人教版选修4 化学反应热的计算 学案 (1).doc

第三节化学反应热的计算1从能量守恒的角度理解并掌握盖斯定律。2能正确运用盖斯定律解决具体问题。(重点)3掌握化学反应热的有关计算。盖 斯 定 律基础初探教材整理1内容不论化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热相同。2能量守恒定律从sl，h10，体系吸热；结论：(1)h1h20；(2)反应的热效应只与始态、终态有关，与途径无关。3意义利用盖斯定律，可以间接计算难以直接测定的反应热。探究升华思考探究已知c(s)o2(g)=co2(g)h1393.5 kjmol1co(g)o2(g)=co2(g)h2283.0 kjmol1根据反应和，求出c(s)o2(g)=co(g)的反应热。方法之一是虚拟路径法：问题思考：(1)上述转化关系中表示c(s)co2(g)有几种转化方式？【提示】有两种。c(s)co(g)co2；c(s)co2(g)。(2)上述转化关系中h1、h2、h3有什么关系？【提示】h1h2h3或h3h1h2。(3)如何由已知两个热化学方程式快速求得c(s)co(g)的热化学方程式？【提示】热化学方程式(1)(2)得：c(s)o2(g)=co(g)h110.5 kjmol1认知升华盖斯定律的应用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：确定待求反应的热化学方程式。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)。利用同侧相加、异侧相减进行处理。根据待求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。实施叠加并确定反应热的变化。2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某一个数时，反应热数值也必须乘上该数；(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(带符号)；(3)将一个热化学方程式颠倒时，h的“”“”号必须随之改变，但数值不变。题组冲关题组1利用盖斯定律书写热化学方程式1已知c(s)o2(g)=co(g)；2h2(g)o2(g)=2h2o(g)。经过哪个计算过程可得到c(s)h2o(g)=co(g)h2(g)()abcd【答案】c2肼(n2h4)是火箭发动机的一种燃料，反应时n2o4为氧化剂，生成n2和水蒸气。已知：n2(g)2o2(g)=n2o4(g)h8.7 kjmol1n2h4(g)o2(g)=n2(g)2h2o(g)h534.0 kjmol1下列表示肼与n2o4反应的热化学方程式，正确的是()a2n2h4(g)n2o4(g)=3n2(g)4h2o(g)h542.7 kjmol1b2n2h4(g)n2o4(g)=3n2(g)4h2o(g)h1 059.3 kjmol1cn2h4(g)n2o4(g)=n2(g)2h2o(g)h1 076.7 kjmol1d2n2h4(g)n2o4(g)=3n2(g)4h2o(g)h1 076.7 kjmol1【解析】根据盖斯定律，由2得2n2h4(g)n2o4(g)=3n2(g)4h2o(g)h1076.7 kjmol1，故选d。【答案】d3(1)高炉冶铁过程中，甲烷在催化反应室中产生水煤气(co和h2)还原氧化铁，有关反应为： 【导学号：29910010】ch4(g)co2(g)=2co(g)2h2(g)h260 kjmol1已知：2co(g)o2(g)=2co2(g)h566 kjmol1则ch4与o2反应生成co和h2的热化学方程式为_。(2)已知na2co310h2o(s)=na2co3(s)10h2o(g)h532.36 kjmol1na2co310h2o(s)=na2co3h2o(s)9h2o(g)h473.63 kjmol1写出na2co3h2o脱水反应的热化学方程式：_。【解析】(1)反应2得：2ch4(g)o2(g)=2co(g)4h2(g)h46 kjmol1。(2)反应得：na2co3h2o(s)=na2co3(s)h2o(g)h58.73 kjmol1。【答案】(1)2ch4(g)o2(g)=2co(g)4h2(g)h46 kjmol1(2)na2co3h2o(s)=na2co3(s)h2o(g)h58.73 kjmol1题组2利用盖斯定律计算h4在298 k、100 kpa时，已知：(1)2h2o(g)=o2(g)2h2(g)h1(2)cl2(g)h2(g)=2hcl(g)h2(3)2cl2(g)2h2o(g)=4hcl(g)o2(g)h3则h3与h1和h2间的关系正确的是()ah3h12h2bh3h1h2ch3h12h2dh3h1h2【解析】由盖斯定律将热化学方程式(1)(2)2可得：2cl2(g)2h2o(g)=4hcl(g)o2(g)h3h12h2。【答案】a5已知：ch3oh(l)的燃烧热为726.6 kjmol1，hcho(g)的燃烧热为563.6 kjmol1。反应ch3oh(l)o2(g)=hcho(g)h2o(l)的反应热为h。有关判断正确的是()a0hh536.6 kjmol1ch0dh163 kjmol1【解析】由题意知：ch3oh(l)o2(g)=co2(g)2h2o(l)h726.6 kjmol1，hcho(g)o2(g)=co2(g)h2o(l)h563.6 kjmol1，由盖斯定律式式：ch3oh(l)o2(g)=hcho(g)h2o(l)h163.0 kjmol1。【答案】d6由盖斯定律结合下述反应方程式，回答问题：(1)已知：c(s)o2(g)=co2(g)h1；2co(g)o2(g)=2co2(g)h2；tio2(g)2cl2(g)=ticl4(s)o2(g)h3。则tio2(g)2cl2(g)2c(s)=ticl4(s)2co(g)的h_。(列出关于h1、h2、h3的表达式)(2)已知：温度过高时，wo2(s)转变为wo2(g)：wo2(s)2h2(g)w(s)2h2o(g)h166.0 kjmol1wo2(g)2h2(g)w(s)2h2o(g)h2137.9 kjmol1则wo2(s)wo2(g)的h_。【解析】(1)将热化学方程式2得：h2h1h2h3。(2)由可得wo2(s)wo2(g)hh1h2(66.0 kjmol1)(137.9 kjmol1)203.9 kjmol1。【答案】(1)2h1h2h3 (2)203.9 kjmol1反 应 热 的 计 算探究升华思考探究已知下列信息：na(s)cl2(g)=nacl(s)h411 kjmol1乙醇的燃烧热h1 366.8 kjmol1已知下列反应的反应热ch3cooh(l)2o2(g)=2co2(g)2h2o(l)h1870.3 kjmol1c(s)o2(g)=co2(g)h2393.5 kjmol1h2(g)o2(g)=h2o(l)h3285.8 kjmol1问题思考：(1)根据信息，求生成2 mol nacl的反应热。【提示】h2h411 kjmol12822 kjmol1(2)根据信息，求1 kg乙醇充分燃烧后放出多少热量？【提示】qn1 366.8 kjmol11 366.8 kjmol129 713.0 kj2.97104 kj(3)根据信息，计算反应2c(s)2h2(g)o2(g)=ch3cooh(l)的反应热。【提示】将已知中的后2个方程式分别乘以2，然后相加，最后减去第一个方程式即得要求的方程式，h也进行相应计算处理。即h393.5 kjmol12(285.8 kjmol12)(870.3 kjmol1)488.3 kjmol1认知升华反应热的计算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)题组冲关题组1焓变的计算1已知：zn(s)1/2o2(g)=zno(s)h1351.1 kj/molhg(l)1/2o2(g)=hgo(s)h290.7 kj/mol则反应zn(s)hgo(s)=zno(s)hg(l)的焓变是()a441.8 kj/molb254.6 kj/molc438.9 kj/mold260.4 kj/mol【解析】据盖斯定律式可得：zn(s)hgo(s)=zno(s)hg(l)h351.1 kj/mol(90.7 kj/mol)260.4 kj/mol。【答案】d2黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为：s(s)2kno3(s)3c(s)=k2s(s)n2(g)3co2(g)hx kjmol1已知：碳的燃烧热h1a kjmol1s(s)2k(s)=k2s(s)h2b kjmol12k(s)n2(g)3o2(g)=2kno3(s)h3c kjmol1则x为() 【导学号：29910011】a3abcbc3abcabcdcab【解析】碳燃烧的热化学方程式为c(s)o2(g)=co2(g)h1a kjmol1，将另外两个热化学方程式进行编号，s(s)2k(s)=k2s(s)h2b kjmol1，2k2(s)n2(g)3o2(g)=2kno3(s)h3c kjmol1，运用盖斯定律，3得s(s)2kno3(s)3c(s)=k2s(s)n2(g)3co2(g)h(3abc)kjmol1，则x3abc，故a正确。【答案】a3 ch4(g) 4no2(g) =4no(g) co2(g) 2h2o(g)；h 574 kjmol1；ch4(g) 4no(g) =2n2(g) co2(g) 2h2o(g)；h 1 160 kjmol1。 下列错误的是()a等物质的量的ch4在反应、中转移电子数相同b由反应可知：ch4(g)4no2(g)=4no(g)co2(g)2h2o(l)；h574 kjmol1c4no2(g)2n2(g)=8no(g)；h586 kjmol1d若用标准状况下4.48 l ch4把no2还原为n2，整个过程中转移的电子总数为1.6 mol【解析】等物质的量的甲烷参加反应都转化成co2，因此转移电子物质的量相等，故说法a正确；气态水转化成液态水是放热过程，因此hh2的是()c(s)o2(g)=co2(g)h1c(s)o2(g)=co(g)h2s(s)o2(g)=so2(g)h1s(g)o2(g)=so2(g)h2h2(g)o2(g)=h2o(l)h12h2(g)o2(g)=2h2o(l)h2caco3(s)=cao(s)co2(g)h1cao(s)h2o(l)=ca(oh)2(s)h2abcd【解析】中c(s)co2(g)比c(s)co(g)放出热量多，|h1|h2|，故h1h20；，故h1hh2，即|h1|h2|，故h2h1|h1|，h2h10，h2h2。【答案】b3已知25 、101 kpa条件下：(1)4al(s)3o2(g)=2al2o3(s)h2 834.9 kjmol1(2)4al(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变为o3为吸热反应b等质量的o2比o3能量高，由o2变为o3为放热反应co3比o2稳定，由o2变为o3为吸热反应do2比o3稳定，由o2变为o3为放热反应【解析】根据盖斯定律(2)(1)得2o3(g)=3o2(g)h284.2 kjmol1，等质量的o2能量低。【答案】a4已知热化学方程式：2h2o(l)=2h2(g)o2(g)h1571.6 kj/mol2h2(g)o2(g)=2h2o(g)h2483.6 kj/mol当1 g液态水变为气态水时，其热量变化为()放出吸收2.44 kj4.88 kj88 kjabcd【解析】可得h2o(l)=h2o(g)h44 kjmol1，则1 g液态水变为气态水时，吸收的热量为2.44 kj。【答案】d5已知c2h4(g)和c2h5oh(l)的燃烧热h分别是1 411.0 kjmol1和1 366.8 kjmol1，则由c2h4(g)和h2o(l)反应生成c2h5oh(l)的h为() 【导学号：29910012】a44.2 kjmol1b44.2 kjmol1c330 kjmol1d330 kjmol1【解析】由题意知c2h4(g)3o2(g)=2co2(g)2h2o(l)h11411.0 kjmol1c2h5oh(l)3o2(g)=2co2(g)3h2o(l)h21 366.8 kjmol1c2h4(g)h2o(l)=c2h5oh(l)h由盖斯定律，得：，则hh1h21 411.0 kjmol1(1 366.8 kjmol1)44.2 kjmol1，故选a。【答案】a6氯原子对o3分解有催化作用：o3cl=cloo2h1cloo=clo2h2大气臭氧层的分解反应是：o3o=2o2h，该反应的能量变化如图：下列叙述中，正确的是()a反应o3o=2o2的he1e3bo3o=2o2是吸热反应chh1h2dhe3e20【解析】a项，h生成物总能量反应物总能量e3e2；b项，由e2e3知反应物总能量大于生成物总能量，故o3o2o2为放热反应；c项，据盖斯定律将两式相加得hh1h2；d项，由于o3o2o2放热，故he3e20。【答案】c7物质的生成热可定义为：由稳定单质生成1 mol物质所放出的热量，如co2气体的生成热就是1 mol c完全燃烧生成co2气体时放出的热量，已知下列几种化合物的生成热分别是化合物葡萄糖h2o(l)co2生成热(kj/mol)1 259.8285.8393.5则1 kg葡萄糖在人体内完全氧化生成co2气体和液态水，最多可提供的能量为 ()a3 225 kjb2 816 kjc6 999 kjd15 644 kj【解析】根据生成热的定义得下面三个热化学方程式：6c(s)3o2(g)6h2(g)=c6h12o6(s)h1 259.8 kj/molc(s)o2(g)=co2(g)h393.5 kj/molo2(g)2h2(g)=2h2o(l)h571.6 kj/mol由：63得：c6h12o6(s)6o2(g)=6co2(g)6h2(l)h2 816 kjmol1故1 kg c6h12o6(s)完全氧化时放出的热量为：2 816 kj15 644 kj。【答案】d8发射卫星时可用肼(n2h4)为燃料，用二氧化氮作氧化剂，这两种物质反应生成氮气和水蒸气。已知：n2(g)2o2(g)=2no2(g)h167.7 kjmol1n2h4(g)o2(g)=n2(g)2h2o(g)h2534 kjmol1试计算1 mol肼与二氧化氮完全反应时放出的热量为_ kj；写出肼与二氧化氮反应的热化学方程式_。【解析】根据盖斯定律，为了在反应物中消去o2并得到n2h4和no2的反应，可令2得：2n2h4(g)n2(g)=2n2(g)4h2o(g)2no2(g)h2h2h1整理得：2n2h4(g)2no2(g)=3n2(g)4h2o(g)h(534 kj/mol)267.7 kj/mol1 135.7 kj/mol，则1 mol 肼与二氧化氮完全反应时放出的热量为567.85 kj。【答案】567.85n2h4(g)no2(g)=n2(g)2h2o(g)h567.85 kj/mol能力提升9已知：hcn(aq)与naoh(aq)反应的h12.1 kjmol1；hcl(aq)与naoh(aq)反应的h55.6 kjmol1，则hcn在水溶液中电离的h等于() 【导学号：29910013】a67.7 kj/molb43.5 kj/molc43.5 kj/mold67.7 kj/mol【解析】由题意可知，hcn(aq)oh(aq)=h2o(l)cn(aq)h12.1 kjmol1h(aq)oh(aq)=h2o(l)h55.6 kjmol1对比、两个热化学方程式可知，得hcn(aq)=h(aq)cn(aq)h43.5 kjmol1，故hcn在水溶液中电离的h等于43.5 kjmol1，所以选c。【答案】c10(1)2o2(g)n2(g)=n2o4(l)h1n2(g)2h2(g)=n2h4(l)h2o2(g)2h2(g)=2h2o(g)h32n2h4(l)n2o4(l)=3n2(g)4h2o(g)h41 048.9 kjmol1上述反应热效应之间的关系式为h4_，联氨和n2o4可作为火箭推进剂的主要原因为_。(2)已知下列反应：so2(g)2oh(aq)=so