人教版选修4 第1章第3节 化学反应热的计算 学案.doc

第三节化学反应热的计算学习目标定位1.知道盖斯定律的内容，能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。2.学会有关反应热计算的方法技巧，进一步提高化学计算的能力。一、盖斯定律1.盖斯定律的理解(1)大量实验证明，不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。(2)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。(3)始态和终态相同反应的途径有如下三种：hh1h2h3h4h52.盖斯定律的应用根据如下两个反应.c(s)o2(g)=co2(g)h1393.5 kjmol1.co(g)o2(g)=co2(g)h2283.0 kjmol1选用两种方法，计算出c(s)o2(g)=co(g)的反应热h。(1)虚拟路径法反应c(s)o2(g)=co2(g)的途径可设计如下：则h110.5 kjmol1。(2)加合法利用“加合法”求c(s)o2(g)=co(g)h的步骤：写出目标反应的热化学方程式，确定各物质在各反应中的位置，c(s)o2(g)=co(g)。将已知热化学方程式变形，得反应，co2(g)=co(g)o2(g)h3283.0 kjmol1；将热化学方程式相加，h也相加：得，c(s)o2(g)=co(g)hh1h3，则h110.5 kjmol1。例1已知：zn(s)o2(g)=zno(s)h348.3 kjmol12ag(s)o2(g)=ag2o(s)h31.0 kjmol1则zn(s)ag2o(s)=zno(s)2ag(s)的h等于_。答案317.3 kjmol1解析根据盖斯定律，将方程式得目标方程式，所以h348.3 kjmol1(31.0 kjmol1)317.3 kjmol1。考点盖斯定律题点根据盖斯定律确定焓变关系特别提醒(1)热化学方程式的化学计量数加倍，h也相应加倍。(2)热化学方程式相加减，同种物质之间可加减，反应热也相应加减。(3)将热化学方程式颠倒时，h的正负必须随之改变。例2已知p4(白磷，s)5o2(g)=p4o10(s)h12 983.2 kjmol1p(红磷，s)o2(g)=p4o10(s)h2738.5 kjmol1试用两种方法求白磷转化为红磷的热化学方程式。答案(1)“虚拟路径”法根据已知条件可以虚拟如下过程：根据盖斯定律hh1(h2)42 983.2 kjmol1738.5 kjmol1429.2 kjmol1热化学方程式为p4(白磷，s)=4p(红磷，s)h29.2 kjmol1(2)“加合”法p4(白磷，s)5o2(g)=p4o10(s)h12 983.2 kjmol1p4o10(s)=5o2(g)4p(红磷，s)h22 954 kjmol1上述两式相加得：p4(白磷，s)=4p(红磷，s)h29.2 kjmol1考点盖斯定律题点根据盖斯定律书写热化学方程式二、反应热的计算1.根据热化学方程式例3已知：c(s)o2(g)=co(g)h110 kjmol1,6 g炭不完全燃烧时，放出的热量为_kj。答案55解析由热化学方程式：c(s)h110 kjmol112 g110 kj6 ge则：e55 kj。2.根据盖斯定律计算例4已知下列反应：so2(g)2oh(aq)=so(aq)h2o(l)h1 clo(aq)so(aq)=so(aq)cl(aq)h2caso4(s)=ca2(aq)so(aq)h3则反应so2(g)ca2(aq)clo(aq)2oh(aq)=caso4(s)h2o(l) cl(aq)的h_。答案h1h2h3解析则根据盖斯定律可知即得到反应：so2(g)ca2(aq) clo(aq) 2oh(aq)=caso4(s)h2o(l)cl(aq)的h，则hh1h2h3。考点反应热的计算与比较题点根据盖斯定律计算反应热3.根据燃烧热数值计算例5已知葡萄糖的燃烧热是2 804 kjmol1，当它氧化生成1 g水时放出的热量是()a.26.0 kj b.51.9 kjc.155.8 kj d.467.3 kj答案a解析葡萄糖的燃烧热的热化学方程式：c6h12o6(s)6o2(g)=6co2(g)6h2o(l)h2 804 kjmol1，由此可知，生成6 mol18 gmol1108 g水放出2 804 kj热量，则生成1 g水时放出的热量为2 804 kj10826.0 kj。考点反应热的计算与比较题点根据热化学反应方程式计算反应热4.利用键能计算例6通常人们把拆开1 mol某化学键所消耗的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱，也可用于估算化学反应的反应热。化学键siosiclhhhclsisisic键能/kjmol1460360436431176347工业上高纯硅可通过下列反应制取：sicl4(g)2h2(g)si(s)4hcl(g)，该反应的反应热h为()a.236 kjmol1 b.236 kjmol1c.412 kjmol1 d.412 kjmol1答案a解析反应热反应物的键能之和生成物的键能之和，即h360 kjmol14436 kjmol12176 kjmol12431 kjmol14236 kjmol1。考点反应热的计算与比较题点根据键能计算反应热规律方法1.下列关于盖斯定律描述不正确的是()a.化学反应的反应热不仅与反应体系的始态和终态有关，也与反应的途径有关b.盖斯定律遵守能量守恒定律c.利用盖斯定律可间接计算通过实验难测定的反应的反应热d.利用盖斯定律可以计算有副反应发生的反应的反应热答案a解析化学反应的反应热与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关。考点盖斯定律题点盖斯定律概念的理解2.已知在298 k时下述反应的有关数据：c(s)o2(g)=co(g)h1110.5 kjmol1c(s)o2(g)=co2(g)h2393.5 kjmol1，则c(s)co2(g)=2co(g)的h为()a.283.5 kjmol1b.172.5 kjmol1c.172.5 kjmol1d.504 kjmol1答案b解析2c(s)o2(g)=2co(g)h1221 kjmol1co2(g)=c(s)o2(g)h2393.5 kjmol1利用盖斯定律，可得c(s)co2(g)=2co(g)h221 kjmol1393.5 kjmol1172.5 kjmol1。考点反应热的计算与比较题点根据盖斯定律计算反应热3.已知热化学方程式：h2o(g)=h2(g)o2(g)h241.8 kjmol1h2(g)o2(g)=h2o(l)h285.8 kjmol1当1 g液态水变为水蒸气时，其热量变化是()a.h88 kjmol1b.h2.44 kjmol1c.h4.98 kjmol1d.h44 kjmol1答案b解析将两式相加得到h2o(g)=h2o(l)h44 kjmol1，所以每1 g液态水变成水蒸气需要吸收的热量为 kj2.44 kj。考点反应热的计算与比较题点反应热计算的综合4.写出下列反应的热化学方程式：(1)为减少so2的排放，常采取以下措施，将煤转化为清洁的气体燃料。已知：h2(g)o2(g)=h2o(g)h1241.8 kjmol1c(s)o2(g)=co(g)h2110.5 kjmol1写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式_。(2)已知co(g)和ch3oh(l)的燃烧热h分别为283.0 kjmol1和726.5 kjmol1。请写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为_。答案(1)c(s)h2o(g)=co(g)h2(g)h131.3 kjmol1(2)ch3oh(l)o2(g)=co(g)2h2o(l)h443.5 kjmol1解析(1)根据盖斯定律，由可得：c(s)h2o(g)=co(g)h2(g)则hh2h1(110.5 kjmol1)(241.8 kjmol1)131.3 kjmol1。(2)依据燃烧热的概念写出两个热化学方程式：ch3oh(l)o2(g)=co2(g)2h2o(l)h1726.5 kjmol1co(g)o2(g)=co2(g)h2283.0 kjmol1根据盖斯定律，由可得：ch3oh(l)o2(g)=co(g)2h2o(l)，则hh1h2726.5 kjmol1(283.0) kjmol1443.5 kjmol1。考点盖斯定律题点根据盖斯定律书写热化学方程式5.把煤作为燃料可通过下列两种途径：途径c(s)o2(g)=co2(g)h10途径先制水煤气：c(s)h2o(g)=co(g)h2(g)h20再燃烧水煤气：2co(g)o2(g)=2co2(g)h302h2(g)o2(g)=2h2o(g)h40请回答下列问题：(1)判断两种途径放热：途径放出的热量_途径放出的热量(填“大于”“等于”或“小于”)。(2)h1、h2、h3、h4的数学关系是_。(3)由于制取水煤气的反应里，反应物具有的总能量_(填“大于”“等于”或“小于”)生成物具有的总能量，那么在化学反应时，反应物就需要_能量才能转化为生成物，因此其反应条件为_。答案(1)等于(2)h1h2(h3h4)(3)小于吸收加热解析(1)根据盖斯定律可知，反应热只与始态和终态有关，而与反应的途径无关，通过观察可知途径和途径是等效的，途径和途径等量的煤燃烧消耗的氧气相等，两途径最终生成物只有二氧化碳，所以途径放出的热量等于途径放出的热量。(2)途径：c(s)h2o(g)=co(g)h2(g)h20再燃烧水煤气：2co(g)o2(g)=2co2(g)h302h2(g)o2 (g)=2h2o(g)h40由盖斯定律可知，2得2c(s)2o2 (g)=2co2(g)h2h2h3h4，所以h1h(2h2h3h4)h2(h3h4)。(3)制水煤气c(s)h2o(g)=co(g)h2(g)h20，该反应是吸热反应，反应物具有的总能量小于生成物具有的总能量，反应条件是加热。考点盖斯定律题点盖斯定律的综合应用 对点训练题组一盖斯定律及应用1.盖斯是热化学的奠基人，他于1840年提出盖斯定律，对这一定律的理解，以下说法不正确的是()a.不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同的b.化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应途径无关c.可以直接测量任意一反应的反应热d.可以用已经精确测定的反应热效应来计算难于测量或不能测量的反应的热效应答案c解析a、b两项为盖斯定律的内容；d项为盖斯定律的应用；某些化学反应无法直接测量其反应热，c项错误。考点盖斯定律题点盖斯定律概念的理解2.(2017山东枣庄八中高二月考)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.afhh6b.h1h2h3h4h5h61c.cf|h|h1h2h6|d.|h1h2h3|h4h5h6|答案b解析由盖斯定律可知：afhh1h2h3h4h5h6，即h1h2h3h4h5h60，故a项正确，b项错误；由cf可以判断，hh3h4h5(h1h2h6)，故c项正确；由ad知：hh1h2h3(h4h5h6)，故d项正确。考点盖斯定律题点根据盖斯定律确定焓变关系3.肼(n2h4)是火箭发动机的一种燃料，反应时n2o4为氧化剂，反应生成n2和水蒸气。已知：n2(g)2o2(g)=n2o4(g)h8.7 kjmol1n2h4(g)o2(g)=n2(g)2h2o(g)h534 kjmol1下列表示n2h4和n2o4反应的热化学方程式，正确的是()a.2n2h4(g)n2o4(g)=3n2(g)4h2o(g)h1 076.7 kjmol1b.n2h4(g)n2o4(g)=n2(g)2h2o(g)h542.7 kjmol1c.2n2h4(g)n2o4(g)=3n2(g)4h2o(g)h542.7 kjmol1d.2n2h4(g)n2o4(g)=3n2(g)4h2o(l)答案a解析根据盖斯定律，把已知两个反应相加减，可求得反应的h。将2得2n2h4(g)n2o4(g)=3n2(g)4h2o(g)，h1 076.7 kjmol1。考点盖斯定律题点根据盖斯定律书写热化学方程式4.向足量h2so4溶液中加入100 ml 0.4 moll1 ba(oh)2溶液，放出的热量是5.12 kj。如果向足量ba(oh)2溶液中加入100 ml 0.4 moll1盐酸时，放出的热量为2.2 kj。则na2so4溶液与bacl2溶液反应的热化学方程式为()a.ba2(aq)so(aq)=baso4(s)h2.92 kjmol1b.ba2(aq)so(aq)=baso4(s)h18 kjmol1c.ba2(aq)so(aq)=baso4(s)h73 kjmol1d.ba2(aq)so(aq)=baso4(s)h0.72 kjmol1答案b解析由题给条件可知：ba2(aq)2oh(aq)2h(aq)so(aq)=baso4(s)2h2o(l)h128 kjmol1oh(aq)h(aq)=h2o(l)h55 kjmol1根据盖斯定律2可得ba2(aq)so(aq)=baso4(s)h18 kjmol1。考点盖斯定律题点根据盖斯定律书写热化学方程式(方程式加减法)5.已知：2c(s)o2(g)=2co(g)h221.0 kjmol1；2h2(g)o2(g)=2h2o(g)h483.6 kjmol1。则制备水煤气的反应c(s)h2o(g)=co(g)h2(g)的h为()a.262.6 kjmol1 b.131.3 kjmol1c.352.3 kjmol1 d.131.3 kjmol1答案d解析根据盖斯定律，把已知两个反应相加减，可求得制备水煤气反应的h。得2c(s)2h2o(g)=2h2(g)2co(g)h221.0 kjmol1(483.6 kjmol1)262.6 kjmol1，则c(s)h2o(g)=co(g)h2(g)的h(262.6 kjmol1)2131.3 kjmol1。6.室温下，将1 mol的cuso45h2o(s)溶于水会使溶液温度降低，热效应为h1，将1 mol的cuso4(s)溶于水会使溶液温度升高，热效应为h2；cuso4(s)5h2o(s)受热分解的化学方程式为cuso45h2o(s)=cuso4(s)5h2o(l)，热效应为h3。则下列判断正确的是()a.h2h3b.h1h3c.h1h3h2d.h1h2h3答案b解析cuso45h2o(s)=cu2(aq)so(aq)5h2o(l)h10cuso4(s)=cu2(aq)so(aq)h20cuso45h2o(s)=cuso4(s)5h2o(l)h30：cuso45h2o(s)=cu2(aq)so(aq)5h2o(l)h1h2h3由于h10，h20，所以h1h3。考点盖斯定律题点盖斯定律的综合应用题组二反应热大小的比较7.根据以下三个热化学方程式：2h2s(g)3o2(g)=2so2(g)2h2o(l)hq1 kjmol12h2s(g)o2(g)=2s(s)2h2o(l)hq2 kjmol12h2s(g)o2(g)=2s(s)2h2o(g)hq3 kjmol1判断q1、q2、q3三者关系正确的是()a.q1q2q3 b.q1q3q2c.q3q2q1 d.q2q1q3答案a解析假设已知三个方程式分别为、，则、相比可知为h2s完全燃烧的热化学方程式，故放出热量比多，即q1q2；、相比h2o的状态不同，因为等量的水，h2o(l)比h2o(g)能量低，故放出热量q2q3，则有q1q2q3。考点反应热的计算与比较题点反应热大小的比较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)h1c(s)o2(g)=co(g)h2s(s)o2(g)=so2(g)h3s(g)o2(g)=so2(g)h4caco3(s)=cao(s)co2(g)h5cao(s)h2o(l)=ca(oh)2(s)h6a. b.c. d.答案c解析都是放热反应，放出的热量越多h越小，中前者完全燃烧放出的热量多，则h1h2；中气态物质的能量比固态物质的能量大，后者放出的能量多，则h3h4；中前者为吸热反应，h0；后者为放热反应，h0；则h5h6。考点反应热的计算与比较题点反应热大小的比较9.(2017河南许昌五校高二联考)已知：a.c2h2(g)h2(g)=c2h4(g)h0；b.2ch4(g)=c2h4(g)2h2(g)h0。以下三个热化学方程式：c(s)2h2(g)=ch4(g)h1c(s)h2(g)=c2h2(g)h2c(s)h2(g)=c2h4(g)h3h1、h2、h3由大到小的顺序是()a.h2h3h1b.h3h2h1c.h3h1h2d.h1h2h3答案a解析利用盖斯定律，()2得出：c2h4(g)=c2h2(g)h2(g)h2(h2h3)，根据反应a的逆过程为吸热反应，得h2h30，h2h3；()2 得出：2ch4(g)=c2h4(g)2h2(g)h2(h3h1)，根据反应b，h3h10，h3h1，故a项正确。考点反应热的计算与比较题点反应热大小的比较题组三反应热的计算及应用10.已知反应：h2(g)o2(g)=h2o(g)h1n2(g)o2(g)=no2(g)h2n2(g)h2(g)=nh3(g)h3则反应2nh3(g)o2(g)=2no2(g)3h2o(g)的h为()a.2h12h22h3b.h1h2h3c.3h12h22h3d.3h12h22h3答案d解析由题意把已知反应依次编号为、，根据盖斯定律将方程式322得2nh3(g)o2(g)=2no2(g)3h2o(g)h3h12h22h3。考点反应热的计算与比较题点根据盖斯定律计算反应热11.化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。共价键的键能是两种原子间形成1 mol共价键(或其逆过程)时释放(或吸收)的能量。已知hh键的键能为436 kjmol1，clcl键的键能为243 kjmol1，hcl键的键能为431 kjmol1，则h2(g)cl2(g)=2hcl(g)的反应热(h)等于()a.183 kjmol1 b.183 kjmol1c.862 kjmol1 c.862 kjmol1答案a解析h436 kjmol1243 kjmol12431 kjmol1183 kjmol1。考点反应热的计算与比较题点根据键能计算反应热12.(2017四川成都七中高二半期考)磷在氧气中燃烧，可能生成p2o3和p2o5，已知单质磷(p)的燃烧热为x kjmol1，0.1 mol p在2.24 l o2(标准状况下)燃烧至反应物耗尽时，放出y kj的热量，下列关于该反应的说法错误的是()a.生成0.025 mol p2o5b.生成p2o3所释放的热量为(y0.05x) kjc.2p(s)o2(g)=p2o3(s)h(40y2x) kjmol1d.生成的p2o3与p2o5的质量之比为11答案d解析依题意知，当p和o2以等物质的量恰好反应时，生成的p2o3与p2o5的物质的量之比为11，即4p4o2p2o3p2o5，所以0.1 mol p生成0.025 mol p2o5，故a正确；依据p的燃烧热为x kjmol1可知，生成0.025 mol p2o5时放出热量为0.05x kj，则生成0.025 mol p2o3释放的热量为(y0.05x) kj，故b正确；依据b项中的分析可得2p(s)o2(g)=p2o3(s)h(40y2x) kjmol1，故c正确；依据a项中的分析，当p和o2以等物质的量恰好反应时，生成p2o3与p2o5的物质的量之比为11，则质量比一定不等于11，故d错误。考点反应热的计算与比较题点反应热计算的综合综合强化13.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：_。答案(1)11(2)c3h8(g)5o2(g)=3co2(g)4h2o(g)h2 044 kjmol1解析(1)设h2、c3h8的物质的量分别为n1 mol、n2 mol，则解得：n12.5，n22.5，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 kjmol1。考点反应热的计算与比较题点反应热计算的综合14.(2017高考题改编)在环境污染和能源危机日益严重情况下，氢气作为很有发展前景的新型能源备受青睐，下列两种方法都能获取氢气。(1)正丁烷(c4h10)脱氢制1丁烯(c4h8)的热化学方程式如下：已知：c4h10(g)=c4h8(g)h2(g)h1。c4h10(g)o2(g)=c4h8(g)h2o(g)h2119 kjmol1h2(g)o2(g)=h2o(g)h3242 kjmol1。反应的h1为_kjmol1。(2)如下图，通过计算，可知系统()和系统()制氢的热化学方程式分别为_、_，制得等量h2所需能量较少的是_。答案(1)12