2020高二化学 1.1化学反应的热效应学案 鲁科版选修4

1.1 化学反应的热效应 学案（鲁科版选修4）学习目标1.熟练掌握热化学方程式的书写及意义。2.熟练应用盖斯定律进行反应焓变的计算。题型一利用键能求反应热方法点拨：在化学反应中，旧化学键断裂时，需要吸收能量；当原子重新组合，形成新化学键生成新物质时，又要释放能量。断裂1 mol化学键吸收的能量或形成1 mol化学键释放的能量，就是该化学键的键能。例1某些化学键的键能如下表(kJmol1)键HHBrBrIIClClHClHIHBr键能436193151247431299356(1)1 mol H2在2 mol Cl2中燃烧，放出热量_kJ。(2)在一定条件下，1 mol H2与足量的Cl2、Br2、I2分别反应，放出热量由多到少的顺序是_。ACl2Br2I2 BI2Br2Cl2预测1 mol H2在足量F2中燃烧比在Cl2中放热_。解析本题涉及键能与吸、放热的关系。考查了键能与反应热的定量关系。(1)1 mol H2在2 mol Cl2中燃烧，参加反应的H2和Cl2都是1 mol，生成HCl 2 mol。则放出热量：436 kJmol11 mol247 kJmol11 mol431 kJmol12 mol179 kJ。(2)反应H2X2=2HX中，若1 mol H2和1 mol X2反应生成2 mol HX，就有1 mol HH和XX键断裂，2 mol HX键生成。放出的热量Qp(HX)E(HH)E(XX)2E(HX)。将表中数据代入可算得：Qp(HCl)Qp(HBr)Qp(HI)。故H2在Cl2中燃烧放热最多，在I2中放热最少，选A。由此预测H2在F2中燃烧放热比在Cl2中放热多。答案(1)179(2)A多变式训练1白磷与氧可发生如下反应：P45O2=P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：PP a kJmol1、PO b kJmol1、P=O c kJmol1、O=O d kJmol1。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) kJmol1B(4c12b6a5d) kJmol1C(4c12b4a5d) kJmol1D(4a5d4c12b) kJmol1答案A解析化学反应的实质是旧键断裂和新键形成，其中旧化学键断裂吸收能量，新化学键形成释放能量，反应方程式P45O2=P4O10中有6 mol PP键和5 mol O=O键断裂，同时生成4 mol P=O键和12 mol PO键，因此H(6a5d4c12b) kJmol1。题型二热化学方程式的书写及正误判断方法点拨：书写热化学方程式要特别注意以下三点：1各物质在298 K,100 kPa时的聚集状态要注明。2放热、吸热时H的符号及单位。3化学计量数与H的值要匹配。例2化学反应N23H2高温、高压催化剂2NH3的能量变化如图所示，该反应的热化学方程式是()AN2(g)3H2(g)2NH3(l) H2(abc) kJmol1BN2(g)3H2(g)2NH3(g) H2(ba) kJmol1C.N2(g)H2(g)NH3(l) H(bca) kJmol1D.N2(g)H2(g)NH3(g) H(ab) kJmol1解析由图可以看出，a为 mol N2(g) mol H2(g)断键吸收的能量，b为1 mol N3 mol H形成1 mol NH3(g)释放的能量，所以N2(g)H2(g)=NH3(g)H(ab) kJmol1，而1 mol NH3(g)转化为1 mol的NH3(l)放出的能量为c kJ，所以有：N2(g)H2(g)=NH3(l)H(abc) kJmol1，即：N2(g)3H2(g)=2NH3(l)H2(abc) kJmol1。答案A变式训练2已知在298 K、1105 Pa条件下，2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ热量，下列热化学方程式正确的是()AH2O(g)=H2(g)O2(g) H242 kJmol1B2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H484 kJmol1CH2(g)O2(g)=H2O(g) H242 kJmol1D2H2(g)O2(g)=2H2O(g) H484 kJmol1答案A解析2 mol氢气燃烧生成水蒸气放出484 kJ热量，则1 mol氢气燃烧生成水蒸气应放出484 kJ242 kJ热量，放出热量H为“”，各物质的状态分别是H2(g)、O2(g)、H2O(g)。B项中的H2O的状态应为气态；C、D项中H的符号应为“”；A项是逆向进行的反应，H为“”，数值相等。故应选A。变式训练3在298 K时通过实验测得如下数据，写出下列反应的热化学方程式。(1)NO2(g)与H2O(l)反应生成2 mol HNO3(aq)时，放出138 kJ热量。_(2)1 mol C2H5OH(l)与适量O2(g)反应，生成CO2(g)和H2O(l)，放出1 366.8 kJ热量。_(3)2 mol Al(s)与适量O2(g)发生反应，生成Al2O3(s)放出1 669.8 kJ热量。_答案(1)3NO2(g)H2O(l)=2HNO3(aq)NO(g) H138 kJmol1(2)C2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l) H1 366.8 kJmol1(3)2Al(s)O2(g)=Al2O3(s) H1 669.8 kJmol1题型三利用盖斯定律进行反应焓变的计算方法点拨：利用盖斯定律进行问题分析时，常采用热化学方程式加合法和虚拟途径法。(1)加合法：根据需要将热化学方程式进行代数转换，然后相加，得出所需要的热化学方程式。转换时应注意各物质的计量数与H的数值同等倍数的改变，H的符号也作相应的改变。(2)虚拟途径法：先根据题意虚拟转化过程，然后根据盖斯定律列式求解，即可求得待求的反应热。例3 2020年10月1日，“嫦娥二号”探月卫星发射成功。发射卫星时可用肼(N2H4)为燃料，用二氧化氮为氧化剂，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肼和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_。解析由题意知：N2(g)2O2(g)=2NO2(g)H167.7 kJmol1N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H2534 kJmol1根据盖斯定律，要在反应物中消去O2并得到N2H4和NO2的反应。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) H2H2H1534 kJmol1267.7 kJmol1 1 135.7 kJmol1则1 mol N2H4反应放出的热量为567.85 kJ。答案567.852N2H4(g)2NO2(g)=3N2(g)4H2O(g)H1 135.7 kJmol1变式训练4已知下列两个热化学方程式：H2(g)O2(g)=H2O(l) H285.8 kJmol1C3H8(g)5O2(g)=4H2O(l)3CO2(g) 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6 264.5 kJ，则混合气体中H2和C3H8的体积比是_。(2)已知：H2O(l)=H2O(g)H44.0 kJ mol1，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)