高中化学 第一章 第三节《化学反应热的计算》学案 新人教版选修4.doc

1、a第三节 化学反应热的计算【学习目标】: 1. 理解盖斯定律的涵义，2能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。【重、难点】: 盖斯定律的应用 【旧知回顾】 ：1、什么叫热化学方程式？ 表示参加反应物质的量和和反应热的关系的化学方程式 。 2、H2(g)+1/2O2(g)H2O(g) H1= 241.8kJ/mol 那么，H2的燃烧热H应该是多少？（已知： H2O(g)H2O(l) H2= 44kJ/mol） 285.8kJ/mol 。【学习过程】在化学研究和生产应用中，往往要通过实验测定一些物质反应的反应热，但并不是所有反应都能准确的测定出反应热。因为有些反应进行的很慢，有些反应不易直接发生，有

2、些反应的产品不纯，这只能通过化学计算的方式间接获得。 例如能否直接测出这个反应的反应热：C(s)+1/2O2(g)CO(g) H =?因很难控制使其只生成CO而无CO2，因此不能直接测出H 。这就必须学习新的知识来解决。一、盖斯定律 1、概念：不管化学反应是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的，它只与反应体系的始态和终态有关，而与反应途径无关 。2、对盖斯定律的图示理解如由A到B可以设计如下两个途径：，途径一：AB(H) 途径二：ACB(Hl+H2)则焓变H 、H1 、H2的关系可以表示为 H=H1+H2 。结论：两个热化学方程式相加减时，H也可同时相加减。3、盖斯定律是哪些自然规律的必然

3、结果？是质量守恒定律和能量守恒定律的共同体现，反应是一步完成还是分步完成，最初的反应物和最终的生成物都是一样的，只要物质没有区别，能量也不会有区别。4、盖斯定律的应用如：图1和图2图图H1H1H2H2H3H3中，H1、H1、H3三者之间的关系分别如何？找出能量守恒的等量的关系（填写表中空白）步 骤图1图2找起点AC找终点CB过程ABC ACCAB CB列式H1+H2=H3H1+H3=H2 5、盖斯定律的应用实例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。 【例题1】、试利用298K时下列反应焓变的实验数据：C(s)+ O2 (g)=CO2

4、(g) H1= 393.5 KJmol-1 反应1，CO(g)+ 1/2O2 (g)=CO2(g) H2= 283.0 KJmol-1反应2，计算在此温度下C(s)+1/2 O2 (g)=CO(g)的反应焓变H3. 反应3aa方法1：以盖斯定律原理求解， 以要求的反应为基准（1）找起点C(s)； （2）终点是CO2(g)； （3）总共经历了两个反应 CCO2；CCOCO2；（4）也就说CCO2的焓变为CCO；COCO2之和。则H1=H3+H2 ； （5）求解：CCO H3=H1 H2= 110.5 KJmol-1。方法2：利用方程组求解, 即两个热化学方程式相加减时，H可同时相加减。找出头、尾

5、 ，同上； （2）找出中间产物 CO2 ； （3）利用方程组消去中间产物，反应1反应2反应3；（4）列式：H1H2=H3 (5) 求解可得H3=H1 H2= 110.5 KJmol-1【归纳】：利用方程组求解的解题步骤（讨论交流）： .确定待求的反应方程式；.找出待求方程式中各物质出现在已知方程式的什么位置；.根据未知方程式中各物质计量数和位置的需要对已知方程式进行处理，或调整计量数，或调整反应方向（此时H要改变符号）； .实施叠加并检验上述分析的正确与否。【例2】、科学家盖斯曾提出：“不管化学过程是一步完成或分几步完成，这个总过程的热效应是相同的。” 利用盖斯定律可测某些特殊反应的热效应。（

6、1）P4 (s,白磷) +5O2(g)P4O10(s) H1= 2983.2 KJmol-1 （2）P (s,红磷) +5/4O2(g)1/4P4O10(s) H2= 738.5KJmol-1 则白磷转化为红磷的热化学方程式_ P4 (s,白磷)4P (s,红磷) H = 29.2kJ/mol _。相同的状况下，能量较低的是_红磷_；白磷的稳定性比红磷_低_（填“高”或“低”）。【例3】、试验中不能直接测出由石墨和氢气合成甲烷反应的H4 ，但可测出C（石墨）、H2、和CH4的燃烧热，请根据盖斯定律求H4。 CH4(g)2O2(g) CO2(g) 2H2O(l) H1= 890.3 kJmol

7、C(石墨，s)+O2(g) CO2(g) H2= 一393.5 kJmol-1 H2(g)+1/2O2(g)H2O(l) H3= 285.8 kJ/ mol C(石墨，s)+ 2H2(g)CH4(g) H4 解析：已知方程： = + 2 - 据盖斯定律有：H4 = H2 + 2H3 -H1 = 一393.5 kJmol-1 + 2（285.8 kJ/ mol）-（890.3 kJmol ） = 一74.8 kJmol-1【疑点反馈】：（通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识，请记录下来）_。【基础达标】1.下列关于反应热的说法正确的是 (D) A.当H为“-”时,表示该反应为吸热反应 B

8、.已知C(s)+O2(g)CO(g)的反应热为-110.5 kJmol-1,说明碳的燃烧热为110.5 kJmol-1 C.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 2.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aa,s)+O2(g)CO2(g)H=-393.51 kJmol-1 C(金刚石,s)+O2(g)CO2(g)H=-395.41 kJmol-1据此判断,下列说法中正确的是 (A) 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

9、;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 3.已知下列反应的反应热:(1)CH3COOH(l)+2O2(g)2CO2(g)+2H2O(l)H1=-870.3 kJmol-1 (2)C(s)+O2(g)CO2(g)H2=-393.5 kJmol-1 (3)H2(g)+O2(g)H2O(l)H3=-285.8 kJmol-1则下列反应：2C(s)+2H2(g)+O2(g)CH3COOH(l)的反应热为 (D) A.H=+488.3 kJmol-1 B.H=-244.15 kJmol-1 C.H=-977

10、.6 kJmol-1 D.H=-488.3 kJmol-1 4.根据碘与氢气反应的热化学方程式(1)I2(g)+H2(g)2HI(g)H=-9.48 kJ(2)I2(s)+H2(g)2HI(g)H=+26.48 kJ/mol下列判断正确的是 (D) A.254 g I2(g)中通入2 g H2(g),反应放热9.48 kJ B.1 mol固态碘与1 mol气态碘所含的能量相差17.00 kJ C.反应(1)的产物比反应(2)的产物稳定 D.反应(2)的反应物总能量比反应(1)的反应物总能量低 5.已知热化学方程式:SO2(g)+O2(g)SO3(g)H=-98.32 kJmol-1,在容器中充

11、入2 mol SO2和1 mol O2,充分反应,最终放出的热量 (C) A.=196.64 kJ B.=98.32 kJ C.196.64 kJ 6.在36 g碳不完全燃烧所得气体中,CO占总体积1/3,CO2占总体积2/3。且有:C(s)+O2(g)CO(g)H=-110.5 kJmol-1CO(g)+O2(g)CO2(g)H=-283 kJmol-1与这些碳完全燃烧相比,损失的热量是 (C) A.172.5 kJ B.1 149 kJ C.283 kJ D.517.5 kJ 7.写出下列反应的热化学方程式:(1)1 mol C2H5OH(l)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l),放出1

12、 366.8 kJ热量: _ C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l)H=-1 366.8 kJmol-1 (2)1 mol C(石墨)与适量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g),吸收131.3 kJ热量: _C(石墨,s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)H=+131.3 kJmol-1_ (3)1.7 g NH3(g)发生催化氧化反应生成气态产物,放出22.67 kJ的热量: NH3(g)+O2(g)NO(g)+H2O(g)H=-226.7 kJmol-1_ 8.把煤作为燃料可通过下列两种途径:途径C(s)+O2(g)CO2(g)H10 再燃烧水煤气:2CO(

13、g)+O2(g)2CO2(g)H302H2(g)+O2(g)2H2O(g)H4|H1| D|H2|H1| 4已知：(1)H2(g)1/2O2(g)=H2O(g) H1a kJmol1 (2)2H2(g)O2(g)=2H2O(g) H2b kJmol1(3)H2(g)1/2O2(g)=H2O(l) H3c kJmol1 (4)2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H4d kJmol1下列关系式中正确的是 aa(C) Aacd0 C.2ab0 5100 g炭粉燃烧所得气体中，CO占1/3，CO2占2/3，且C(s)1/2O2(g)=CO(g) H110.35 kJmol1, CO(g)1/2O2

14、(g)=CO2(g)H282.57 kJmol1，与这些碳完全燃烧相比较，损失的热量是 (C) A392.92 kJ B2 489.44 kJ C . 784.92 kJ D3 274.3 kJ 6在一定条件下，充分燃烧一定量的丁烷放出热量Q kJ(Q0)，经测定完全吸收生成的CO2需消耗5 molL1的KOH溶液100 mL，恰好生成正盐，则此条件下反应C4H10(g)13/2O2(g)=4CO2(g)5H2O(g)的H为(D) A8Q kJmol1 B16Q kJmol1 C . 8Q kJmol1 D16Q kJmol1 7已知3.6 g碳在6.4 g氧气中燃烧，至反应物耗尽，测得放出热

15、量a kJ。又已知12.0 g碳完全燃烧，放出的热量为b kJ。则热化学方程式C(s)1/2O2(g)=CO(g)HQ，Q等于 (C)A(ab) kJmol1 B(ab) kJmol1 C . (5a0.5b) kJmol1 D(10ab) kJmol1 8已知：2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H571.6 kJmol1CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H890 kJmol1现有H2与CH4的混合气体112 L(标准状况)，使其完全燃烧生成CO2和H2O(l)，若实验测得反应放热3 695 kJ，则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是 (B) A11 B13 C

16、 . 14 D23 解析设H2与CH4的物质的量分别是x和y，则xy112 L/22.4 Lmol，890 kJmol1y3 695 kJ，解得x1.25 mol，y3.75 mol，故原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是13。 9由金红石(TiO2)制取单质Ti，涉及的步骤为：TiO2TiCl4Ti已知：C(s)O2(g)=CO2(g) H1393.5 kJmol1 2CO(g)O2(g)=2CO2(g) H2566 kJmol1 TiO2(s)2Cl2(g)=TiCl4(s)O2(g) H3141 kJmol1则TiO2(s)2Cl2(g)2C(s)=TiCl4(s)2CO(g)的H_80 kJmol1_。（注2）【拓展提升】102SO2(g)O2(g)2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)的H99 kJmol1请回答下列问题：(1)该反应属于_放热_反应(填“放热”或“吸热”)。(2)图中A、C分别表示_反应物的总能