最新高中化学第1章化学反应与能量转化第1节化学反应的热效应第2课时热化学方程式反应焓变的计算学案-优质下载

高中精品教案试卷PAGEPAGE8第2课时热化学方程式反响焓变的计算学习目标：1.掌握热化学方程式的书写。(重点)2.理解盖斯定律的内容。3.能运用盖斯定律进行有关反响焓变的简单计算。(难点)[自主预习·探新知]一、热化学方程式1．概念把一个化学反响中的物质的变化和反响的焓变同时表示出来的式子。2．意义热化学方程式不仅说明了物质的变化，还表示了能量的变化。3．实例C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH＝131.3kJ·mol－1，表示在25℃和101kPa的条件下，1molC(s)和1molH2O(g)完全反响生成1molCO(g)和1molH2(g)时吸收的热量为131.1kJ。微点拨：热化学方程式中物质的系数仅表示物质的量，因此可以是整数或分数，而普通的化学方程式中物质的系数只能是整数。二、反响焓变的计算1．盖斯定律(1)定义：对于一个化学反响，无论是一步完成还是分几步完成，其反响焓变都是一样的。(2)盖斯定律的特点：①化学反响的焓变只与反响的始态和终态有关，与反响的途径无关。②反响焓变一定。如图分别有三个途径：(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)。那么有ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5。微点拨：化学反响的焓变与反响的过程、条件无关。2．盖斯定律的应用(1)科学意义：对于无法或较难通过实验测定的反响的焓变，可应用盖斯定律计算求得。(2)方法——“叠加法〞①原理：假设一个化学方程式可由另外几个化学方程式相加减而得到，那么该化学反响的焓变即为这几个化学反响焓变的代数和。②步骤微点拨：“叠加法〞思维流程：找目标→看来源→变方向→调系数→相叠加→得答案。[根底自测]1．判断对错(对的在括号内打“√〞，错的在括号内打“×〞。)(1)热化学方程式前面的系数代表分子数或物质的量。()(2)H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(l)和2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)的ΔH相同。()(3)相同条件下，等质量的S(s)和S(g)完全燃烧释放的热量不同。()(4)中，存在关系式：ΔH1＝ΔH2＋ΔH3。()[提示](1)×热化学方程式中的系数只代表物质的量。(2)×同一反响的热化学方程式系数不同，ΔH不同。(3)√(4)×ΔH3＝ΔH1＋ΔH2。2．热化学方程式C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH＝131.3kJ·mol－1表示()【导学号：41722023】A．碳和水反响吸收131.3kJ能量B．1mol碳和1mol水反响生成一氧化碳和氢气，并吸收131.3kJ热量C．1mol固态碳和1mol水蒸气反响生成1mol一氧化碳气体和1mol氢气，并吸收131.3kJ热量D．1个固态碳原子和1分子水蒸气反响吸收131.3kJ热量C[ΔH的数值要与热化学方程式中物质的系数、状态相对应，A、B项错误，C项正确；热化学方程式中的系数表示对应物质的物质的量，D项错误。]3．在298K、100kPa时，：C(s，石墨)＋O2(g)=CO2(g)ΔH1＝－393.5kJ·mol－12H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)ΔH2＝－571.6kJ·mol－12C2H2(g)＋5O2(g)=4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH3＝－2599kJ·mol－1那么相同条件下时由C(s，石墨)和H2(g)生成1molC2H2(g)反响的焓变ΔH4是()【导学号：41722023】A．－226.7kJ·mol－1B．－326kJ·mol－1C．226.7kJ·mol－1D．326kJ·mol－1C[据盖斯定律可知ΔH4＝eq\f(4ΔH1＋ΔH2－ΔH3,2)＝226.7kJ·mol－1。][合作探究·攻重难]热化学方程式的书写如图是NO2和CO反响生成CO2和NO过程中能量变化示意图。[思考交流]1．写出NO2和CO反响的热化学方程式。[提示]NO2(g)＋CO(g)=CO2(g)＋NO(g)ΔH＝－234kJ·mol－1。2．为什么热化学方程式中要注明物质的聚集状态？[提示]反响的焓变与各反响物和反响产物的聚集状态有关。3．反响的焓变与热化学方程式的写法有关吗？[提示]有关。如eq\f(1,2)NO2(g)＋eq\f(1,2)CO(g)=eq\f(1,2)CO2(g)＋eq\f(1,2)NO(g)ΔH＝－117kJ·mol－1，即化学方程式中各物质的系数加倍，那么ΔH数值的绝对值也加倍。[对点训练]1．完全燃烧mg液态乙醇得到液态水时放出的热量为akJ，经测定mg乙醇与Na反响时最多可生成0.5gH2，那么液态乙醇完全燃烧生成液态水的热化学方程式为()A．C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－akJ·mol－1B．C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝＋eq\f(1,2)akJ·mol－1C．eq\f(1,2)C2H5OH(l)＋eq\f(3,2)O2(g)=CO2(g)＋eq\f(3,2)H2O(l)ΔH＝＋akJ·mol－1D．C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－2akJ·mol－1D[根据相关的化学方程式进行计算2C2H5OH＋2Na→2C2H5ONa＋H2↑2mol2gn(C2H5OH)0.5g那么有n(C2H5OH)＝0.5mol，即mg乙醇的物质的量为0.5mol，其完全燃烧放出的热量为akJ，D项正确。]2．写出298K时以下反响的热化学方程式：(1)3molNO2(g)与1molH2O(l)反响生成HNO3(aq)和NO(g)，放出热量138kJ。_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)用CO复原1molFe2O3，放出热量24.8kJ。_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(3)1molHgO(s)分解为液态汞和氧气，吸收热量90.7kJ。_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________[解析]书写热化学方程式时要注意：a.标明物质的聚集状态；b.写出反响焓变的大小及单位，ΔH＜0为放热反响，ΔH＞0为吸热反响，ΔH的大小与反响方程式中系数的大小相对应；C．热化学方程式中各物质前的系数表示物质的量的多少，可用分数表示；d.反响热的大小在不同压强和温度下测量会有变化，因此书写热化学方程式时要注明反响条件，假设不特殊说明，就是指通常状况(25℃，1.01×105Pa)。[答案](1)3NO2(g)＋H2O(l)=2HNO3(aq)＋NO(g)ΔH＝－138kJ·mol－1(2)3CO(g)＋Fe2O3(s)=2Fe(s)＋3CO2(g)ΔH＝－24.8kJ·mol－1(3)2HgO(s)=2Hg(l)＋O2(g)ΔH＝＋181.4kJ·mol－1“五步〞突破热化学方程式的书写反响焓变的计算方法2C(s)＋O2(g)=2CO(g)ΔH1＝－221kJ·mol－12CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)ΔH2＝－566.0kJ·mol－1C(s)＋O2(g)=2CO2(g)ΔH3＝－393.5kJ·mol－1[思考交流]1．上述反响中，ΔH1、ΔH2、ΔH3之间有什么关系？[提示]ΔH3＝eq\f(ΔH1＋ΔH2,2)。2．计算反响焓变的方法主要有哪些？[提示]主要方法有：(1)利用热化学方程式进行有关计算；(2)根据焓变定义计算：ΔH＝H(反响产物)－H(反响物)；(3)根据键能进行计算：ΔH＝反响物键能之和－反响产物键能之和。(4)根据盖斯定律进行计算。[对点训练]1．：①Fe(s)＋eq\f(1,2)O2(g)=FeO(s)ΔH1＝－272kJ·mol－1，②2Al(s)＋eq\f(3,2)O2(g)=Al2O3(s)ΔH2＝－1675kJ·mol－1，那么2Al(s)＋3FeO(s)=Al2O3(s)＋3Fe(s)的ΔH为()A．859kJ·mol－1B．－859kJ·mol－1C．－1403kJ·mol－1D．－2491kJ·mol－1B[根据盖斯定律，ΔH＝ΔH2－3ΔH1＝－1675kJ·mol－1＋3×272kJ·mol－1＝－859kJ·mol－1，B项正确。]2．如图是某条件时N2与H2反响过程中能量变化的曲线图。以下表达正确的是()A．该反响的热化学方程式为：N2＋3H22NH3ΔH＝－92kJ·mol－1B．1molN2和3molH2充分反响可放出92kJ的热量C．b曲线是参加催化剂时的能量变化曲线D．使用催化剂能改变反响的焓变C[A项中未标状态；B项合成氨反响为可逆反响，反响不彻底，故1molN2和3molH2充分反响放出的热量小于92kJ；D项，焓变是反响的热效应，催化剂不能改变反响的热效应。]3．H2(g)＋Br2(l)=2HBr(g)ΔH＝－72kJ·mol－1，蒸发1molBr2(l)需要吸收能量30kJ，其他相关数据如表所示：物质H2(g)Br2(g)HBr(g)1mol气态分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ436a369那么表中a为()【导学号：41722023】A．404B．260C．230D．200D[由题意知：H2(g)＋Br2(l)=2HBr(g)ΔH＝－72kJ·mol－1①，Br2(l)=Br2(g)ΔH＝＋30kJ·mol－1②，根据盖斯定律，由①－②可得H2(g)＋Br2(g)=2HBr(g)ΔH＝－102kJ·mol－1，故－102kJ·mol－1＝436kJ·mol－1＋akJ·mol－1－2×369kJ·mol－1，那么a＝200。]4．将0.3mol气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中完全燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ热量，该反响的热化学方程式为______________________________________________________________________________________________________________________。：H2O(g)=H2O(l)ΔH1＝－44kJ·mol－1，那么标准状况下11.2L乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量为________kJ。[解析]0.3mol乙硼烷完全燃烧生成液态水时放出649.5kJ热量，那么1mol乙硼烷完全燃烧放出的热量为1mol×eq\f(649.5,0.3mol)＝2165kJ，故乙硼烷燃烧的热化学方程式为B2H6(g)＋3O2(g)=B2O3(s)＋3H2O(l)ΔH＝－2165kJ·mol－1。由于1mol液态水汽化需吸收热量44kJ，那么3mol液态水全部汽化吸收的热量为3mol×44kJ·mol－1＝132kJ，所以1mol乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量为2165kJ－132kJ＝2033kJ，那么标准状况下11.2L乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量为0.5mol×2033kJ·mol－1＝1016.5kJ。[答案]B2H6(g)＋3O2(g)=B2O3(s)＋3H2O(l)ΔH＝－2165kJ·mol－11016.5利用盖斯定律计算ΔH的步骤[当堂达标·固双基]1．以下表达正确的是()A．反响产物的总能量一定低于反响物的总能量B．放热反响的反响速率总是大于吸热反响的反响速率C．根据盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反响的焓变D．同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)在光照条件下和点燃条件下的ΔH不同C[对于吸热反响，反响产物的总能量高于反响物的总能量，A项错误；反响速率与反响是吸热反响还是放热反响没有必然的联系，B项错误；C项是盖斯定律的重要应用，C项正确；反响焓变与反响条件无关，D项错误。]2．以下热化学方程式书写正确的是()A．2SO2＋O2eq\o(=,\s\up8(500℃),\s\do10(V2O2))2SO3ΔH＝－196.6kJ·mol－1B．4H2(g)＋2O2(g)=4H2O(l)ΔH＝－1143.2kJ·mol－1C．C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝393.5kJD．C(s)＋O2(g)=CO2(g)ΔH＝393.5kJ·mol－1B[A中未注明各物质的聚集状态，C、D中ΔH的符号错误，放热反响的ΔH＜0，且C中ΔH的单位错误。]3．：2Zn(s)＋O2(g)=2ZnO(s)ΔH＝－701.0kJ·mol－12Hg(l)＋O2(g)=2HgO(s)ΔH＝－181.6kJ·mol－1那么反响Zn(s)＋HgO(s)=ZnO(s)＋Hg(l)的ΔH为()【导学号：41722023】A．519.4kJ·mol－1B．259.7kJ·mol－1C．－259.7kJ·mol－1D．－519.4kJ·mol－1C[给两个反响标号①2Zn(s)＋O2(g)=2ZnO(s)ΔH＝－701.0kJ·mol－1②2Hg(l)＋O2(g)=2HgO(s)ΔH＝－181.6kJ·mol－1那么所求反响可表示为(①－②)×1/2；那么其ΔH＝[(－701.0kJ·mol－1)－(－181.6kJ·mol－1)]×1/2＝－259.7kJ·mol－1。]4．写出298K时，以下反响的热化学方程式：(1)1molHgO(s)分解为液态汞和氧气，吸热90.7kJ。______________________________________________________________________________________________________________________(2)16g固体硫完全燃烧时放出148.4kJ的热量。______________________________________________________________________________________________________________________(3)2.00gC2H2气体完全燃烧生成液态水和CO2，放出99.6kJ的热量。___________________________________________