《高中化学第1章化学反应与能量转化1.1化学反应的热效应（第3课时）反应焓变的计算导学案鲁科版选修4》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学第1章化学反应与能量转化1.1化学反应的热效应（第3课时）反应焓变的计算导学案鲁科版选修4（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高中化学第1章化学反应与能量转化1.1化学反应的热效应（第3课时）反应焓变的计算导学案鲁科版选修4反应焓变的计算学习目标：1了解反应焓变与变化途径无关，仅仅与状态有关。2掌握利用盖斯定律和键能求算焓变的方法。学习重难点：反应焓变的计算自主学习【知识回顾】1(1)化学反应的反应热可分为燃烧热和中和热，其概念分别是燃烧热是298 K、100 kPa时，1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。中和热是酸碱稀溶液发生中和反应生成1 mol水时放出的热量。(2)根据概念判断下列H表示物质燃烧热的是；表示物质中和热的是(填序号)。2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H1C(s)O2(g)
2、=CO(g)H2CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H3C6H12O6(s)6O2(g)=6CO2(g)6H2O(l)H4NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H52NaOH(aq)H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)2H2O(l)H62已知热化学方程式：N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H534 kJmol1(1)该反应是放热(填“放热”或“吸热”)反应，判断的依据是H为负值。(2)当反应的热量变化为2 136 kJ时，参加反应的N2H4质量是128g。3充分燃烧一定量的丁烷放出的热量为161.9 kJ，生成的CO2恰好与5 molL
3、1 100 mL KOH溶液完全反应生成正盐，则燃烧1 mol丁烷放出的热量为2590.4kJ。4氢气燃烧时耗氧量小，发热量大。已知碳和氢气燃烧热的热化学方程式为C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1试通过计算说明等质量的氢气和碳燃烧时产生热量的比是4.361。【学习探究】探究点一盖斯定律1同素异形体相互转化的反应焓变相当小而且转化速率较慢，有时还很不完全，测定反应焓变很困难。现在可根据盖斯提出的“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”观点来计算焓变。已知P4(白磷，s)5O2(g)=P4
4、O10(s)H12 983.2 kJmol1P(红磷，s)O2(g)=P4O10(s)H2738.5 kJmol1则白磷转化为红磷的热化学方程式为_。相同状况下，能量状态较低的是_；白磷的稳定性比红磷_(填“高”或“低”)。【答案】P4(白磷，s)=4P(红磷，s)H29.2 kJmol1红磷低【解析】根据已知条件可以虚拟如下过程：根据盖斯定律HH1(H2)42 983.2 kJmol1738.5 kJmol1429.2 kJmol1同种元素的不同单质(即同素异形体)具有不同的能量，因此涉及书写此类单质的热化学方程式时，不仅要注明单质的聚集状态，而且应注明同素异形体的名称。所以白磷转化为红磷的
5、热化学方程式为P4(白磷，s)=4P(红磷，s)H29.2 kJmol1同素异形体相互转化的反应中，若正反应放热，则生成物稳定；若正反应吸热，则反应物稳定。即本身所具有的能量越高越活泼，本身所具有的能量越低越稳定。红磷能量较低，白磷能量较高，稳定性较低。2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。3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H
6、H1H2H3。(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。归纳总结1解题思路2应用盖斯定律计算反应焓变的方法(1)热化学方程式同乘以某一个数时，反应焓变数值也必须乘上该数。(2)热化学方程式相加减时，同种物质之间可相加减，反应焓变也随之相加减。(3)将一个热化学方程式左右颠倒时，H的符号必须随之改变(正号常省略)。活学活用1已知：C(s)O2(g)=CO(g)H。上述反应在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
7、)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_。【答案】H1H2C(s)O2(g)=CO(g)H110.5 kJmol1【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。2在298 K、100 kPa时，已知：2H2O(g)=O2(g)2H2(g)H1Cl2(g)H2(g)=2HCl(g)H22Cl2(g)
8、2H2O(g)=4HCl(g)O2(g)H3则H3与H1和H2间的关系正确的是()AH3H12H2BH3H1H2CH3H12H2DH3H1H2【答案】A【解析】第三个方程式可由第二个方程式乘以2与第一个方程式相加得到，由盖斯定律可知H3H12H2。探究点二反应焓变的计算1100 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
9、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 mol282.57 kJ(100/12)1/3 molQQ784.92 kJ。2已知：(1)Zn(s)O2(g)=ZnO(s)H348.3 kJmol1(2)2Ag(s)O2(g)=Ag2O(s)H31.0 kJmol1则Zn(s)Ag2O(s)=ZnO(s)2Ag(s)的H等于_。【答案】317.3 kJmol1【解析】根据盖斯定律，将反应(1)(2)即可得到相应的反应，H348.3
10、 kJmol1(31.0 kJmol1)317.3 kJmol1。归纳总结有关反应焓变计算的依据(1)热化学方程式与数学上的方程式相似，可以移项同时改变正负号；各项的化学计量数包括H的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数。(2)根据盖斯定律，可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其H相加或相减，得到一个新的热化学方程式。(3)可燃物完全燃烧产生的热量可燃物的物质的量其燃烧热。(4)根据反应物和生成物的键能，H反应物的键能和生成物的键能和。活学活用3氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷燃烧的热化学方程式分别为H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1CO(g)O2(g)=CO2(g)H283
11、.0 kJmol1C8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(l)H5 518 kJmol1CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJmol1。相同质量的氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃烧时，放出热量最少的是()AH2 BCO CC8H18 DCH4【答案】B【解析】题中各H对应的可燃烧物的物质的量为1 mol，把它们的H值换算成1 g可燃物燃烧放出的热量(即H/M)即可比较。4键能是指在298 K、1.00105 Pa条件下，将1 mol理想气体分子AB拆开为中性气态原子A和B时所需要的能量。已知键能：HH为436 kJmol1；ClCl为243 kJmo
12、l1；HCl为431 kJmol1。下列说法中不正确的是()A1 mol H2中的化学键断裂时需要吸收436 kJ能量B2 mol HCl分子中的化学键形成时要释放862 kJ能量C此反应的热化学方程式为H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H183 kJmol1D此反应的热化学方程式为H2(g)Cl2(g)=HCl(g)H91.5 kJmol1【答案】C【解析】由键能可知，每摩尔HH键断开需要吸收436 kJ 的能量，每摩尔ClCl键断开需要吸收 243 kJ 能量，每摩尔HCl 键形成会放出431 kJ 的能量，由此可知A、B说法正确；同时根据热化学方程式的书写要求，每摩尔反应的反应热为436 kJmol1243 kJmol1431 kJmol12183 kJmol1，则每 摩尔反应的反应热为91.5 kJmol1，该反应为放热反应，H为负，故C项的说法错误，D项的说法正确。【小结】自我测试1下列关于盖斯定律描述不正确的是()A化学反应的反应焓变不仅与反应体系的始态和终态有关，也与反应的途径有关B盖斯定律遵守能量守恒定律C利用盖斯定律可间接计算通过实验难测定的反应的反应焓变D利用盖斯定律
