1、温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。第2课时反应焓变的计算新课程标准学业质量目标1.理解盖斯定律的内容。2能运用盖斯定律进行有关反应焓变的简单计算。3通过盖斯定律的应用，体会其在科学研究中的意义。1.能分析物质化学变化和伴随发生的能量转化与物质微观结构之间的关系。能从宏观与微观结合的视角分析物质及其能量变化。(宏观辨识与微观探析)2能从物质及其能量变化的事实中提取证据，能将化学事实和盖斯定律的解题的理论模型之间进行合理匹配。能认识盖斯定律的理论模型，能说明盖斯定律的模型使用的条件和适用范围。(证据推理与模型
2、认知)必备知识自主学习一、盖斯定律及其应用1内容不论化学反应是一步完成还是分几步完成，其反应热是一样的(填“一样”或“不一样”)。2特点(1)反应的热效应只与始态、终态有关，与途径无关。(2)反应热总值一定，如下图的H与H1、H2、H3之间的关系。则HH1H2H3。(3)能量守恒：能量既不会增加，也不会减少，只会从一种形式转化为另一种形式。3应用(1)意义 (2)方法如果一个化学方程式可以通过其他几个化学方程式相加减而得到，则该反应的焓变可由这几个反应的焓变相加减得到。(3)实例应用盖斯定律计算C燃烧生成CO的反应热：已知：C(s，石墨)O2(g)=CO2(g)H1393.5 kJmol1CO
3、(g)O2(g)=CO2(g)H2283.0 kJmol1若C(s，石墨)O2(g)=CO(g)的反应热为H，求H。a虚拟路径：b应用盖斯定律求解：H1HH2则：HH1H2393.5_kJmol1(283.0_kJmol1)110.5_kJmol1。(1)某始态和终态相同，反应的途径有如下三种：()()()。则有HH1H2H3H4H5。(2)(情境思考)将TiO2转化为TiCl4是工业冶炼金属钛的主要反应之一。已知：TiO2(s)2Cl2(g)=TiCl4(l)O2(g) H140.5 kJmol1C(s，石墨)O2(g)=CO(g)H110.5 kJmol1则反应TiO2(s)2Cl2(g)
4、2C(s，石墨)=TiCl4(l)2CO(g)的H是多少？提示：认真观察已知反应和目标反应，将已知反应分别记为、，应用盖斯定律，由反应2即可解得反应TiO2(s)2Cl2(g)2C(s，石墨)=TiCl4(l)2CO(g)的H是80.5 kJmol1。二、能源1定义：自然界中，能为人类提供热、光、电等有用能量的物质或物质运动统称为能源。2分类分类依据种类举例转换过程一次能源太阳能、风能、化石燃料、地热能、潮汐能等二次能源电能、氢能、石油加工产品、煤的加工产品等使用历史常规能源化石燃料新能源太阳能、风能、核能、氢能、生物质能等性质可再生能源太阳能、风能、氢能、生物质能等不可再生能源化石燃料、核能
5、3.我国能源现状(1)我国目前使用最多的能源是化石燃料，包括煤、石油、天然气等，属于不可再生能源，并且能源利用率总体偏低。(2)开源节流：即一方面开发核能、风能、太阳能等新能源，另一方面大力实施节能减排，提高能源利用效率。下列分别是利用不同能源发电的实例图形，分析哪些符合开源节流的思想。提示：符合开源节流，属于新能源的开发利用，而火力发电是利用煤等作燃料进行的，不属于新能源的开发利用，不符合开源节流。三、摩尔燃烧焓【特别提醒】(1)“完全燃烧”是指物质中下列元素完全转变成指定产物：CCO2(g)，HH2O(l)，SSO2(g)，NN2(g)等。(2)摩尔燃烧焓是以1 mol纯物质完全燃烧所放出
6、的热量来定义的，因此在书写它的热化学方程式时，应以燃烧1 mol物质为标准来配平其余物质的化学计量数。例如：C8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(l)H5 517.6 kJmol1，即C8H18的摩尔燃烧焓为5 517.6 kJmol1。判断下列说法是否正确。正确的打“”，错误的打“”。摩尔燃烧焓的生成物是做实验的人随便指定的。()提示：。摩尔燃烧焓的产物必须是完全燃烧后指定的产物，而非人为指定。计算摩尔燃烧焓时生成物的状态一定是气态。()提示：。若燃烧温度为常温下，则水的状态就是液态。关键能力合作学习知识点一反应焓变的计算方法1根据热化学方程式进行计算其计算方法与一般方程式的计
7、算相似，可以把H当成方程式的一项进行处理，反应的焓变与参加反应的各物质的物质的量成正比。2根据化学键断裂和形成中的能量变化来计算焓变等于断裂旧化学键吸收的能量和形成新化学键放出能量的差值，即H反应物的化学键断裂所吸收的能量和生成物的化学键形成所放出的能量和。3根据焓变定义计算HH(生成物)H(反应物)这种计算常以图示方法给出，如图：反应2A(g)B(g)=2C(g)的焓变HH2H1。4利用盖斯定律计算反应焓变的两种方法(1)虚拟路径法。如C(s)O2(g)=CO2(g)可设置如下：H1H2H3(2)加和法：即运用所给热化学方程式通过加减的方法得到新的热化学方程式。如C(s)O2(g)=CO2(
8、g) H1393.5 kJmol1CO(g)O2(g)=CO2(g)H2283 kJmol1则C(s)O2(g)=CO(g) HH1H2110.5 kJmol1 关于化学反应的焓变需要注意的两个问题(1)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，化学反应正向书写与反向书写时的焓变数值相等，符号相反。(2)热化学方程式中的反应焓变是指反应按照所给形式完全进行时的反应焓变，对于可逆反应也是如此。已知：S(s，单斜)O2(g)=SO2(g)H1297.16 kJmol1和S(s，正交)O2(g)=SO2(g)H2296.83 kJmol1，据此判断
9、单斜硫和正交硫的稳定性。(证据推理与模型认知)提示：由两式相减得热化学方程式S(s，单斜)=S(s，正交)H0.33 kJmol1，所以正交硫能量低，能量越低越稳定，因此正交硫比单斜硫稳定。【典例】(双选)(2021盐城高二检测)最近中国科学院上海高等研究院在合成气直接制烯烃研究获重大突破。已知：反应：C(s)1/2O2(g)=CO(g)H1反应：C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H2反应：CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)H390.1 kJmol1反应：2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)H4134.0kJmol1反应：3CH3OH(g)=CH3CH=CH2(g
10、)3H2O(g) H531.0 kJmol1下列说法正确的是()AH1H20B反应为放热反应C3CH3OCH3(g)=2CH3CH=CH2(g)3H2O(g)H103.0 kJmol1D3CO(g)6H2(g)=CH3CH=CH2(g)3H2O(g)H301.3 kJmol1【思维建模】先找到目标方程式，然后能够应用盖斯定律，找到已知方程式的关系，算出对应的反应热数值。最后再依据新的热化学方程式进行计算，求出相应的量。【解析】选A、D。将得：1/2O2(g) H2(g)=H2O(g)H H1H2，物质的燃烧属于放热反应，因此H1H20，故A正确；反应属于碳作还原剂的氧化还原反应，属于吸热反应，
11、故B错误；将23得：3CH3OCH3(g)=2CH3CH=CH2(g)3H2O(g) H(31.0 kJmol1)2(134.0 kJmol1)3340.0 kJmol1，故C错误；将3得：3CO(g)6H2(g)=CH3CH=CH2(g)3H2O(g)H301.3 kJmol1，故D正确。2020年11月24日，我国用长征五号遥五火箭成功发射嫦娥五号探测器，12月7日凌晨，嫦娥五号返回器携带月球样品着陆地球。(1)长征五号遥五运载火箭使用的是效能更高的液氢和液氧作为推进剂。已知：H2(g)=H2(l)H0.92 kJmol1O2(g)=O2(l)H6.84 kJmol1H2O(l)=H2O(
12、g)H44.0 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1请写出液氢和液氧生成气态水的热化学方程式。提示：根据盖斯定律，由得：H2(l)O2(l)=H2O(g)H237.46 kJmol1(2)肼(N2H4)常用作火箭燃料。肼(H2NNH2)的有关化学反应的能量变化如图所示，计算下表中的a值。化学键NNO=ONNOH NH键能(kJmol1)154500942463a提示：391。由能量变化图示可知，反应N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)的H1576 kJmol1，根据反应热与键能的关系可知H1(4a kJmol1154 kJmol1500 kJm
13、ol1)(942 kJmol14463 kJmol1)576 kJmol1，解得a391。火箭的常规燃料是液态四氧化二氮和液态肼(N2H4)，N2O4作氧化剂，有人认为若用氟气代替四氧化二氮作氧化剂，反应释放的能量更大(两者反应生成氮气和氟化氢气体)。已知：aN2H4(l)O2(g)=N2(g)2H2O(g) H534.0 kJmol1bH2(g)F2(g)=HF(g)H269.0 kJmol1cH2(g)O2(g)=H2O(g)H242.0 kJmol1请写出肼和氟气反应的热化学方程式。提示：根据盖斯定律，由ab4c2得：N2H4(l)2F2(g)=N2(g)4HF(g)H1 126.0 k
14、Jmol1。【加固训练】(2021西安高二检测)已知以下的热化学反应方程式：Fe2O3(s)1/3CO(g)=2/3Fe3O4(s)1/3CO2(g) H15.73 kJmol1Fe3O4(s)CO(g)=3FeO(s)CO2(g) H640.4 kJmol1Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g) H24.8 kJmol1则42 g CO气体还原足量FeO固体得到Fe固体和CO2气体时对应的H约为()A327 kJmol1B327 kJmol1C218 kJmol1 D218 kJmol1【解析】选A。给以上方程式依次编号Fe2O3(s)1/3CO(g)=2/3Fe3O4(s
15、)1/3CO2(g)H15.73 kJmol1，Fe3O4(s)CO(g)=3FeO(s)CO2(g) H640.4 kJmol1，Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g) H24.8 kJmol1，由盖斯定律可知，反应CO(g) FeO(s)=Fe(s)CO2(g)，可由/2/2/3得到，所以其反应热H/2/2/3(24.8 kJmol1)/2(15.73 kJmol1)/2 (640.4 kJmol1)/3218 kJmol1, 28 g CO气体即1 mol CO还原足量FeO固体得到Fe固体和CO2气体时对应的H约为218 kJmol1，42 g CO气体还原足量FeO
16、固体时，对应反应热为H327 kJmol1。 知识点二反应焓变大小的比较1直接比较法依照规律、经验和常识直接判断不同反应的H的大小。(1)吸热反应的H肯定比放热反应的H大(前者H大于0，后者H小于0)。(2)物质燃烧时，可燃物的量越大，燃烧放出的热量越多，H反而越小。(3)等量的可燃物完全燃烧放出的热量肯定比不完全燃烧所放出的热量多，但H小。(4)同一反应，产物相同时，气态物质燃烧所放出的热量比固态物质燃烧所放出的热量多。(5)同一反应，反应物相同时，生成液态物质放出的热量比生成气态物质放出的热量多。(6)中和反应生成等量的水时，强酸与强碱的稀溶液反应比弱酸与强碱(或强碱与弱酸、弱碱与弱酸)的
17、稀溶液反应放出的热量多，但H小。(7)对于可逆反应，因反应不能进行完全，实际反应过程中放出或吸收的热量要小于相应热化学方程式中的反应热数值。例如：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)H197 kJmol1，则向密闭容器中通入2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)，反应达到平衡后，放出的热量要小于197 kJ。2利用盖斯定律比较法利用盖斯定律，设计不同反应途径，由能量守恒定律列式比较。如：(1)同一反应，生成物状态不同时：A(g)B(g)=C(g)H10 A(g)B(g)=C(l)H20 因为反应为：C(g)=C(l)H3H2H1，而H30，所以H2H1。(2)同一反应，反应物状态
18、不同时：A(g)B(g)=C(g)H10A(s)B(g)=C(g)H20因为H2H3H1，且H30，所以H2H1。 在进行H的大小比较时，需要注意H的“”、“”、数值和单位属于一个整体，不能随意分割。(1)在比较两个热化学方程式中H的大小时，比的是其代数值，要带“”、“”进行比较。(2)在比较两个反应放出或吸收的热量多少时，比的是其绝对值，应去掉“”、“”进行比较。(1)(思维升华)若一个反应的正反应是放热反应，那么其正逆反应的焓变的大小关系是什么？(证据推理与模型认知)提示：正反应是放热则焓变为负值，逆反应的焓变为正值，故正逆反应的焓变的大小关系是逆反应的焓变大于正反应的焓变。(2)(情境应
19、用)硫化氢是一种具有臭鸡蛋气味的气体，有毒，该气体可以在空气中燃烧，已知有关硫化氢在空气中反应的3个热化学方程式：2H2S(g)3O2(g)=2SO2(g)2H2O(l) HQ1 kJmol12H2S(g)O2(g)=2S(s)2H2O(l) HQ2 kJmol12H2S(g)O2(g)=2S(s)2H2O(g) HQ3 kJmol1判断Q1、Q2、Q3三者大小关系是什么？(证据推理与模型认知)提示：已知2H2S(g)3O2(g)=2SO2(g)2H2O(l)HQ1 kJmol1，2H2S(g)O2(g)=2S (s)2H2O(l)HQ2 kJmol1，2H2S(g)O2(g) =2S (s)
20、2H2O(g)HQ3 kJmol1，与相比较，由于SSO2放热，则Q1Q2，与相比较，由于H2O(l)H2O(g)吸热，则Q2Q3，则Q1Q2Q3。【典例】(2021廊坊高二检测)下列各组热化学方程式中，化学反应的H前者小于后者的是()C(s)O2(g)=CO(g)H1C(s)O2(g)=CO2(g)H2S(g)O2(g)=SO2(g)H3S(s)O2(g)=SO2(g)H4CaO(s)H2O(l)=Ca(OH)2(s)H5CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H6A仅 B仅 C仅 D仅【思维建模】判断化学反应焓变的大小的一般思路为【解析】选D。中碳完全燃烧放出的热量多，所以H1H2；中气
21、态硫燃烧放出的热量多，H3H4；中H50，则H5H3H2BH1H3H2CH1H3H2 DH1H3H2【解析】选A。由于醋酸是弱酸，所以电离过程中会吸收一部分热量，所以醋酸与NaOH溶液反应放出的热量应该比强酸强碱的稀溶液反应时放出的热量少；浓硫酸溶于水的过程是放热过程，所以浓硫酸与NaOH溶液反应时放出的热量应该比强酸强碱的稀溶液反应时放出的热量多；由于中和反应是放热反应，HH3H2。 三言两语话重点1掌握一个应用：应用盖斯定律计算反应热时，热化学方程式进行适当的“加”“减”“乘”“除”，则反应热H也做相应的变化。2学会一个比较：利用符号、状态、数值、反应物本性、盖斯定律等比较焓变的大小。3掌
22、握一个计算：根据化学键的键能来计算反应热，是用反应物化学键的总键能减去生成物化学键的总键能，即HE(反应物)E(生成物)。课堂检测素养达标1(双选)下列关于能源和作为能源的物质的叙述错误的是()A吸热反应的反应物总能量高于生成物总能量B绿色植物进行光合作用时，将光能转化为化学能“贮存”起来C物质的化学能可以在不同条件下转化为热能、电能、光能等为人类所利用D天然气属于二次能源【解析】选A、D。吸热反应的反应物总能量低于生成物总能量，A项错误；天然气属于化石燃料，是一次能源，D项错误。2(2021龙岩高二检测)已知氢气在氯气中燃烧时产生苍白色火焰。在反应过程中，破坏1 mol氢气中的化学键消耗的能
23、量为Q1 kJ，破坏1 mol氯气中的化学键消耗的能量为Q2 kJ，形成1 mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3 kJ，下列关系式中正确的是()AQ1Q2Q3 BQ1Q22Q3CQ1Q2Q3 DQ1Q22Q3【解析】选D。由于氢气在氯气中燃烧是放热反应，则H0，HQ1Q22Q3，则Q1Q22Q30，即Q1Q20)【加固训练】(2021三明高二检测)据央视报道，国土资源部中国地质调查局在南海宣布，中国在南海北部神狐海域进行的可燃冰试采获得成功，它标志着中国成为全球第一个实现了在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产气的国家。可燃冰是一种甲烷的水合物，已知CO、CH4均为常见的可燃性气体。(1)等体积
24、的CO和CH4在相同条件下分别完全燃烧，转移的电子数之比是_。(2)已知在101 kPa时，CO的摩尔燃烧焓为283 kJmol1。相同条件下，若2 mol CH4完全燃烧生成液态水，所放出的热量为1 mol CO完全燃烧放出热量的6.30倍，CH4完全燃烧反应的热化学方程式是_ _。(3)120 、101 kPa下，a mL由CO、CH4组成的混合气体在b mL O2中完全燃烧后，恢复到原温度和压强。若混合气体与O2恰好完全反应，产生b mL CO2，则混合气体中CH4的体积分数为_(保留2位小数)。【解析】(1)CO转化成CO2：化合价从24；CH4转化成CO2：化合价从44；所以转移电子
25、数之比为2814。(2)CO的摩尔燃烧焓为283 kJmol1。相同条件下，2mol CH4完全燃烧生成液态水，所放出的热量为283 kJ6.301 782.9 kJ，故甲烷完全燃烧生成液态水的热化学方程式为：CH4(g)2O2 (g)=CO2(g)2H2O(l)H891.45 kJmol1。(3)由方程式：2COO2=2CO2、CH42O2=CO22H2O(g)可知，当消耗的O2和生成的CO2相同时，n(CO)n(CH4)21，可知CH4的体积分数是1/30.33。答案：(1)14(2)CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H891.45 kJmol1(3)0.33 关闭Word文档返回原板块