高中化学 第1章 化学反应与能量转化 第1节 化学反应的热效应（第3课时）反应焓变计算导学案2 鲁科版选修4（通用）

第1章第1节 化学反应的热效应第3课时化学反应和反应热【学习目标】1知道盖斯定律的内容，能用盖斯定律进行有关焓变的简单计算。2学会有关焓变计算的方法技巧，进一步提高化学计算的能力。【学习过程】一、焓变的计算盖斯定律及其应用1、盖斯定律的涵义：对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应焓变是_的。这就是盖斯定律。也就是说，化学反应的反应热只与反应的 （各反应物）和 （各生成物）有关，而与具体的反应进行的途径无关。2、盖斯定律的应用（1）盖斯定律在科学研究中具有重要意义。因为有些反应进行的很慢，有些反应不容易直接发生，有些反应的产品不纯（有副反应发生），这给测定反应热造成了困难。此时如果应用盖斯定律，就可以间接的把它们的反应热计算出来。例如：C（S）0.5O2（）=CO(g) （2）上述反应在O2供应充分时，可燃烧生成CO2、O2供应不充分时，虽可生成CO，但同时还部分生成CO2。因此该反应的H无法直接测得。但是下述两个反应的H却可以直接测得： C（S）O2（g）=CO2(g) ； H1= - 393.5kJ/molCO（g） 0.5 O2（g）CO2(g) ；H2 - 283.0kJ/mol根据盖斯定律，就可以计算出欲求反应的H3。分析上述反应的关系，即知 H1H2H3 H3H1H2-393.5kJ/mol(-283.0kJ/mol) -110.5kJ/mol由以上可知，盖斯定律的实用性很强。3盖斯定律的内容：不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应焓变是相同的。或者说，化学反应的反应焓变只与反应体系的始态和终态有关，而与反应的途径无关。4盖斯定律的应用方法(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，反应焓变为H；由A经过B变成C，再由C变成D，每步的反应焓变分别为H1、H2、H3。如图所示：则有HH1H2H3。(2)加合法：运用所给热化学方程式通过加减乘除的方法得到所求的热化学方程式。二、反应热计算 1. 根据热化学方程式、盖斯定律和燃烧热的数据，可以计算一些反应的反应热。反应热、燃烧热的简单计算都是以它们的定义为基础的，只要掌握了它们的定义的内涵，注意单位的转化即可。 2.热化学方程式的简单计算的依据：（1）热化学方程式中化学计量数之比等于各物质物质的量之比；还等于反应热之比。（2）热化学方程式之间可以进行加减运算。【例】100 g碳粉燃烧所得气体中，CO占体积、CO2占体积，且C(s)O2(g)=CO(g)H110.35 kJmol1CO(g)O2(g)=CO2(g)H282.57 kJmol1C(s)O2(g)=CO2(g)H392.92 kJmol1与这些碳完全燃烧相比较，损失的热量是_。【答案】784.92 kJ【解析】碳粉完全燃烧可分两步，先生成CO时放热，CO再生成CO2放热，总热量即为完全燃烧放出的热量，因此不完全燃烧与完全燃烧相比，损失的热量就是生成的CO燃烧放出的热量。CO(g)O2(g)=CO2(g)H282.57 kJmol11 mol 282.57 kJ(100/12)1/3 mol QQ784.92 kJ。3. 【例】已知：C(s)O2(g)=CO(g) H。反应在O2供应充分时，可继续燃烧生成CO2；O2供应不充分时，虽可生成CO，但同时还部分生成CO2。因此该反应的H无法直接测得。但是下述两个反应的H却可以直接测得：(1)C(s)O2(g)=CO2(g) H1393.5 kJmol1(2)CO(g)O2(g)=CO2(g) H2283.0 kJmol1根据盖斯定律，就可以计算出欲求反应的H。分析上述两个反应的关系，即知：H_；则C(s)与O2(g)生成CO(g)的热化学方程式为_。【解析】根据已知条件，可以虚拟如下过程：由盖斯定律可知HH1H2110.5 kJmol1热化学方程式是C(s)O2(g)=CO(g)H110.5 kJmol1。【答案】H1H2C(s)O2(g)=CO(g)H110.5 kJmol1三、问题思考：1.为什么焓变与化学反应过程无关？【提示】化学反应遵循质量守恒和能量守恒。在指定的状态下各种物质的焓变数值都是确定且唯一的，因此，不论反应一步完成还是分步完成，最初的反应物和最终的反应产物都是一样的，因此焓变与反应途径无关。2.已知：C(s)O2(g)=CO2(g)H1393.5 kJmol1CO(g)O2(g)=CO2(g)H2283.0 kJmol1怎样利用盖斯定律求C(s)O2(g)=CO(g)的H?【提示】(1)“虚拟路径”法根据盖斯定律知H1HH2HH1H2393.5 kJmol1283.0 kJmol1110.5 kJmol1(2)“加和”法变形为CO2(g)=CO(g)O2(g)H283.0 kJmol1，和相加得C(s)O2(g)CO2(g)=CO2(g)CO(g)O2(g)H110.5 kJmol1，即C(s)O2(g)=CO(g)H110.5 kJmol1四、利用盖斯定律计算焓变的方法1虚拟途径法(1)方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。(2)举例若反应物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：H则有：HH1H2H32加和法(1)方法将所给热化学方程式适当加减得到所求的热化学方程式，反应热也作相应的变化。(2)应用加和法计算反应热时应注意：热化学方程式如何相加(或相减)，则反应热就相应地相加(或相减)；反应热数值与各物质的系数成正比：系数乘以(或除以)某个数，则反应热就相应地乘以(或除以)这个数；可逆反应中，热化学方程式中的反应热是指反应按所给形式完全进行时的反应热；正、逆反应的反应热数值相等，符号相反。五、检测题1. 已知：2Zn(s)O2(g)=2ZnO(s)H701.0 kJmol12Hg(l)O2(g)=2HgO(s)H181.6 kJmol1则反应Zn(s)HgO(s)=ZnO(s)Hg(l)的H为()A519.4 kJmol1B259.7 kJmol1C259.7 kJmol1 D519.4 kJmol12. 已知下列反应的热化学方程式为：C(s)O2(g)=CO2(g)H1393.5 kJmol1CH3COOH(l)2O2(g)=2CO2(g)2H2O(l)H2870.3 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(l)H3285.8 kJmol1则反应2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l)的反应热(焓变)为() A488.3 kJmol1 B488.3 kJmol1C244.15 kJmol1 D244.15 kJmol13. 已知1 mol白磷(s)转化成1 mol红磷(s)，放出18.39 kJ热量，又知：4P(白，s)5O2(g)=2P2O5(s)H14P(红，s)5O2(g)=2P2O5(s)H2则H1和H2的关系正确的是()AH1H2BH1H2CH1H2 D无法确定4. 已知(1)H2(g)O2(g)=H2O(g)H1a kJmol1(2)2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H2b kJmol1(3)H2(g)O2(g)=H2O(l)H3c kJmol1(4)2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H4d kJmol1下列关系式正确的是()Aac0 Bbd0C2ab0 D2cd05. 下列各组热化学方程式中，化学反应的H前者小于后者的是()C(s)O2(g)=CO(g)H1C(s)O2(g)=CO2(g)H2S(g)O2(g)=SO2(g)H3S(s)O2(g)=SO2(g)H4CaO(s)H2O(l)=Ca(OH)2(s)H5CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H6A BC D6. FeSO4可转化为FeCO3，FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。已知25 、101 kPa时：4Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)H1 648 kJ/molC(s)O2(g)=CO2(g)H393 kJ/mol2Fe(s)2C(s)3O2(g)=2FeCO3(s)H1 480 kJ/molFeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是_。参考答案1. 【解析】给两个反应标号2Zn(s)O2(g)=2ZnO(s)H701.0 kJmol12Hg(l)O2(g)=2HgO(s)H181.6 kJmol1则所求反应可表示为()1/2；则其H(701.0 kJmol1)(181.6 kJmol1)1/2259.7 kJmol1。【答案】C2. 【解析】将22即得到待求的热化学方程式，故H(393.5 kJmol1)2(285.8 kJmol1)2(870.3 kJmol1)488.3 kJmol1。【答案】B3. 【解析】两热化学方程式相减得4P(白，s)=4P(红，s)，又因白磷(s)转化成红磷(s)为放热反应，则HH1H20，即H1H2。【答案】C4. 【解析】氢气燃烧是放热反应，H0；生成液态水比生成气态水时放出的热量多，H更小，即ca0，【答案】C5. 【解析】中碳完全燃烧放出的热量多，所以H1H2；中气态硫燃烧放出的热量多，H3H4；中H50，H60，则H5H6，故H前者小于后者的是。【答案】D6. 【解析】给已知热化学方程式编号4Fe