高中化学选修课件 ：第1章第一节第2课时

将煤转化为水煤气是通过化学方法将 煤转化为洁净燃料的方法之一。煤转化为水 高温 煤气的主要化学反应为C＋H2O(g) ===== CO ＋H2。
例
C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程 式分别为： ①C(s)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH1＝－393.5 kJ· －1； mol
②H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(g)
3 3 ＋ C(s)=== CO2(g) ＋ 2Fe(s) 2 2
－1
ΔH ＝
234.1 kJ· mol ；C(s)＋O2(g)===CO2(g) 3 ΔH＝－393.5 kJ· mol ；则 2Fe(s)＋ 2
－1
O2(g)===Fe2O3(s)的 ΔH 是(
)
A．－824.4 kJ· －1 B．－627.6 kJ· －1 mol mol
【答案】 B
－
1
；无水硫酸铜溶于水时：
＋
CuSO4(s)＋5H2O(l)―→Cu2 (aq)＋SO 2 (aq) 4 ΔH3＝－Q1 kJ· －1；因为 ΔH1 mol ＝ΔH2＋ΔH3>0， Q2＋(－Q1)>0， Q2>Q1。 故 即
变式训练2 已知：
(2010年蚌埠高二检测)常温下， ΔH1
C．－744.7 kJ· －1 D．－169.4 kJ· －1 mol mol
【解析】
观察热化学方程式 Fe2O3(s) ΔH1 ＝
3 3 ＋ C(s)=== CO2(g) ＋ 2Fe(s) 2 2
－1 －1
234.1 kJ· mol ①； C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－393.5 kJ· mol ②；依据盖斯定 3 3 律 ， ②× － ① 可 得 2Fe(s) ＋ 2 2 3 O2(g)===Fe2O3(s)，则 ΔH＝ ΔH2－ΔH1 2 ＝－824.35 kJ· －1≈－824.4 kJ· －1。 mol mol
解析：选 A。由盖斯定律： ②－① －483.6－－571.6 ③＝ ，Q＝ ＝ 44 2 2 (kJ· mol 1)。
－
课堂互动讲练
计算焓变的常用方法 1．根据热化学方程式计算
其计算方法与根据一般方程式计算相似，可 以把ΔH看成方程式内的一项进行处理，反 应的焓变与参加反应的各物质的物质的量成 正比。
C．Q1＝Q2
D．无法确定
【解析】 胆矾、无水硫酸铜和硫酸铜溶液 之间设计下列转化过程：
由 题 意 得 CuSO4 · 2O(s)―→Cu 5H
2－ SO4 (aq)＋5H2O(l)
2＋
(aq) ＋
ΔH>0(溶于水，温度降 ΔH2
－
低 ， 吸 热 ) ； 胆 矾 分 解 时 ： CuSO4· 2O(s)===CuSO4(s)＋5H2O(l) 5H ＝ Q2 kJ· mol ＋5H2O(l)
ΔH2＝－242.0 kJ· －1； mol
③CO(g)＋1/2O2(g)===CO2(g)
ΔH3＝－283.0 kJ· －1。 mol
试回答： (1)请你根据以上数据，写出C(s)与水蒸气反 应生成CO和H2的热化学方程式： ______________________________________ __________________________________。 (2)比较反应热数据可知，1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃烧放出的热量之和，比1 mol C(s)完全燃烧放出的热量__________(填 “多”或“少”)。
－1
D．92.3 kJ· mol
－1
解析：选 D。热化学方程式的系统减半 且逆向进行时，ΔH 的绝对值减半，符 1 1 号相反， 所以 HCl(g)=== H2(g)＋ Cl2(g) 2 2 184.6 － － 的 ΔH＝ kJ· mol 1＝92.3 kJ· mol 1。 2
2．今有如下 3 个热化学方程式： 1 － H2(g)＋ O2(g)===H2O(g) ΔH1＝－a kJ· mol 1(1) 2 1 － H2(g)＋ O2(g)===H2O(1) ΔH2＝－b kJ· mol 1(2) 2 2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH3＝－c kJ· mol 1(3)
【答案】
A
【规律方法】 利用盖斯定律进行焓变(ΔH) 的计算时，关键是能根据题中给出的热化学 方程式进行代数运算转换出要求的热化学方 程式；另外判断物质的状态时可依据题中已 给信息和隐含信息判断。运算时需注意：欲 消去物质的种类、状态必须相同。
变式训练1 广州亚运会“潮流”火炬燃料是 丙烷(C3H8)，亚特兰大奥运会火炬燃料是丙 烯(C3H6)。丙烷脱氢可得丙烯。 已知：C3H8(g)===CH4(g)＋HC≡CH(g)＋ H2(g) ΔH1＝＋156.6 kJ· －1① mol CH3CH===CH2(g)===CH4(g)＋HC≡CH(g)
问题探究 1．为什么化学反应的焓变与化学反应的过 程无关？ 【提示】 化学反应遵循质量守恒和能量守 恒。在指定的状态下，各种物质的焓值都是 确定且唯一的，因此反应不论是一步完成， 还是分步完成，最初的反应物和最终的产物 都是一样的。反应物和产物的焓的差值都是 一样的。
2．在焓变计算中，ΔH中的正、负号如何处 理？
ΔH2＝＋32.4 kJ· －1② mol
则相同条件下，反应 C3H8(g)===CH3CH===CH2(g)＋H2(g) ＝__________ kJ· －1。 mol
ΔH
解析：将第二个方程式颠倒反写，然后与第 一个方程式相加，即得所求的反应 C3H8(g)===CH3CH===CH2(g)＋H2(g)，ΔH 也随方程式的变化关系进行求算：ΔH＝－ ΔH2＋ΔH1＝124.2 kJ· －1。 mol
【提示】 ΔH中的正、负号仍然不变，进 行计算时，作为正、负数进行加减，求其代 数和。
自主体验 1．已知：H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)
ΔH＝－ 1 1 －1 184.6 kJ· mol ，则反应：HCl(g)=== H2(g)＋ 2 2 Cl2(g)的 ΔH 为( ) A．184.6 kJ· －1 mol B．－92.3 kJ· －1 mol C．－369.2 kJ· mol
2．根据化学键断裂和形成过程中的能量变 化来计算
焓变等于破坏旧化学键吸收的能量与形成新 化学键所放出的能量之差。 ΔH＝E(反应物的化学键断裂吸收的总能量) －E(生成物的化学键形成放出的总能量) 3．根据物质所具有的能量计算
ΔH＝E(反应产物的能量和)－E(反应物的能 量和)
4．根据 Q＝－C(T2－T1) Q 利用 ΔH 的绝对值与 的绝对值相等进 n 行计算。 5．根据盖斯定律进行计算 其计算步骤一般是： (1)确定待求的反应方程式； (2)找出待求方程式中各物质出现在已 知方程式的什么位置；
探究整合应用
新能源的开发和利用 2008年，90%的公交车辆和全部的出租车、 环卫车、邮政用车都已使用清洁燃料。 为什么我们必须使用清洁能源呢？
据报道，目前全球每年作为燃料耗用化石燃料折合 标准煤120亿吨，燃烧后共产生二氧化碳达370亿吨。 据瑞典气象学家估算，陆地植物每年经光合作用固 定的二氧化碳为200亿～300亿吨。上述仅化石能源 人为燃烧就产生二氧化碳370亿吨，加上生命呼吸、 生物体腐败及火灾等产生的二氧化碳，就严重地超 过了绿色植物光合作用吸收转化二氧化碳的量，破 坏了自然界二氧化碳的循环平衡，已经造成地球上 的极端气候现象等环境问题。同时，燃烧含硫的煤 炭和石油产生的大量二氧化硫形成了危害很大的酸 雨，致使地球植被破坏，农业减产。
答案：124.2
反应热大小的比较方法
特别提醒：ΔH的符号、数值和单位属于一 个整体，不能随意分割，在比较两个热化学 方程式中ΔH的大小时，比的是其代数值， 要带正、负号进行比较；在比较两个反应热 效应的大小时，应取ΔH的绝对值进行比较。
例2 已知胆矾溶于水时，溶液温度降低。
在室温下将1 mol无水硫酸铜制成溶液时， 放出的热量为Q1 kJ，而胆矾分解的热化学 方程式是CuSO4· 2O(s)===CuSO4(s)＋ 5H 5H2O(l) ΔH＝Q2 kJ· －1(Q1和Q2均大于 mol 0)，则Q1与Q2的关系是( ) A．Q1>Q2 B．Q1<Q2
另一方面，全世界的石油资源储量有限，乐 观地估算为6500亿吨，悲观地估算为2700亿 吨，实际上已探明的可开采储量比这少得多。 在21世纪开始的时候，全球已探明的石油可 开采储量为1476亿吨。按2000年实际日耗 7300万桶计，还能维持40年。
所以我们目前迫切需要寻找替代石油的能源， 目前替代能源有天然气、煤炭、含水甲烷 (可燃冰)和可再生的生物质能、风能、水能、 太阳能等，还有核能和氢能等。
－
关于它们在下列表述中原因和结论都正确的 是( )
选项 A B C 原因 H2的燃烧是放热反应 结论 a、b、c均 大于零
D
方程式(1)和(2)的物质种类 a＝b 和系数均相同 方程式(1)和(3)中H2O的状 a、c不会有 态不同，系数不同 任何关系 方程式(3)的系数是(2)的2倍 ΔH2<ΔH3
ΔH1＋ΔH2 ΔH3＋ΔH4＋ΔH5 ΔH＝_________或＝_______________ 二、科学意义
对于无法或较难通过实验测得反应焓变的 反应，可应用盖斯定律计算求得。
三、应用 若一个化学方程式可由几个化学方程式相 加减而得到，则该化学反应的焓变即为这几 代数和 个化学反应焓变的______。
(3)根据未知方程式中各物质的化学计量数和 位置的需要对已知方程式进行处理，或调整 化学计量数，或调整反应方向； (4)叠加并检验上述分析的正确与否。
特别提醒：运用盖斯定律求反应焓变，必要 时可先根据题意虚拟转化过程，然后再根据 盖斯定律列式求解，同时注意正、逆反应的 焓变数值相等，符号相反。
例1 (2009 年高考海南卷)已知： 2O3(s) Fe
解析：选A。H2的燃烧反应是放热反应，(1)、 (2)、(3)中的ΔH均小于零，故a、b、c均大于 零，而且c>b>a，故ΔH1>ΔH2>ΔH3，正确的 选A。
3．(原创题)已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ· －1 ①；2H2(g)＋ mol O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－483.6 kJ· －1 mol ②；H2O(l)===H2O(g) ΔH＝Q kJ· －1 mol A．44 C．88 ③，则Q为( ) B．－44 D．－88
第2课时 反应焓变的计算
学习目标
1.理解盖斯定律的含义。
2．能运用盖斯定律计算化学反应中的焓变。
3．通过盖斯定律的应用，体会其在科学研究 中的意义。
第 课 时 反 应 焓 变 的 计 算
课前自主学案 课堂互动讲练
2
探究整合应用
知能优化训练
课前自主学案
自主学习 一、内容 始态和终态 化学反应的焓变只与反应的___________有 关，与反应的途径无关。一个化学反应无论 焓变 是一步完成还是分几步完成，其反应______ 都是一样的。如图所示：
ห้องสมุดไป่ตู้
甲同学据此认为：“煤炭燃烧时加少量水， 可以使煤炭燃烧放出更多的热量。” 乙同学根据盖斯定律作出了下列循环图：
请你写出ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4之间存在的 关系式：________________。 乙同学据此认为：“将煤转化为水煤气再燃 烧放出的热量，最多与直接燃烧煤放出的热 量相同。”请分析：甲、乙两同学观点正确 的是__________(填“甲”或“乙”)同学，另一 同学出现错误观点的原因是 ____________________。
4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s)
4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s) A．ΔH1>ΔH2
C．ΔH1＝ΔH2
ΔH2
)
下面关于ΔH1、ΔH2的比较正确的是(
B．ΔH1<ΔH2
D．无法计算
解析：选B。本题考查ΔH的比较，解此类题 目可依据盖斯定律将方程式相减得ΔH的差 值。再根据所得方程式热效应的特点进行比 较。由题干所给方程式相减可得4Al(s)＋ 2Fe2O3(s)===4Fe(s)＋2Al2O3(s) ΔH1－ΔH2。 所得反应为铝热反应，是放热反应，故ΔH1 －ΔH2<0，则ΔH1<ΔH2。