人教版选修4 第1章第3节 化学反应热的计算 学案 (4).doc

1从能量守恒角度理解并掌握盖斯定律。2能正确运用盖斯定律和热化学方程式进行有关反应热的简单计算。3学会反应热计算的方法技巧，进一步提高化学计算的能力。 细读教材记主干1盖斯定律的内容不论化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。即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盖斯定律的理解能量守恒角度 反应体系的始态为s，终态为l，从sl，h10，体系放出热量，从ls，h20，体系吸收热量，则h1和h2的关系是：h1h20。3盖斯定律的意义盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可通过间接的方法测定。 如：c(s)o2 (g)=co(g)反应的h无法直接测得，但下列两个反应的h可以直接测得：c(s) o2 (g)=co2(g)h1 393.5 kj/molco(g)o2 (g)=co2(g)h2 283.0 kj/mol 则在此温度下c(s)o2 (g)=co(g)反应的hh1h2110.5 kj/mol 新知探究1内容不论化学反应是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。2特点(1)反应的热效应只与始态、终态有关，与途径无关。(2)反应热总值一定，如图表示始态到终态的反应热。则hh1h2h3h4h5。名师点拨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)加合法：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。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。根据未知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。对点演练1已知：2so2(g)o2(g)2so3(g)h1196.6 kj/mol；2no(g)o2(g)2no2(g)h2113.0 kj/mol，则反应no2(g)so2(g)so3(g)no(g)的h_ kj/mol。解析根据盖斯定律，由可得：so2(g)no2(g) so3(g)no(g)，则hh1h2(196.6 kj/mol)(113.0 kj/mol)41.8 kj/mol。答案41.8【特别提醒】(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。新知探究方法1依据热化学方程式：反应热的绝对值与各物质的物质的量成正比，依据热化学方程式中的h求反应热，如aabb=ccddha b c d |h|n(a)n(b) n(c) n(d) |q|则 。对点演练225 、101 kpa，将1.0 g钠与足量氯气反应，生成氯化钠晶体，并放出18.87 kj热量，求生成1 mol氯化钠的反应热。 解析1.0 g 钠生成氯化钠晶体，放出18.87 kj 热量，要生成1 mol 氯化钠，需要23.0 g 钠，放出热量为18.87 kj434.01 kj答案h434.01 kj方法2依据物质的燃烧热h：q放n可燃物|h|。对点演练3乙醇的燃烧热： h1 366.8 kj/mol，在25 、101 kpa,1 kg乙醇充分燃烧放出多少热量？解析乙醇的燃烧热是1 mol 乙醇(即46 g乙醇)充分燃烧的反应热，1 kg 乙醇充分燃烧放出的热量1 366.8 kj29 713.0 kj。答案29 713.0 kj方法3依据盖斯定律：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，同时反应热也作相应的改变。对点演练4已知下列反应的反应热：(1)ch3cooh(l)2o2(g)=2co2(g)2h2o(l)h1870.3 kj/mol(2)c(s)o2(g) =co2(g)h2393.5 kj/mol(3)h2(g)o2(g)=h2o(l)h3285.8 kj/mol试计算下列反应的反应热：2c(s)2h2(g)o2(g)=ch3cooh(l)h_。解析根据盖斯定律，由(1)(1)(2)22得2c(s)2h2(g)2o2(g)=ch3cooh(l)，则hh12h22h3870.3 kj/mol2(393.5 kj/mol)2(285.8 kj/mol)488.3 kj/mol。答案488.3 kj/mol方法4依据反应物断键吸收热量q吸与生成物成键放出热量q放：hq吸q放。对点演练5白磷与氧气可发生如下反应：p45o2=p4o10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：pp a kj/mol、po b kj/mol、p=o c kj/mol、o=o d kj/mol，根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的h，其中正确的是()a(6a5d4c12b) kj/molb(4c12b6a5d) kj/molc(4c12b4a5d) kj/mold(4a5d4c12b) kj/mol解析由键能求反应热的公式为h反应物断键吸收能量总和生成物断键吸收能量总和，则h6a kj/mol5d kj/mol(12b kj/mol4c kj/mol)(6a5d4c12b)kj/mol，a项正确。答案a方法5依据反应物的总能量e反应物和生成物的总能量e生成物。he生成物e反应物。对点演练6红磷p(s)和cl2(g)发生反应生成pcl3(g)和pcl5(g)，反应过程中的能量关系如图所示(图中的h表示生成1 mol 产物的数据)。根据图像回答下列问题：(1)p(s)和cl2(g)反应生成pcl3(g)的热化学方程式是_。(2)pcl5(g)分解成pcl3(g)和cl2(g)的热化学方程式是_。(3)p(s)和cl2(g)分两步反应生成1 mol pcl5(g)的h3_，p(s)和cl2(g)一步反应生成1 mol pcl5(g)的h4_(填“大于”、“小于”或“等于”)h3。 解析(1)联系图像找出生成1 mol pcl3(g)时放出的热量为306 kj。(2)联系图像分析出pcl3(g)和cl2(g)生成1 mol pcl5(g)时放出93 kj的热量，则1 mol pcl5(g)分解为pcl3(g)和cl2(g)时应吸收93 kj的热量。(3)根据盖斯定律可知由p(s)和cl2(g)生成1 mol pcl5(g)的h3h1h2399 kj/mol，不管该反应是一步完成还是分几步完成，反应的热效应不变。答案(1)cl2(g)p(s)=pcl3(g)h306 kj/mol(2)pcl5(g)=pcl3(g)cl2(g)h93 kj/mol(3)399 kj/mol等于1下列关于反应热的说法正确的是()a当h为“”时，表示该反应为吸热反应b已知c(s)o2(g)=co(g)的反应热为110.5 kj/mol，说明c的燃烧热为110.5 kj/molc反应热的大小与反应物所具有的能量和生成物所具有的能量无关d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解析：选da中h为“”时，反应为吸热反应，错误；b中生成物为co，不是c的燃烧热，错误；c中反应热的大小与反应物和生成物的能量有关，错误；d为盖斯定律，正确。2假定反应体系的始态为s，终态为l，它们之间变化如图所示： ，则下列说法不正确的是()a若h10b若h10，则h20ch1和h2的绝对值相等dh1h20解析：选b正、逆反应的h数值相等，符号相反。若h10，则h2一定大于0，b错误。3在298 k、101 kpa时，已知：2h2o(g)=o2(g)2h2(g)h1cl2(g)h2=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()ah3h12h2bh3h1h2ch3h12h2dh3h1h2解析：选a设提供的三个热化学方程式分别为、，根据盖斯定律，由2可以得到，故h12h2h3，a项正确。4已知：2c(s)o2(g)=2co(g)h221.0 kj/mol；2h2(g)o2(g)=2h2o(g)h483.6 kj/mol。则制备水煤气的反应c(s)h2o(g)=co(g)h2(g)的h为()a262.6 kj/molb131.3 kj/molc352.3 kj/mold131.3 kj/mol解析：选d据盖斯定律，()，得：c(s)h2o(g)=co(g)h2(g) h221.0 kj/mol(483.6 kj/mol)131.3 kj/mol。5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 kj/moln2h4(g)o2(g)=n2(g)2h2o(g)h2534 kj/mol；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/mol6已知下列两个反应：ac2h2(g)h2(g)=c2h4(g)h0判断以下3个热化学方程式h1、h2、h3由大到小的顺序是_。c(s)2h2(g)=ch4(g)h1c(s)h2(g)=c2h2(g)h2c(s)h2(g)=c2h4(g)h3解析：由热化学方程式之间的关系列式。由2()a，则2(h3h2)(h)a0，即h30，即h3h1。三者之间的关系为h1h3h3h1一、选择题1已知：zn(s)o2(g)=zno(s)h348.3 kj/mol2ag(s)o2(g)=ag2o(s)h31.0 kj/mol则zn(s)ag2o(s)=zno(s)2ag(s)的h等于() a317.3 kj/mol b379.3 kj/molc332.8 kj/mol d317.3 kj/mol解析：选a得：zn(s)ag2o(s)=zno(s)2ag(s)h317.3 kj/mol。2已知：fe2o3(s)c(s)=co2(g)2fe(s)h1234.1 kj/molc(s)o2(g)=co2(g)h2393.5 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解析：选a根据盖斯定律，由第二个方程式乘以 再减去第一个方程式可得2fe(s)o2(g)=fe2o3(s)，则hh2h1824.4 kj/mol。3液态水分解生成h2和o2可通过下列途径来完成：已知：氢气的燃烧热为286 kj/mol，则h2为 ()a330 kj/mol b330 kj/molc242 kj/mol d242 kj/mol解析：选c由盖斯定律可知h1h2286 kj/mol，h2286 kj/molh1286 kj/mol(44 kj/mol)242 kj/mol。4能源问题是人类社会面临的重大课题，h2、co、ch3oh都是重要的能源物质，它们的燃烧热依次为285.8 kj/mol、282.5 kj/mol、726.7 kj/mol。已知co和h2在一定条件下可以合成甲醇co(g)2h2(g)=ch3oh(l)。则co与h2反应合成甲醇的热化学方程式为()aco(g)2h2(g)=ch3oh(l)h127.4 kj/molbco(g)2h2(g)=ch3oh(l)h127.4 kj/molcco(g)2h2(g)=ch3oh(g)h127.4 kj/moldco(g)2h2(g)=ch3oh(g)h127.4kj/mol解析：选a根据题给三种物质的燃烧热可以写出：h2(g)o2(g)=h2o(l)h1285.8 kj/molco(g)o2(g)=co2(g)h2282.5 kj/molch3oh(l)o2(g)=co2(g)2h2o(l)h3726.7 kj/mol运用盖斯定律进行计算，即2可得：co(g)2h2(g)=ch3oh(l)h。h2h1h2h32(285.8 kj/mol)(282.5 kj/mol)(726.7 kj/mol)127.4 kj/mol。5乙醇的燃烧热为h1，甲醇的燃烧热为h2，且h1h2，若1 mol乙醇和甲醇的混合物完全燃烧，反应热为h3，则乙醇和甲醇的物质的量之比为()a. b.c. d.解析：选b设乙醇的物质的量为x mol，则甲醇为(1x) mol，则xh1(1x)h2h3，解得：x，1x1，故乙醇与甲醇的物质的量之比为：。6已知c(s)o2(g)=co2(g)h1393.5 kj/mol，c(s)o2(g)=co(g)h2110.5 kj/mol，则2 mol c在o2中完全燃烧，放出的热量为()a221 kj b787 kj c393.5 kj d110.5 kj解析：选bc在o2中完全燃烧生成co2，故2 mol c完全燃烧放出的热量为2 mol393.5 kj/mol787 kj。7已知：p4(g)6cl2(g)=4pcl3(g)ha kj/mol，p4(g)10cl2(g)=4pcl5(g)hb kj/mol，p4具有正四面体结构，pcl5中pcl键的键能为c kj/mol，pcl3中pcl键的键能为1.2c kj/mol。下列叙述正确的是()app键的键能大于pcl键的键能b可求cl2(g)pcl3(g)=pcl5(s)的反应热hcclcl键的键能为 kj/moldpp键的键能为 kj/mol解析：选ca项，由于氯原子的半径小于磷原子，因此pp的键能小于pcl的键能；b项，利用已知的反应求出cl2(g)pcl3(g)=pcl5(g)的反应热；c项，由于反应物的键能生成物的键能焓变，结合cl2(g)pcl3(g)=pcl5(g)可得到结论；d项，结合c项和原题中所给的任意方程式均可得出结论。8已知下列反应的热化学方程式：6c(s)5h2(g)3n2(g)9o2(g)=2c3h5(ono2)3(l)h12h2(g)o2(g)=2h2o(g)h2c(s)o2(g)=co2(g)h3则反应4c3h5(ono2)3(l)=12co2(g)10h2o(g)o2(g)6n2(g)的h为()a12h35h22h1b2h15h212h3c12h35h22h1d2h15h212h3解析：选a利用盖斯定律求新的方程式时应注意两点：如果要保持分步反应与总反应中的物质在同一侧时应相加，将分步反应中的物质转移至另一侧时应该相减；可将分步反应乘以适当的系数来求总反应方程式。9已知h2(g)、c2h4(g)和c2h5oh(l)的燃烧热分别是285.8 kj/mol、1 411.0 kj/mol和1 366.8 kj/mol，则由c2h4(g)和h2o(l)反应生成c2h5oh(l)的h为()a44.2 kj/mol b44.2 kj/molc330 kj/mol d330 kj/mol解析：选a由题意可知：c2h4(g)3o2(g)=2co2(g)2h2o(l)h1 411.0 kj/mol，c2h5oh(l)3o2(g)=2co2(g)3h2o(l)h1 366.8 kj/mol，由第一个热化学方程式减去第二个热化学方程式可得：c2h4(g)h2o(l)=c2h5oh(l)h44.2 kj/mol。10s(单斜)和s(正交)是硫的两种同素异形体。已知：s(s，单斜)o2(g)=so2(g)h1297.16 kj/mol；s(s，正交)o2(g)=so2(g)h2296.83 kj/mol；s(s，单斜)=s(s，正交)h3。下列说法正确的是()ah30.33 kj/molb单斜硫转化为正交硫的反应是吸热反应cs(s，单斜)=s(s，正交)h30，单斜硫比正交硫稳定解析：选c根据盖斯定律得，则h3h1h20.33 kj/mol，说明反应为放热反应，单斜硫的能量比正交硫高，正交硫更稳定。11已知25 、101 kpa下，石墨、金刚石燃烧的热化学方程式分别为：c(石墨，s)o2(g)= co2(g)h393.51 kj/molc(金刚石，s)o2(g)=co2(g)h395.41 kj/mol据此判断，下列说法中正确的是()a由石墨制备金刚石是吸热反应；石墨的能量比金刚石的低b由石墨制备金刚石是吸热反应；石墨的能量比金刚石的高c由石墨制备金刚石是放热反应；石墨的能量比金刚石的低d由石墨制备金刚石是放热反应；石墨的能量比金刚石的高解析：选a由得：c(石墨，s)=c(金刚石，s)h1.9 kj/mol，该反应为吸热反应，石墨的能量比金刚石的能量低，石墨更稳定，故正确答案为a。12已知hh键的键能(断裂时吸收或形成时释放的能量)为436 kj/mol，hn键的键能为391 kj/mol。根据热化学方程式：n2(g)3h2(g)=2nh3(g)h92.4 kj/mol，nn的键能是()a431 kj/mol b946 kj/molc649 kj/mol d896 kj/mol解析：选b设nn的键能为x kj/mol，断裂化学键需要吸收的能量为：(x3436) kj，形成新化学键释放的能量为：6391 kj，则6391 kj(x3436)kj92.4 kj，解得x946。二、非选择题13氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。已知：ch4(g)h2o(g)=co(g)3h2(g)h1 206.2 kj/molch4(g)co2(g)=2co(g)2h2(g)h2247.4 kj/mol以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。ch4(g)与 h2o(g)反应生成co2(g)和 h2(g)的热化学方程式为_。解析：首先写出反应方程式，ch4(g)2h2o(g)=co2(g)4h2(g)，再利用盖斯定律即可得出h2h1h2。答案：ch4(g)2h2o(g)=co2(g)4h2(g)h165.0 kj/mol14(1)已知：c(s)o2(g)= co2(g)h1393.5 kj/mol2co(g)o2(g)=2co2(g)h2566 kj/moltio2(s)2cl2(g)= ticl4(s)o2(g)h3141 kj/mol则tio2(s)2cl2(g)2c(s)= ticl4(s)2co(g)的h_。 (2)已知下列各组热化学方程式fe2o3(s)3co(g) =2fe(s)3co2(g)h125 kj/mol3fe2o3(s)co(g)= 2fe3o4(s)co2(g)h247 kj/molfe3o4(s)co(g) =3feo(s)co2(g)h3640 kj/mol请写出feo(s)被co(g)还原成fe和co2(g)的热化学方程式_。 解析：(1)由2得所求方程式，即hh32h1h2141 kj/mol2(393.5 kj/mol)(566 kj/mol)80 kj/mol。(2)由题意：feo(s)co(g)= fe(s)co2(g)h。则得：h218 kj/mol则feo(s)co(g)=fe(s)co2(g)h218 kj/mol答案：(1)80 kj/mol(2)feo(s)co(g) =fe(s)co2(g)h218 kj/mol15已知下列两个热化学方程式：2h2(g)o2(g)=2h2o(l)h571.6 kj/molc3h8(g)5o2(g)=3co2(g)4h2o(l)h2 220 kj/mol根据上面两个热化学方程式，试完成下列问题：(1)1 mol h2和2 mol c3h8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为_。(2)现有h2和c3h8的混合气体共5 mol，完全燃烧时放热3 847 kj，则在混合气体中h2和c3h8 的体积比是_。(3)已知：h2o(l)=h2o(g)h44.0 kj/mol。试写出丙烷燃烧生成co2和水蒸气时的热化学方程式_。解析：(1)1 mol h2和2 mol c3h8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为285.8 kj/mol1 mol2 220 kj/mol2 mol4 725.8 kj。(2)设混合气体中h2的物质的量为x，则c3h8的物质的量为5 molx，所以：285.8 kj/molx(5 molx)2 220 kj/mol3 847 kj，解方程得x3.75 mol，则5 molx1.25 mol，故v(h2)v(c3h8)3.75 mol1.25 mol31。答案：(1)4 725.8 kj(2)31(3)c3h8(g)5o2(g)=3co2(g)4h2o(g) h2 044 kj/mol能力提升16比较下列各组热化学方程式中h的大小关系。(1)s(s)o2(g)=so2(g)h1s(g)o2(g)=so2(g)h2h1_h2(2)ch4(g)2o2(g)=co2(g)2h2o(l)h1ch4(g)2o2(g)=co2(g)2h