二、反应焓变的计算方法1根据热化学方程式计算反应热与参加反应的各物质的物质的量成正比。2根据化学键断裂和形成过程中的能量变化来计算焓变等于破坏旧化学键吸收的能量与形成新化学键放出的能量之差。HE(反应物的化学键断裂吸收的总能量)E(生成物的化学键形成放出的总能量)。3根据物质所具有的能量计算HE(生成物的能量和)E(反应物的能量和)。4根据盖斯定律进行计算运用盖斯定律时可从以下几方面入手：(1)根据盖斯定律的实质，分析给定反应与所求反应物质与焓变的关系。(2)运用解题技能，将已知热化学方程式进行变换、加减得到总反应的热化学方程式。5根据Qcm(T2T1)1已知下列热化学方程式：Zn(s)O2(g)=ZnO(s)H1351.1 kJ/molHg(l)O2(g)=HgO(s)H290.7 kJ/mol由此可知反应Zn(s)HgO(s)=ZnO(s)Hg(l)的H3的值是()A441.8 kJ/mol B254.6 kJ/molC438.9 kJ/mol D260.4 kJ/mol【答案】D H3H1H2260.4 kJ/mol2已知298 K、101 kPa条件下：4Al(s)3O2(g)=2Al2O3(s) H2 834.9 kJmol14Al(s)2O3(g)=2Al2O3(s) H3 119.1 kJmol1由此得出的正确结论是()A等质量的O2比O3能量低，由O2变O3为吸热反应B等质量的O2比O3能量低，由O2变O3为放热反应CO3比O2稳定，由O2变O3为吸热反应DO2比O3稳定，由O2变O3为放热反应【答案】A3一定质量的无水乙醇完全燃烧时放出的热量为Q，它所生成的CO2用过量饱和石灰水完全吸收，可得100 g CaCO3沉淀，则完全燃烧1 mol 无水乙醇时放出的热量是()A0.5Q BQ C2Q D5Q【答案】C4. 盖斯定律指出：化学反应的反应热只与反应的始态(各物)和终态(各生成物)有关，而与具体反应进行的途径无关。物质A在一定条件下可发生一系列转化，由图判断下列关系错误的是() A. AF HH6 BH1H2H3H4H5H61 C. CF|H|H1H2H6| D|H1H2H3|H4H5H6|【答案】B5在298 K、101 kPa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()AH3H12H2 BH3H1H2CH3H12H2 DH3H1H2【答案】A6已知热化学方程式：2H2O(l)=2H2(g)O2(g) H571.6 kJmol12H2(g)O2(g)=2H2O(g) H483.6 kJmol1当1 g液态水变为气态水时，对其热量变化的下列描述：放出；吸收；2.44 kJ；4.88 kJ；88 kJ。其中正确的是()A和 B和C和 D和【答案】D7以NA代表阿伏加德罗常数，则关于热化学方程式C2H2(g)O2(g)=2CO2(g)H2O(l)H1 300 kJmol1的说法中，正确的是()A当有10NA个电子转移时，该反应放出1 300 kJ的能量B当有1NA个水分子生成且为液体时，吸收1 300 kJ 的能量C当有2NA个碳氧共用电子对生成时，放出1 300 kJ的能量D当有6NA个碳氧共用电子对生成时，放出1 300 kJ 的能量【答案】A8已知金刚石和石墨分别在氧气中完全燃烧的热化学方程式为C(金刚石s)O2(g)=CO2(g)H1395.41 kJ/mol1，C(石墨s)O2(g)=CO2(g)H2393.51 kJ/mol1，则金刚石转化为石墨时的热化学方程式为_。由此看来更稳定的碳的同素异形体为_。【答案】C(金刚石s)=C(石墨s)H1.90 kJmol1石墨注意：物质的能量越低越，其稳定性越强。9已知