《化学反应热的计算》 导学案

第3节化学反应热的计算

1.理解盖斯定律的本质并掌握有关盖斯定律的应用。

2.掌握有关反应热、燃烧热、热化学方程式的计算。

3.了解盖斯定律在科学研究中的意义。

1.盖斯定律

(1)内容:不管化学反应是一步或①分几步完成,其反应热是②相同的。换句话说,化学反应的反应热只与反应体系的③始态和④终态有关,而与反应的⑤途径无关。

(2)意义:对于进行得很慢的反应、不容易直接发生的反应、产品不纯(即有副反应发生)的反应,⑥测定反应热有困难,如果应用⑦盖斯定律,就可以⑧间接地把它们的反应热计算出来。

(3)举例:下图表示始态到终态的反应热。

则ΔH=⑨ΔH1+ΔH2=⑩ΔH3+ΔH4+ΔH5

2.反应热计算的主要依据是热化学方程式、盖斯定律和燃烧热的数据。

1.物质相互转化过程中,经历的过程越多,损失的能量越大,正确吗?

2.相同质量的H2分别与O2完全反应时生成液态水和气态水,哪一个放出的能量多?

3.燃烧热的数据的绝对值越大,表明该物质在相同物质的量的情况下,放出的能量越多,正确吗?

探究1:盖斯定律

在298 K、100 kPa时,已知:

①2H2O(g)O2(g)+2H2(g) ΔH1

②Cl2(g)+H2(g)2HCl(g) ΔH2

③2Cl2(g)+2H2O(g)4HCl(g)+O2(g) ΔH3

则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是( )。

A.ΔH3=ΔH1+2ΔH2

B.ΔH3=ΔH1+ΔH2

C.ΔH3=ΔH1-2ΔH2

D.ΔH3=ΔH1-ΔH2

1.利用盖斯定律计算反应热时需要注意哪些事项?

2.归纳利用盖斯定律计算反应热的解题步骤。

探究2:反应热的计算

已知:2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1

CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ·mol-1

现有H2与CH4的混合气体112 L(标准状况下),使其完全燃烧生成CO2和H2O(l),若实验测得反应放热3695 kJ。则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是( )。

A.1∶1

B.1∶3

C.1∶4

D.2∶3

1.热化学方程式中的ΔH与反应中实际放出的热量有何关系?

2.本题的计算还有什么其他方法吗?

1.已知:①2C(s)+O2(g) 2CO(g)ΔH=-221.0 kJ·mol-1;②2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)ΔH=-483.6 kJ·mol-1。则制备水煤气的反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)的ΔH为( )。

A.+262.6 kJ·mol-1

B.-131.3 kJ·mol-1

C.-352.3 kJ·mol-1

D.+131.3 kJ·mol-1

2.氢气(H2)、一氧化碳(CO)、辛烷(C8H18)、甲烷(CH4)燃烧的热化学方程式分别为:

H2(g)+O2(g)H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1

CO(g)+O2(g)CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1

C8H18(l)+O2(g)8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=-5518 kJ·mol-1

CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1

相同质量的H2、CO、C8H18、CH4完全燃烧时,放出热量最少的是( )。

A.H2(g)

B.CO(g)

C.C8H18(l)

D.CH4(g)

3.由金红石(TiO2)制取单质Ti,涉及的步骤为TiO2TiCl4Ti。

已知:①C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1

②2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-566 kJ·mol-1

③TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(l)+O2(g) ΔH=+141 kJ·mol-1

则TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)TiCl4(l)+2CO(g)的ΔH= 。

4.已知下列热化学方程式:

①Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=-25 kJ·mol-1

②3Fe2O3(s)+CO(g)2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH=-47 kJ·mol-1

③Fe3O4(s)+CO(g)3FeO(s)+CO2(g) ΔH=+19 kJ·mol-1

写出FeO(s)与CO反应生成Fe(s)和CO2的热化学方程式: 。

反应热的计算-

。

答案

知识体系梳理

①分几步②相同③始态④终态⑤途径⑥测定⑦盖斯定律⑧间接⑨ΔH1+ΔH2⑩ΔH3+ΔH4+ΔH5

热化学方程式盖斯定律燃烧热

基础学习交流

1.不正确。根据盖斯定律知,反应过程无论经历多少步,其焓变不变。

2.生成液态水时放出的能量大。由盖斯定律知,起始时能量相同,但液态水的能量低,所以其放出的能量大。

3.正确。燃烧热的单位为kJ·mol-1,取相同物质的量时,燃烧热的数据的绝对值越大,产生的热量越多。

重点难点探究

探究1:

互动探究 A

【解析】方程式③=方程式①+2×方程式②,由盖斯定律知:ΔH3=ΔH1+2ΔH2。

探究拓展

1.(1)求总反应的反应热,不能将各步反应的反应热简单地相加;

(2)不论一步进行还是分步进行,始态和终态完全一致,盖斯定律才成立;

(3)某些物质只是在分步反应中暂时出现,最后应该恰好“消耗”完。

2.(1)确定待求的化学方程式;

(2)找出待求化学方程式中各物质出现在已知化学方程式中的位置;

(3)根据未知化学方程式中各物质化学计量数和位置的需要对已知化学方程式进行处理,或调整计量数,或调整反应方向等;

(4)实施叠加并检验上述分析正确与否。

探究2:

互动探究 B

【解析】设H2、CH4的物质的量分别为x、y。则有:

x+y==5

+890y=3695

解得x=1.25 mol;y=3.75 mol,x∶y=1∶3。

探究拓展

1.热化学方程式前面的化学计量数代表物质的物质的量,如本题中2 mol H2可放出571.6 kJ的热量,只要能确定出H2的物质的量,即可计算H2所能放出的热量。

2.以上解法为列代数方程组法,还可以采用平均值法、十字交叉法、估算法等。

基础智能检测

1.D 【解析】据盖斯定律,(①-②)÷2,即可求得制备水煤气反应的ΔH。

2.B 【解析】假设其质量均为1 g,则它们放出的热量分别为:

H2:×285.8 kJ·mol-1=142.9 kJ;

CO:×283.0 kJ·mol-1=10.1 kJ;