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鲁科版选修4

第2课时热化学方程式反应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应焓变的简单计算。(难点)

[自主预习·探新知]

一、热化学方程式

1．概念

把一个化学反应中的和同时表示出来的式子。

2．意义

热化学方程式不仅表明了，还表示了。

3．实例

C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝131.3 kJ·mol－1，表示在25 ℃和101 kPa的条件下， C(s)和 H2O(g)完全反应生成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)时的热量为131.1 kJ。

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、反应焓变的计算

1．盖斯定律

(1)定义：对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应都是一样的。

(2)盖斯定律的特点：

①化学反应的焓变只与反应的有关，与反应的途径无关。

②反应焓变一定。如图分别有三个途径：(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅲ)。

则有ΔH＝＝。

微点拨：化学反应的焓变与反应的过程、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应的焓变，可应用盖斯定律计算求得。

(2)方法——“叠加法”

①原理：若一个化学方程式可由另外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个化学反应焓变的代数和。

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。

[基础自测]

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)H 2(g)＋12

O 2(g)===H 2O(l)和2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(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：ΔH 1＝ΔH 2＋ΔH 3。( )

2．热化学方程式C(s)＋H 2O(g)===CO(g)＋H 2(g) ΔH ＝131.3 kJ·mol －1表示( )

A ．碳和水反应吸收131.3 kJ 能量

B ．1 mol 碳和1 mol 水反应生成一氧化碳和氢气，并吸收131.3 kJ 热量

C ．1 mol 固态碳和1 mol 水蒸气反应生成1 mol 一氧化碳气体和1 mol 氢气，并吸收131.3 kJ 热量

D ．1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸收131.3 kJ 热量

3．在298 K 、100 kPa 时，已知：

C(s ，石墨)＋O 2(g)===CO 2(g)

ΔH 1＝－393.5 kJ·mol －1

2H 2(g)＋O 2(g)===2H 2O(l)

ΔH 2＝－571.6 kJ·mol －1

2C 2H 2(g)＋5O 2(g)===4CO 2(g)＋2H 2O(l)

ΔH 3＝－2 599 kJ·mol －1

则相同条件下时由C(s ，石墨)和H 2(g)生成1 mol C 2H 2(g)反应的焓变ΔH 4是( )

A ．－226.7 kJ·mol －1

B ．－326 kJ·mol －1

C ．226.7 kJ·mol －1

D ．326 kJ·mol －1 [合 作 探 究·攻 重 难] 热化学方程式的书写

如图是NO 2和CO 反应生成CO 2和NO 过程中能量变化示意图。

[思考交流]

1．写出NO 2和CO 反应的热化学方程式。

2．为什么热化学方程式中要注明物质的聚集状态？

3．反应的焓变与热化学方程式的写法有关吗？

[对点训练]

1．完全燃烧m g 液态乙醇得到液态水时放出的热量为a kJ ，经测定m g 乙醇与Na 反应时最多可生成0.5 g H 2，则液态乙醇完全燃烧生成液态水的热化学方程式为( )

A ．C 2H 5OH(l)＋3O 2(g)===2CO 2(g)＋3H 2O(l)

ΔH ＝－a kJ·mol －1

B ．

C 2H 5OH(l)＋3O 2(g)===2CO 2(g)＋3H 2O(l)

ΔH ＝＋12a kJ·mol －1 C ．12C 2H 5OH(l)＋32O 2(g)===CO 2(g)＋32

H 2O(l) ΔH ＝＋a kJ·mol －1

D ．C 2H 5OH(l)＋3O 2(g)===2CO 2(g)＋3H 2O(l)

ΔH ＝－2a kJ·mol －1

2．写出298 K 时下列反应的热化学方程式：

(1)3 mol NO 2(g)与1 mol H 2O(l)反应生成HNO 3(aq)和NO(g)，放出热量138 kJ 。

(2)用CO 还原1 mol Fe 2O 3，放出热量24.8 kJ 。

(3)1 mol HgO(s)分解为液态汞和氧气，吸收热量90.7 kJ 。

“五步”突破热化学方程式的书写

反应焓变的计算方法

2C(s)＋O2(g)===2CO(g) ΔH1＝－221 kJ·mol－1

2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH2＝－566.0 kJ·mol－1

C(s)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH3＝－393.5 kJ·mol－1

[思考交流]

1．上述反应中，ΔH1、ΔH2、ΔH3之间有什么关系？

2．计算反应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(反应产物)－H(反应物)；

(3)根据键能进行计算：ΔH＝反应物键能之和－反应产物键能之和。

(4)根据盖斯定律进行计算。

[对点训练]

1．已知：①Fe(s)＋1

2

O2(g)===FeO(s)ΔH1＝－272 kJ·mol－1，②2Al(s)＋

3

2

O2(g)===Al2O3(s) ΔH2＝－1 675 kJ·mol－1，则2Al(s)＋3FeO(s)===Al2O3(s)＋3Fe(s)的ΔH 为( )

A．859 kJ·mol－1B．－859 kJ·mol－1

C．－1 403 kJ·mol－1D．－2 491 kJ·mol－1

2．如图是某条件时N2与H2反应过程中能量变化的曲线图。下列叙述正确的是( ) A．该反应的热化学方程式为：