《2018年人教版选修四导学：1.3 化学反应热的计算》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018年人教版选修四导学：1.3 化学反应热的计算（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三节化学反应热的计算1 “盖斯定律”是指化学反应热只与反应体系的始态与终态有关，而与反应途径无关。2反应热的数值与各物质的化学计量数成正比。3正逆反应的反应热数值相同，符号相反。4热化学方程式相加减时，同种物质之间可相加、减，反应热也随之相加减。盖斯定律自学教材填要点1内容不论化学反应是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的(填“相同”或“不同”)。2特点(1)反应的热效应只与始态、终态有关，与途径无关。(2)反应热总值一定，如下图表示始态到终态的反应热。则 HH1H2H3H4H5。3应用实例(1)C(s)O2(g)=CO2(g) H1393.5 kJ/mol，(2)CO(g) O2(g)
2、=CO2(g) H2283.0 kJ/mol，12求 C(s) O2(g)=CO(g)的反应热 H。12根据盖斯定律，知：H1HH2，则：HH1H2393.5(283.0)110.5_(kJ/mol)。师生互动解疑难(1)同一物质状态变化时的热效应：A(s)A(l)A(g)。吸热放热吸热放热(2)盖斯定律的应用方法：虚拟路径法：若反应物 A 变为生成物 D，可以有两种途径：a由 A 直接变成 D，反应热为 H；b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：则有：HH1H2H3加合法：即运用所给热化学方程式通过加减的方法得到所求热化学方程式。a
3、当热化学方程式乘以或除以某数时，H 也相应乘以或除以某数。b当热化学方程式进行加减运算时，H 也同样要进行加减运算，且要带“”“”符号，即把 H 看做一个整体进行运算。1判断下列描述的正误(正确的打“” ，错误的打“”)。(1)一个反应一步完成或分几步完成，两者相比，经过的步骤越多，放出的热量越多。( )(2)化学反应的过程，既遵循质量守恒定律，也遵循能量守恒定律。( )(3)不同的热化学方程式之间，因反应的物质不同，故热化学方程式不能相加减。( )(4)由 C(金刚石，s)=C(石墨，s) H1.9 kJ/mol，可知：金刚石比石墨更稳定。( )(5)已知下列两个热化学方程式：P4(s，白磷
4、)5O2(g)=P4O10(s)H12983.2 kJ/molP(s，红磷) O2(g)= P4O10(s)5414H2738.5 kJ/mol则由白磷转化为红磷的热化学方程式为：P4(s，白磷)=4P(s，红磷) H29.2 kJ/mol。( )解析：(5)根据盖斯定律可知：4 可得白磷转化为红磷的热化学方程式，则HH1H242983.24(738.5)29.2 (kJ/mol)。答案：(1) (2) (3) (4) (5)反应热的计算自学教材填要点1计算依据反应热的计算依据有热化学方程式、盖斯定律、键能和燃烧热的数据。2计算方法(1)根据热化学方程式计算：反应热与反应物各物质的物质的量成正
5、比。(2)根据反应物和生成物的能量计算：H生成物的能量和反应物的能量和。(3)根据反应物和生成物的键能计算：H反应物的键能和生成物的键能和。(4)根据盖斯定律计算：将热化学方程式进行适当的“加” 、 “减”等变形后，由过程的热效应进行计算、比较。(5)根据物质的燃烧热数值计算：Q(放)n(可燃物)|H|。师生互动解疑难(1)运用热化学方程式进行反应热的计算，可以从反应式中各物质的物质的量、质量、标准状况下气体体积、反应热等对应关系，列式进行简单计算。(2)注意热化学方程式中化学计量数只表示物质的物质的量，必须与 H 相对应，如果化学计量数加倍，则 H 也要加倍。尤其是利用盖斯定律计算反应热时，
6、热化学方程式可以直接相加减，化学计量数必须与 H 相对应。(3)热化学方程式中的反应热是指按所给形式反应完全时的反应热。(4)正、逆反应的反应热数值相等，符号相反。 2(2011山东高考)已知：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H1196.6 kJ/mol ；2NO(g)O2(g)2NO2(g)H2113.0 kJ/mol ，则反应 NO2(g)SO2(g)SO3(g)NO(g)的 H_ kJ/mol。解析：根据盖斯定律，由 可得：1212SO2(g)NO2(g)SO3(g)NO(g)，则H H1 H2 (196.6 kJ/mol) (113.0 kJ/mol)41.8 kJ/mol。12
7、121212答案：41.8主题 1：相同质量的 H2分别与 O2完全反应时，生成液态水和气态水，哪一个放出的热量多？甲生成气态水放热多乙生成液态水放热多丙甲同学的结论错误；依据盖斯定律，可以把生成液态水的过程虚拟为：H2(g) 放Q1则 Q2Q1Q3，即 Q2Q1主题 2：依据以下两个反应，判断金刚石和石墨两种物质的稳定性。C(金刚石，s)O2(g)=CO2(g) H1283.0 kJ/molC(石墨，s)O2(g)=CO2(g) H2281.1 kJ/mol甲物质具有的能量越低，物质的稳定性越强，即能量越低越稳定乙依据盖斯定律，将反应可得：C(金刚石，s)=C(石墨，s)HH1H21.9 k
8、J/mol相同物质的量的石墨所含的能量比金刚石低，因此，石墨的稳定性强于金刚石盖斯定律及其应用例 1 (2011海南高考)已知：2Zn(s)O2(g)=2ZnO(s)H1701.0 kJ/mol ，2Hg(l)O2(g)=2HgO(s)H2181.6 kJ/mol ，则反应 Zn(s)HgO(s)=ZnO(s)Hg(l)的 H 为( )A519.4 kJ/mol B259.7 kJ/molC259.7 kJ/mol D519.4 kJ/mol解析 根据盖斯定律：由 可得：1212Zn(s)HgO(s)=ZnO(s)Hg(l)，则H H1 H2 (701.0 kJ/mol) (181.6 kJ/
9、mol)259.7 kJ/mol。12121212答案 C利用已知热化学方程式的焓变求未知反应焓变的方法：(1)确定待求反应的热化学方程式；(2)找出待求热化学方程式中各物质出现在已知方程式中的位置(是同侧还是异侧)。(3)利用同侧相加、异侧相减进行处理。(4)根据未知方程式中各物质的化学计量数通过乘除来调整已知反应的化学计量数，并消去中间产物。(5)实施叠加并确定反应热的变化。1(2012临沂高二期末测试)二甲醚(CH3OCH3)被称为 21 世纪的新型燃料，在未来可能替代汽车燃油、石油液化气、城市煤气等，市场前景极为广阔。它清洁，高效，具有优良的环保性能。工业上制二甲醚是在一定温度(230
10、280)、压强(2.010.0 MPa)和催化剂作用下进行的，反应器中发生了下列反应：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H190.7 kJmol1 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)H223.5 kJmol1 CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H341.2 kJmol1 反应器中的总反应可表示为 3CO(g)3H2(g)CH3OCH3(g)CO2(g)，则该反应的H_。解析：根据盖斯定律，由2可得：3CO2(g)3H2(g)CH3OCH3(g)CO2(g) H2H1H2H32(90.7)(23.5)(41.2)246.1 kJmol1。答案：246.1 kJmol
11、1反应热的计算例 2 (2012济南高二检测)已知下列两个热化学方程式：H2(g) O2(g)=H2O(l) H285.0 kJ/mol12C3H8(g)5O2(g)=3CO2(g)4H2O(l)H2 220.0 kJ/mol(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 6 262.5 kJ，则混合气体中 H2和 C3H8的体积比为_。(2)已知：H2O(l)=H2O(g) H44.0 kJ/mol，写出丙烷燃烧生成 CO2和气态水的热化学方程式：_。解析 (1)设 H2、C3H8的物质的量分别为 n1 mol、n2 mol，则Error!Error!解得
12、：Error!Error!在相同 p、T 时，11。VH2VC3H8nH2nC3H82.5 mol2.5 mol(2)由 H2O(l)=H2O(g) H44.0 kJ/mol，则 4 mol H2O(l)变为气态水吸热为 176 kJ，故 C3H8(g)5O2(g)=3CO2(g)4H2O(g) H2 044 kJ/mol。答案 (1)11(2)C3H8(g)5O2(g)=3CO2(g)4H2O(g)H2 044 kJ/mol列方程组求解此题，思路清晰但求解过程繁琐，本题还可以用十字交叉法求解：2乙醇的燃烧热为 H1，甲醇的燃烧热为 H2，且 H10B若 H10，单斜硫比正交硫稳定解析：根据盖
13、斯定律得，则 H3H1H20.33 kJ/mol，说明反应为放热反应，单斜硫的能量比正交硫高，正交硫更稳定。答案：C5(2011课标全国卷)科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与 CO2反应生成甲醇(CH3OH)，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知 H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热 H 分别为285.8 kJ/mol、283.0 kJ/mol 和726.5 kJ/mol，请回答下列问题：(1)用太阳能分解 10 mol 水消耗的能量是_ kJ。(2)甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为_。解析：(1)根据 H2的燃烧热写出热化学方程式为：H2(g)
14、 O2(g)=H2O(l) H1285.8 kJ/mol12则分解 10 mol 水消耗的能量为 285.8 kJ/mol10 mol2858 kJ。(2)依据燃烧热的概念再写出另两个热化学方程式为：CH3OH(l) O2(g)=CO2(g)2H2O(l) 32H2726.5 kJ/mol CO(g) O2(g)=CO2(g) H3283.0 kJ/mol12根据盖斯定律，由可得：CH3OH(l)O2(g)=CO(g)2H2O(l)，则 HH2H3726.5 kJ/mol(283.0) kJ/mol443.5 kJ/mol。答案：(1)2858(2)CH3OH(l)O2(g)=CO(g)2H2O(l)H443.5 kJ/mol课时跟踪训练(时间 45 分钟 满分 60 分)一、选择题(本题包括 7 小题，每小题 3 分，共 21 分)1已知葡萄糖的燃烧热是
