人教版选修4 第一章第三节　化学反应热的计算 学案.doc

课堂探究探究一盖斯定律的理解应用问题导引1从途径角度看：如图，山的高度与上山的途径无关；你怎样结合该图去认识盖斯定律？提示：如果a点、b点分别当作反应体系的始态和终态，山的高度看作反应的反应热，那么反应热的大小与反应体系的始态和终态有关，而与反应途径无关。2你能否从能量守恒的角度，解释化学反应的热效应只与反应体系的始态和终态有关？提示：由于在指定状态下，各种物质的焓值都是唯一确定的，因此无论经过哪些步骤从反应物变成生成物，它们的差值是不会改变的，即反应的焓变是一样的。3一个化学反应由始态转化为终态可通过不同的途径进行，在图示中各h之间应该具有怎样的关系？提示：hh1h2h3h4h54根据以下两个反应：c(s)o2(g)=co2(g)h393.5 kjmol1co(g)o2(g)=co2(g)h283 kjmol1依据盖斯定律，写出c(s)与o2(g)反应生成co(g)的热化学方程式。提示：由盖斯定律可知碳完全燃烧生成二氧化碳这个过程可分成两步完成：第一步是碳不完全燃烧生成一氧化碳，第二步是一氧化碳完全燃烧生成二氧化碳。反应式c(s)o2(g)=co2(g)h393.5 kjmol1co(g)o2(g)=co2(g)h283 kjmol1反应减得到c(s)o2(g)=co(g)h110.5 kjmol1名师精讲1盖斯定律应用的常用方法(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)加和法：将需要消去的物质先进行乘除运算，使它们的化学计量数相同，然后进行加减运算。2应用盖斯定律计算反应热时应注意的问题(1)首先要明确所求反应的始态和终态，各物质的化学计量数；判断该反应的吸、放热情况。(2)不同途径对应的最终结果应一样。(3)当热化学方程式乘以或除以某一个数时，h也应乘以或除以同一个数；方程式进行加减运算时，h也同样要进行加减运算，且要带“”“”符号，即把h看作一个整体进行运算。(4)将一个热化学方程式逆向书写时，h的符号也随之改变，但数值不变。(5)在设计反应过程中，会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互转化，状态由固液气变化时，会吸热；反之会放热。(6)注意各分步反应的h的正负。【例题1】 实验中不能直接测出由石墨与氢气反应生成甲烷的h，但可测出下面几个反应的热效应：ch4(g)2o2(g)=co2(g)2h2o(l)h1890.3 kjmol1c(石墨)o2(g)=co2(g)h2393.5 kjmol1h2(g)o2(g)=h2o(l)h3285.8 kjmol1根据盖斯定律求反应c(石墨)2h2(g)=ch4(g)的h4。解析：方法一：因为反应式和之间有以下关系：2。所以h4h22h3h1393.5 kjmol12(285.8 kjmol1)(890.3 kjmol1)74.8 kjmol1方法二：也可以设计一个途径，使反应物经过一些中间步骤最后回到产物：可见， h4h22h3h174.8 kjmol1答案：h474.8 kjmol1方法技巧利用已知热化学方程式的焓变求未知反应焓变的方法：(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)实施叠加并确定反应热的变化。变式训练1已知下列热化学方程式：(1)fe2o3(s)3co(g)=2fe(s)3co2(g)h25 kjmol1(2)3fe2o3(s)co(g)=2fe3o4(s)co2(g)h47 kjmol1(3)fe3o4(s)co(g)=3feo(s)co2(g)h19 kjmol1试写出feo(s)被co还原成fe和co2的热化学方程式_。解析：根据盖斯定律：化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。我们可从题目所给的有关方程式分析：从方程式(3)与方程式(1)可看出有我们需要的有关物质。但方程式(3)必须通过方程式(2)有关物质才能和方程式(1)结合在一起。将方程式(3)2方程式(2)得：2fe3o4(s)2co(g)3fe2o3(s)co(g)=6feo(s)2co2(g)2fe3o4(s)co2(g)h19 kjmol12(47 kjmol1)，整理得(4)：fe2o3(s)co(g)=2feo(s)co2(g)h3 kjmol1将(1)(4)得2co(g)=2fe(s)3co2(g)2feo(s)co2(g)h25 kjmol1(3 kjmol1)整理得：feo(s)co(g)=fe(s)co2(g)h11 kjmol1答案：feo(s)co(g)=fe(s)co2(g)h11 kjmol1探究二 反应热的计算问题导引1已知c(s)o2(g)=co(g)的反应热无法直接测得。但是下述两个反应的反应热却可以直接测得：c(s)o2(g)=co2(g)h1393.5 kjmol1co(g)o2(g)=co2(g)h2283.0 kjmol1以下是某同学根据盖斯定律所做的计算，试分析其过程的正确性。由盖斯定律得：h1h2h3h3h1h2393.5 kjmol1283.0 kjmol1676.5 kjmol1提示：不正确。该同学在代入数据时出错。正确解答为：h1h2h3h3h1h2393.5 kjmol1(283.0 kjmol1)110.5 kjmol12结合以上实例，讨论应用盖斯定律计算焓变的基本思路。提示：先确定要求的方程式，然后利用已知的方程式相加减，约去不相关的物质得出所求方程式，所求焓变即为已知反应焓变的代数和。3已知：ch4(g)2o2(g)=co2(g)2h2o(l)h890.3 kjmol1(1)计算32 g甲烷完全燃烧放出的热量。(2)由此探究怎样根据热化学方程式获得燃烧热进而计算反应的焓变。提示：(1)由ch4(g)2o2(g)=co2(g)2h2o(l)h890.3 kjmol1知1 mol ch4(g)完全燃烧放出的热量为890.3 kj，则32 g(2 mol)甲烷完全燃烧放出的热量为2 mol890.3 kjmol11 780.6 kj。(2)根据热化学方程式可知1 mol可燃物完全燃烧放出的热量，可以确定ch4的燃烧热，然后由“可燃物完全燃烧放出的热量可燃物的物质的量燃烧热”即可计算出反应的焓变。名师精讲1反应热计算的依据和方法计算依据计算方法热化学方程式热化学方程式与数学上的方程式相似，可以左右颠倒同时改变正负号，各项的化学计量数包括h的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数根据盖斯定律根据盖斯定律，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根据燃烧热可燃物完全燃烧产生的热量可燃物的物质的量其燃烧热根据化学键的变化h反应物的化学键断裂所吸收的能量和生成物的化学键形成所放出的能量和根据反应物和生成物的总能量he(生成物)e(反应物)2.反应热计算的注意事项【例题2】 已知下列两个热化学方程式：h2(g)o2(g)=h2o(l)h285.0 kjmol1c3h8(g)5o2(g)=3co2(g)4h2o(l)h2 220.0 kjmol1(1)实验测得h2和c3h8的混合气体共5 mol，完全燃烧生成液态水时放热6 262.5 kj，则混合气体中h2和c3h8的体积比为_。(2)已知：h2o(l)=h2o(g)h44.0 kjmol1，写出丙烷燃烧生成co2和气态水的热化学方程式：_。解析：(1)设h2、c3h8的物质的量分别为n1、n2，则解得：在相同p、t时，11。(2)由h2o(l)=h2o(g)h44.0 kjmol1，则4 mol h2o(l)变为气态水吸热为176 kj，故c3h8(g)5o2(g)=3co2(g)4h2o(g)h2 044.0 kjmol1。答案：(1)11(2)c3h8(g)5o2(g)=3co2(g)4h2o(g)h2 044.0 kjmol1方法技巧列方程组求解此题，思路清晰但求解过程比较麻烦，本题还可以用十字交叉法求解：则。变式训练2已知： ch4(g)2o2(g) = co2(g)2h2o(l)h1；2h2(g)o2(g)= 2h2o(g)h2；2h2(g)o2(g)= 2h2o(l)h3。室温下取体积比为41的甲烷和氢气11.2 l(标准状况)，经完全燃烧后恢复至室温，放出的热量为()a(0.4 molh10.05 molh3)b(0.4 molh10.05 molh2) c(0.4 molh10.1 molh3)d(0.4 molh10.1 molh2)解析：先算出甲烷和氢气各自的体积，再根据热化学方程式分别求算它们各自