第二讲化学反应热的计算及盖斯定律的应用

1第二讲化学反应热的计算及盖斯定律的应用适用学科化学适用年级高二适用区域全国本讲时长90分钟知识点1.盖斯定律2.反应热的计算学习目标1.理解并运用盖斯定律。2.掌握反应热的计算方法学习重难点1.盖斯定律的涵义与应用2.反应热的计算方法教学过程一、复习预习知识回顾：在必修2中我们学习到了化学反应中的能量变化，大家还能概述出这些知识点吗?新课预习：上次课我们将重点学习化学反应中能量变化的具体形式。有谁能描述出燃烧热、中和热等概念。以及热化学反应方程式书写的要点？二、知识讲解考点1盖斯定律1、内容：_________________________________________________________________________2、认识并理解盖斯定律。[画出图像]2根据图示从山的高度与上山途径无关及能量守衡定律来例证盖斯定律。考点2盖斯定律的应用----反应热的计算有些化学反应进行很慢，有些化学反应不容易直接发生，有些化学反应产物不纯这给反应热的测定带来了困难，如果运用盖斯定律可间接的计算出它们的反应热。例：对于反应：C（s）+O2（g）=CO（g）因为C燃烧时不可能完全生成CO，总有一部分CO2生成，因此这个反应的ΔH无法直接测得，请同学们自己根据盖斯定律设计一个方案反应的ΔH。已知C与O2反应生成CO2以及CO与O2反应生成CO2的反应热：C（s）＋O2（g）=CO2（g）；ΔH1=－393．5kJ／molCO（g）+O2（g）=CO2（g）；ΔH3=－283．0kJ／mol［画出关系式］考点3反应热的计算方法：ΔH=∑E(反应物)－∑E（生成物），即反应热等于反应物的键能总和跟生成物的键能总和之差。常人们把拆开1mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能常用E表示，单位是kJ/mol。题型一：已知一定量的物质参加反应放出的热量，计算反应热，写出其热化学反应方程式。【见例题1】题型二：利用盖斯定律求反应热【见例题2】题型三：根据一定量的物质参加反应放出的热量（或根据已知的热化学方程式），进行有关反应热的计算或比较大小。【见例题3】题型四：反应热大小比较【见例题4】题型五：利用键能计算反应热【见例题5】三、例题精析【例题1】【题干】把煤作为燃料可通过下列两种途径：途径ⅠC(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH10途径Ⅱ先制水煤气：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)ΔH20①3再燃烧水煤气：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)ΔH30②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH40③请回答下列问题：[来源:学科网](1)判断两种途径放热：途径Ⅰ放出的热量________途径Ⅱ放出的热量(填“大于”、“等于”或“小于”)。[来源:学科网ZXXK][来源:学。科。网](2)ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的数学关系是_________________________________________。(3)由于制取水煤气的反应里，反应物具有的总能量________(填“大于”“等于”或“小于”)生成物具有的总能量，那么在化学反应时，反应物就需要________能量才能转化为生成物，因此其反应条件为________。【例题2】【题干】将0.3mol的气态高能燃料乙硼烷（B2H6）在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ热量，该反应的热化学方程式为_____________。又已知：H2O（g）=H2O（l）；△H2＝－44.0kJ/mol，则11.2L（标准状况）乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是_____________kJ。【例题2】【题干】实验中不能直接测出由石墨和氢气生成甲烷反应的ΔH，但可测出CH4燃烧反应的ΔH1，根据盖斯定律求ΔH4CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l)；ΔH1=-890.3kJ·mol-1(1)C(石墨)+O2(g)＝CO2(g)；ΔH2=-393·5kJ·mol-1(2)H2（g）+O2（g）=H2O（l）；ΔH3=-285.8kJ·mol-1(3)C(石墨)+2H2(g)＝CH4(g)；ΔH4(4)【例题3】【题干】已知：)()()(22gCOgOsC；molkJH/5.393)()(21)(222lOHgOgH；molkJH/8.241欲得到相同的热量，需分别燃烧固体碳和氢气的质量比约为（）A.2:3.25B.12:3.25C.1:1D.393.5:241.8【例题4】【题干】在同温同压下，下列各组热化学方程式中，12QQ的是4A.)(2)()(2222gOHgOgHmolkJQH/1)(2)()(2222lOHgOgHmolkJQH/2B.)()()(22gSOgOgSmolkJQH/1)()()(22gSOgOsSmolkJQH/2C.)()(21)(2gCOgOsCmolkJQH/1)()()(22gCOgOsCmolkJQH/2D.)(2)()(22gHClgClgHmolkJQH/1)()(21)(2122gHClgClgHmolkJQH/2【例题5】CH3—CH3→CH2＝CH2＋H2；有关化学键的键能如下。化学键C－HC＝CC－CH－H键能（kJ/mol）414.4615.3347.4435.3试计算该反应的反应热。四、课堂运用【基础】1.CH4与Cl2反应的历程有：①Cl-Cl→2Cl•△H=243kJ•mol-1②Cl•+CH3-H→•CH3+H-Cl△H=4kJ•mol-1③•CH3+Cl-Cl→CH3-Cl+Cl•△H=-106kJ•mol-1则反应CH4（g）+Cl2（g）=CH3Cl（g）+HCl（g）的焓变应为（）A．110kJ•mol-1B．141kJ•mol-1C．-102kJ•mol-1D．102kJ•mol-12、S（单斜）和S（正交）是硫的两种同素异形体．已知：①S（单斜，s）+O2（g）═SO2（g）△H1=-297.16kJ•mol-1②S（正交，s）+O2（g）═SO2（g）△H2=-296.83kJ•mol-1③S（单斜，s）═S（正交，s）△H3下列说法正确的是（）A．△H3=-0.33kJ•mol-1B．单斜硫转化为正交硫的反应是吸热反应C．S（单斜，s）═S（正交，s）△H3＜0，单斜硫比正交硫稳定D．S（单斜，s）═S（正交，s）△H3＞0，单斜硫比正交硫稳定53、在298K、101kPa时，已知：H2O（g）═H2O（l）；△H1C2H5OH（g）═C2H5OH（l）；△H2C2H5OH（g）+3O2（g）═2CO2（g）+3H2O（g）；△H3则酒精的燃烧热△H=（）A．△H1+△H2+2△H3B．△H1-△H2+△H3C．3△H1+△H2+△H3*D．3△H1-△H2+△H34、同温同压下，已知下列各反应为放热反应，下列各热化学方程式中的△H最大的是（）A．A2（l）+3B2（l）═2AB3（g）△H1B．A2（g）+3B2（g）═2AB3（g）△H2C．A2（g）+3B2（g）═2AB3（l）△H3D．A2（l）+3B2（l）═2AB3（1）△H45、利用盖斯定律解答下列各小题（1）已知：TiO2（s）+2Cl2（g）═TiCl4（l）+O2（g）△H=+140kJ•mol-12C（s）+O2（g）═2CO（g）△H=-221kJ•mol-1写出TiO2和焦炭、氯气反应生成TiCl4和CO气体的热化学方程式：。（2）25℃、101kPa下：①2Na（s）+1/2O2（g）═Na2O（s）△H1=-414kJ•mol-1②2Na（s）+O2（g）═Na2O2（s）△H2=-511kJ•mol-1写出该条件下由Na2O2和Na生成Na2O的热化学方程式：。（3）已知：C（s，石墨）+O2（g）═CO2（g）△H1=-393.5kJ•mol-1；2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H2=-571.6kJ•mol-1；2C2H2（g）+5O2（g）═4CO2（g）+2H2O（l）△H2=-2599kJ•mol-1；写出由C（s，石墨）和H2（g）生成1molC2H2（g）的热化学方程式。【巩固】1.已知下列两个反应：a．C2H2（g）+H2（g）=C2H4（g）△H＜0b．2CH4（g）=C2H4（g）+2H2（g）△H＞0判断以下3个热化学方程式△H1、△H2、△H3由大到小的顺序是。①C（s）+2H2（g）=CH4（g）△H1②C（s）+1/2H2（g）=1/2C2H2（g）△H2③C（s）+H2（g）=1/2C2H4（g）△H3．2.某科学家利用二氧化铈（CeO2）在太阳能作用下将H2O、CO2转变为H2、CO．其过程如下：下列说法不正确的是（）A．该过程中CeO2没有消耗B．该过程实现了太阳能向化学能的转化6C．右图中△H1=△H2+△H3D．以CO和O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO+4OH--2e-═CO32-+2H2O3．已知下列反应的热化学方程式为：（1）C（s）+O2（g）=CO2（g）△H1=-393.5kJ/mol（2）CH3COOH（l）+2O2（g）=2CO2（g）+2H2O（l）△H2=-870.3kJ/mol（3）H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l）△H3=-285.8kJ/mol则反应2C（s）+2H2（g）+O2（g）=CH3COOH（l）的反应热（焓变）为（）A．+488.3kJ/molB．-488.3kJ/molC．-244.15kJ/molD．+244.15kJ/mol4．用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染．例如：①CH4（g）+4NO2（g）═4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g），△H=-574kJ•mol-1②CH4（g）+4NO（g）═2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g），△H=-1160kJ•mol-1下列说法不正确的是（）A．由反应①可推知：CH4（g）+4NO2（g）═4NO（g）+CO2（g）+2H2O（l），△H＞-574kJ•mol-1B．反应①②转移的电子数相同C．若用标准状况下4.48LCH4还原NO2至N2，放出的热量为173.4kJD．若用标准状况下4.48LCH4还原NO2至N2，整个过程中转移的电子总数为1.60mol5、氢、氮、氧三种元素可以分别两两组成如氮氧化物、氮氢化物和氢氧化物等，科学家们已经研究和利用其特殊性质开发其特有的功能．（1）肼（N2H4）的制备方法之一是将NaClO溶液和NH3反应制得，试写出该反应的化学方程式。（2）肼可作为火箭发动机的燃料，NO2为氧化剂，反应生成N2和水蒸气。N2（g）+2O2（g）=2NO2（g）；△H=+67.7kJ•mol-1N2H4（g）+O2（g）=N2（g）+2H2O（g）；△H=-534kJ•mol-1写出肼和NO2反应的热化学方程式：。（3）肼-空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的氢氧化钾溶液，反应生成N2和水蒸气．该电池放电时，负极的电极反应式为。【拔高】1.Zn（s）+1/2O2（g）═ZnO（s），△H=-348.3kJ/mol（2）2Ag（s）+1/2O2（g）═Ag2O（s），△H=-31.0kJ/mol则Zn与Ag2O反应生成ZnO和Ag的热化学方程式为（）A．Zn（s）+Ag2O（s）═ZnO（s）+2Ag（s），△H=317.3kJ/molB．Zn+Ag2O═ZnO+2Ag，△H=317.3kJ/mol7C．Zn（s）+Ag2O（s）═ZnO（s）+2Ag（s），△H=-317.3kJ/molD．2Zn（s）+2Ag2O（s）═2ZnO（s）+4Ag（s），△H=-317.3kJ2.已知：2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=-483.6kJ/mol；2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H=-571.6kJ/mo