2017-2018版高中化学第1章化学反应与能量第3节化学反应热的计算学案新人教版选修4

1、第三节化学反应热的计算1.从能量守恒的角度理解和掌握格斯定律。2.能够正确运用加斯定律解决具体问题。(强调)3.掌握化学反应热的计算。加斯顿定律基础探索教科书编排1.内容无论化学反应是一步完成还是几步完成，反应热都是一样的。2.能量守恒定律从SL，H10，系统放出热量。从LS，H20，系统吸热；结论：(1)H1H2=0；(2)反应的热效应只与初始状态和最终状态有关，与路线无关。3.意义利用Gass定律，可以间接计算出难以直接测量的反应热。探索升华思考和探索众所周知，碳(硫)氧(克)=二氧化碳(克)H1=-393.5 kjmol-1一氧化碳(克)+氧气(克)=二氧化碳(克)H2=-283.0 k

2、jmol-1根据反应和，得到c(s)O2(g)=co(g)的反应热。其中一种方法是虚拟路径法：思考问题：(1)上述转化关系表明碳二氧化碳有几种转化模式。有两种“提示”。碳(s)一氧化碳(g)二氧化碳；C(s)CO2(g).(2)在上述转换关系中， H1、 H2和 H3之间有什么关系？【提示】 H1= H2 H3或 H3= H1- H2。(3)如何从两个已知的热化学方程中快速得到碳(硫)碳(氧)的热化学方程？提示热化学方程(1)-(2)如下：C(s)+O2(g)=一氧化碳(g)H=-110.5千焦摩尔-1认知升华古斯定律的应用1.应用古斯定律的常用方法(1)虚拟路径法：如果反应物a变成产物d，有

3、两种方法：(1)从a直接到d，反应热为h；从a到c到b，再从c到d，每一步的反应热为 h1、 H2和 H3，如图所示：则 h= h1 H2 H3。(2)添加方法：(1)确定要求解的反应的热化学方程。(2)找出热化学方程中待求解的每种物质在已知方程中出现的位置(是同一侧还是不同侧)。采用同侧加法和不同侧减法进行处理。(4)根据待解方程中各物质的化学计量，通过乘法和除法调整已知反应的化学计量，并消除中间产物。进行叠加，确定反应热的变化。2.应用加斯定律计算反应热时应注意的问题(1)当热化学方程乘以某个数时，反应热值也必须乘以这个数；(2)当热化学方程式相加和相减时，同样的物质可以相加和相减，反应热

4、也可以相加和相减(用符号表示)；(3)当热化学方程式颠倒时， H的 和-符号必须改变，但数值保持不变。问题小组出发问题1用格斯定律写热化学方程1.已知c(s)O2(g)=co(g)；2H 2(g)+O2(g)=2H2O(g)。用哪种计算方法我们可以得到c(s)H2O(g)=co(g)H2(g)()A.-B.+C.-D.+答案 C2.肼(N2H4)是火箭发动机的一种燃料，N2O4在反应中作为氧化剂产生N2和水蒸气。已知：N2(g)+20O 2(g)=N2O 4(g)H=+8.7 kj MoL-1N2H 4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)H=-534.0 kj MoL-1肼与N2O4

5、反应的下列热化学方程式是正确的()a . 2N 2 H4(g)+N2O 4(g)=3N 2(g)+4H2O(g)H=-542.7 kj MoL-1b . 2N 2 H4(g)+N2O 4(g)=3N 2(g)+4H2O(g)H=-1 059.3 kj MoL-1C.N2 H4(g)+N2O 4(g)=N2(g)+2H2O(g)H=-1 076.7 kj MoL-1d . 2N 2 H4(g)+N2O 4(g)=3N 2(g)+4H2O(g)H=-1 076.7 kj MoL-1解析根据Gass定律，从 2-得到2n 2 H4(g)N2O 4(g)=3n 2(g)4h2o(g)h=-1076.7

6、 kj mol-1，因此选择d。答案 D3.(1)在高炉炼铁过程中，甲烷在催化反应室中产生水煤气(一氧化碳和H2)还原氧化铁，相关反应为：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)H=+260 kj mol-1众所周知，2co(g)O2(g)=2co 2(g)H=-566 kjmol-1那么CH4与O2反应生成一氧化碳和H2的热化学方程是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ .(2)已知na2co 3 10

7、 H2O(s)=na2co 3 10 H2O(g)H=+532.36 kjmol-1na2co 3 10 H2O(s)=na2co 3 H2O(s)+9H2O(g)H=+473.63 kjmol-1写出Na2CO3H2O脱水反应的热化学方程式：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。分辨率 (1)反应2:2ch 4(g)O2(g)=2co(g)4 H2(g)h=-46kj mol-1。(2)反应-:na2co 3 H2O(s)=na2co 3(s)H2O(g)h=58.73 kjmol-1。答案(1)2ch 4(g)O2(g)=2co(g)4 H2(g)H=

8、-46 kj MoL-1(2)na2co 3 H2O(s)=na2co 3(s)+H2O(g)H=+58.73 kj mol-1问题集2用加斯定律计算 h在298千帕和100千帕时，已知：(1)2H2O(g)=O2(g)+2H2(g)H1(2)Cl2(g)+H2(g)=2氯化氢(g)H2(3)2Cl 2(g)+2H2O(g)=4HCl(g)+O2(g)H3 H3与 h1和 H2之间的关系是正确的()H3=H1+2h2b，H3=H1+H2H3=H1-2h2d .H3=H1-H2分析热化学方程(1) (2) 2可由Gass定律得到：2cl 2(g)2h2o(g)=4 HCl(g)O2(g)H3=H

9、1 2H2。回答答5.已知CH3OH(l)的燃烧热为726.6 kJmol-1，HCHO(g)为563.6 kJmol-1。ch3oh(l)O2(g)=HCHO(g)H2O(l)的反应热为 H.正确的判断是()a . 0H+563.6 kj mol-1B.+726.6千焦摩尔-1氢+536.6千焦摩尔-1H0d .H=-163 kj MoL-1分析从问题的含义来看：ch3oh(l)O2(g)=CO2(g)2h2o(l)h=-726.6 kjmol-1，HCHO(g)O2(g)=CO2(g)H2O(l)h答案 D6.结合加斯定律和以下反应方程式回答问题：(1)已知c(s)O2(g)=CO2(g)

10、h1；2CO 2(g)+O2(g)=2CO 2(g)H2；二氧化钛(g)+二氯甲烷(g)=四氯化钛(s)+氧气(g)H3。那么二氧化钛(g) 2cl2 (g) 2c (s)=四氯化钛(s) 2co (g)=的 h。(列出关于 H1、 H2、 H3的表达式)(2)已知当温度过高时，WO2(s)转化为WO2(g)；WO2(s)+2H2(g)W(s)+2H2O(g)H1=+66.0 kjmol-1WO2(g)+2H2(g)W(s)+2H2O(g)H2=-137.9 kj mol-1那么wo2 (s) wo2 (g)的 h是_ _ _ _ _ _ _ _ _。分析 (1)热化学方程 2- 为： H=2

11、 H1- H2 H3。(2)从到，wo2(s)wo2(g)h=h1-H2=(66.0 kjmol-1)-(137.9 kjmol-1)=203.9 kjmol-1。答案(1)2h1-H2H3(2)203.9 kjmol-1反应热的计算探索升华思考和探索以下信息是已知的：钠(s)+Cl2(g)=氯化钠(s)H=-411 kj MoL-1乙醇的燃烧热 h为-1366.8 kjmol-1下列反应的反应热是已知的CH3COOOH(l)+2O 2(g)=2CO 2(g)+2H2O(l)H1=-870.3 kjmol-1c(s)+O2(g)=CO2(g)H2=-393.5 kjmol-1H2(g)+O2(

12、g)=H2O(l)H3=-285.8 kjmol-1思考问题：(1)根据信息(1)，计算生成2摩尔氯化钠的反应热。【提示】h=2h=-411 kjmol-12=-822 kJmol-1(2)根据信息(2)，1千克乙醇完全燃烧后会释放多少热量？【提示】Q=1366.8 kJmol-1=1 366.8 kJmol-129 713.0千焦=2.97104千焦(3)根据信息(3)，计算反应2c(s)2 H2(g)O2(g)=ch3cooh(l)的反应热。提示将最后两个已知方程分别乘以2，然后将它们相加，最后减去第一个方程得到所需的方程，并相应地计算 h。即，h=-393.5 kjmol-12(-285

13、.8 kjmol-12)-(870.3 kjmol-1)=-488.3 kJmol-1认知升华反应热的计算计算基础计算方法热化学方程热化学方程类似于数学方程，可以左右颠倒，同时改变符号。每一项的化学计量数，包括 H的值，可以同时扩大或缩小相同的倍数根据格斯定律根据加斯定律，两个或多个热化学方程，包括它们的 h，可以相加或相减，得到一个新的热化学方程根据燃烧热可燃物完全燃烧产生的热量=可燃物质的量及其燃烧热根据化学键的变化h=反应物化学键断裂吸收的能量和产物形成化学键释放的能量之和根据反应物和形成事物的总能量氢=电子(产物)-电子(反应物)问题小组出发问题集1焓变化的计算1.已知：锌(硫)1/二

14、氧化硅(克)=氧化锌(硫)H1=-351.1千焦/摩尔Hg(l)+1/2O 2(g)=HgO(s)H2=-90.7千焦/摩尔锌(硫)汞(硫)=锌(硫)汞(硫)的反应焓变化为()A.-441.8千焦/摩尔。-254.6千焦/摩尔C.-438.9 kJ/MOde。-260.4千焦/摩尔分析根据格斯定律(1)-(2):锌(s)+氧化汞(s)=氧化锌(s)+汞(l)氢=-351.1千焦/摩尔-(-90.7千焦/摩尔)=-260.4千焦/摩尔.答案 D2.黑火药是中国古代四大发明之一，其爆炸热化学方程式为：s(s)+2KNO 3(s)+3C(s)=K2S(s)+N2(g)+3CO 2(g)H=x kJ

15、mol-1众所周知，碳的燃烧热H1=kJmol-1s(s)+2K(s)=K2S(s)H2=b kj MoL-12k(s)N2(g)3o 2(g)=2 kn 3(s)H3=c kj mol-1，x为()A.3a+b-cB.c-3a-bC.a+b-cD.c-a-b解析碳燃烧的热化学方程为：c(s)O2(g)=CO2(g)h1=a kj mol-1，其余两个热化学方程编号为：s(s)2k(s)=k2s(s)H2=b kj mol-1， 2k2根据Gass定律， 3 -给出s(s)2k O3(s)3c(s)=k2s(s)N2(g)3c O2(g)h=(3a b-c)kj mol回答答3.CH4(g)+

16、4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)；H=-574 kj MoL-1；CH4(g)+4NO(g)=2 N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)；H=-1 160 kj MoL-1 .以下错误是()A.在反应和中，相同物质量的CH4转移的电子数是相同的B.从反应可知，CH4(g)4NO2(g)=4NO(g)CO2(g)2H2O(l)；H-574 kj MoL-1c . 4 NO2(g)+2 N2(g)=8NO(g)；H=+586 kj MoL-1如果在标准条件下NO2被4.48升CH4还原成N2，整个过程中转移的电子总数为1.6摩尔【解析】同一物质中的甲烷量在反应中转化为CO2，所以转移的电子物质量相等，所以陈述A是正确的；气态水转化为液态水是一个放热