1、-1-第三节 化学反应热的计算-2-第三节 化学反应热的计算 课前篇 自主预习 课堂篇 探究学习 随堂检测 首页 首页 核心素养目标 核心素养形成 1.通过学习并理解盖斯定律的内容,能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算,培养宏观辨识与微观探析的能力。2.通过学会有关反应热计算的方法技巧,进一步提高化学计算的能力。-3-第三节 化学反应热的计算 课前篇 自主预习 课堂篇 探究学习 随堂检测 首页 课前篇 自主预习 首页 新知预习 自主预测 1.盖斯定律(1)内容:不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应热是相同的。换句话说,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。(2
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,测定其反应热比较困难,如果应用盖斯定律,就可以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H=H1+H2=H3+H4+H5-4-第三节 化学反应热的计算 课前篇 自主预习 课堂篇 探究学习 随堂检测 首页 课前篇 自主预习 首页 新知预习 自主预测 2.根据热化学方程式、盖斯定律和燃烧热的数据,可以计算一些反应的反应热。-5-第三节 化学反应热的计算 课前篇 自主预习 课堂篇 探究学习 随堂检测 首页 课前篇 自主预习 首页 新知预习 自主预测 1.判断正误(正确的打“”,错误的打
3、“”)。(1)一个反应一步完成或分几步完成,两者相比,经过的步骤越多,放出的热量就越多()(2)化学反应的反应热与化学反应的始态有关,与终态无关()(3)利用盖斯定律,可计算某些反应的反应热()(4)任何化学反应的反应热都可以直接测定()(5)不同的热化学方程式之间,因反应的物质不同,故热化学方程式不能相加减()答案(1)(2)(3)(4)(5)-6-第三节 化学反应热的计算 课前篇 自主预习 课堂篇 探究学习 随堂检测 首页 课前篇 自主预习 首页 新知预习 自主预测 2.已知:(1)Zn(s)+12O2(g)ZnO(s)H1=-348.3 kJmol-1(2)2Ag(s)+12O2(g)A
4、g2O(s)H2=-31.0 kJmol-1则 Zn(s)+Ag2O(s)ZnO(s)+2Ag(s)的 H 等于()A.-317.3 kJmol-1B.-379.3 kJmol-1 C.-332.8 kJmol-1D.+317.3 kJmol-1 解析 H=H1-H2=-348.3 kJmol-1-(-31.0 kJmol-1)=-317.3 kJmol-1。答案 A-7-第三节 化学反应热的计算 课前篇 自主预习 课堂篇 探究学习 随堂检测 首页 课堂篇 探究学习 探究一 探究二 盖斯定律的应用 问题探究 1.物质相互转化过程中,对于同一反应,经历的过程越多,损失的能量越大,正确吗?答案 不
5、正确。根据盖斯定律可知,反应过程无论经历多少步,其焓变不变。2.利用盖斯定律计算反应热时需要注意哪些事项?答案(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)不论反应是一步进行还是分步进行,只有始态和终态完全一致,盖斯定律才成立;(3)某些物质在反应分步进行时作为中间产物出现,最后应该恰好“消耗”完。-8-第三节 化学反应热的计算 课前篇 自主预习 课堂篇 探究学习 随堂检测 首页 课堂篇 探究学习 探究一 探究二 3.根据下列已知条件,说明如何用盖斯定律计算 C(s)+12O2(g)CO(g)的反应热(H)?计算反应热的方法还有哪些?已知C(s)+O2(g)CO2(g)H1=
6、-393.5 kJmol-1CO(g)+12O2(g)CO2(g)H2=-283.0 kJmol-1。答案 要计算C(s)+O2(g)=CO(g)的反应热,分析已知的两个热化学方程式,可得到如下图所示的关系:根据盖斯定律,H=H1-H2 还可以利用化学键断裂与形成时的能量变化、热化学方程式、燃烧热、中和热等计算反应热。12-9-第三节 化学反应热的计算 课前篇 自主预习 课堂篇 探究学习 随堂检测 首页 课堂篇 探究学习 探究一 探究二 知识归纳 盖斯定律应用的常用方法(1)虚拟路径法:若反应物A变为生成物D,可以有两个途径:a.由A直接变成D,反应热为H;b.由A经过B变成C,再由C变成D,
7、每步反应的反应热分别为H1、H2、H3,如图所示:,则有:H=H1+H2+H3。-10-第三节 化学反应热的计算 课前篇 自主预习 课堂篇 探究学习 随堂检测 首页 课堂篇 探究学习 探究一 探究二(2)加和法:利用加和法计算反应焓变一般要经过4步:a.确定待求反应的热化学方程式。b.找出待求热化学方程式中各物质出现在已知热化学方程式中的位置(是同侧还是异侧)。c.根据待求热化学方程式中各物质的化学计量数来调整已知热化学方程式中的化学计量数。d.对调整后的已知热化学方程式进行加和(利用同侧相加,异侧相减原则),计算待求反应的焓变。-11-第三节 化学反应热的计算 课前篇 自主预习 课堂篇 探究
8、学习 随堂检测 首页 课堂篇 探究学习 探究一 探究二 典例剖析【典例1】煤可通过下列两种途径成为燃料:途径 C(s)+O2(g)=CO2(g)H10 再燃烧水煤气:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)H30 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)H40,故反应物的总能量小于生成物的总能量。答案(1)等于(2)H1=H2+(H3+H4)(3)小于 吸收 高温 12-13-第三节 化学反应热的计算 课前篇 自主预习 课堂篇 探究学习 随堂检测 首页 课堂篇 探究学习 探究一 探究二 应用盖斯定律计算反应热时应注意的问题(1)首先要明确所求反应的始态和终态,各物质的化学计量数;判断反应的吸、
9、放热情况。(2)不同途径对应的最终结果应一样。(3)当热化学方程式乘以或除以某一个数时,H也应乘以或除以同一个数;方程式进行加减运算时,H也同样要进行加减运算,注意各步反应H的正负。(4)将一个热化学方程式逆向书写时,H的符号也随之改变,但绝对值不变。(5)在设计反应过程中,可能会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互转化,状态由固液气变化时,会吸热;反之会放热。-14-第三节 化学反应热的计算 课前篇 自主预习 课堂篇 探究学习 随堂检测 首页 课堂篇 探究学习 探究一 探究二 变式训练1已知:2Zn(s)+O2(g)=2ZnO(s)H=-701.0 kJmol-1 2Hg(l)+O2(g)
10、=2HgO(s)H=-181.6 kJmol-1 则反应Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l)的H为()A.+519.4 kJmol-1 B.+259.7 kJmol-1 C.-259.7 kJmol-1D.-519.4 kJmol-1 解析 由题给热化学方程式可得:Zn(s)+12O2(g)ZnO(s)H=-350.5 kJmol-1;Hg(l)+12O2(g)HgO(s)H=-90.8 kJmol-1。根据盖斯定律,由-可得:Zn(s)+HgO(s)ZnO(s)+Hg(l)H=(-350.5 kJmol-1)-(-90.8 kJmol-1)=-259.7 kJmol-1。答案
11、C -15-第三节 化学反应热的计算 课前篇 自主预习 课堂篇 探究学习 随堂检测 首页 课堂篇 探究学习 探究一 探究二 反应热的计算 问题探究 1.相同质量的H2分别与O2完全反应时生成液态水和气态水,哪一个过程放出的能量多?为什么?答案 生成液态水时放出的能量大。起始时反应物能量相同,但气态水到液态水还会放出能量,所以生成液态水放出的能量多。2.已知 H2(g)+12O2(g)H2O(g)H=-241.8 kJmol-1,而 H2O(g)H2O(l)H=-44.0 kJmol-1,若 1 mol H2 和12 mol O2 反应生成液态水,则放出的热量是多少?答案 根据盖斯定律分析,放出
12、的热量Q=(241.8 kJmol-1+44kJmol-1)1 mol=285.8 kJ。-16-第三节 化学反应热的计算 课前篇 自主预习 课堂篇 探究学习 随堂检测 首页 课堂篇 探究学习 探究一 探究二 知识归纳 1.反应热计算的依据(1)根据热化学方程式计算:反应热与反应物各物质的物质的量成正比。(2)根据反应物和生成物的能量计算:H=生成物的能量总和-反应物的能量总和。(3)根据反应物和生成物的键能计算:H=反应物的键能总和-生成物的键能总和(4)根据盖斯定律计算:将热化学方程式进行适当的“加”“减”等变形后,由过程的热效应进行计算、比较。(5)根据物质的燃烧热数值计算:Q(放)=n
13、(可燃物)|H|。-17-第三节 化学反应热的计算 课前篇 自主预习 课堂篇 探究学习 随堂检测 首页 课堂篇 探究学习 探究一 探究二 2.反应热计算的常用解题方法(1)列方程法:先写出热化学方程式,再根据热化学方程式所体现的物质与反应热间的关系直接求算反应热。(2)估算法:根据热化学方程式所表示反应的热效应与混合物燃烧放出的热量,大致估算各成分的比例。此法主要应用于解答选择题,根据题给信息找出大致范围,此法解题快速、简便。-18-第三节 化学反应热的计算 课前篇 自主预习 课堂篇 探究学习 随堂检测 首页 课堂篇 探究学习 探究一 探究二 典例剖析【典例2】工业上利用天然气(主要成分为CH
14、4)与CO2进行高温重整制备CO,已知CH4、H2和CO的燃烧热H分别为-890.3 kJmol-1、-285.8 kJmol-1和-283.0 kJmol-1,则生成1 m3(标准状况)CO所需热量为 。-19-第三节 化学反应热的计算 课前篇 自主预习 课堂篇 探究学习 随堂检测 首页 课堂篇 探究学习 探究一 探究二 解析 首先依据燃烧热的定义写出下列热化学方程式。CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)H1=-890.3 kJ mol-1,H2(g)+12O2(g)H2O(l)H2=-285.8 kJ mol-1,CO(g)+12O2(g)CO2(g)H3=-283.0
15、kJ mol-1;再写出 CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),式-式2-式2 即得 CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),所以 H=H1-2H2-2H3=(-890.3+285.82+283.02)kJ mol-1=+247.3 kJ mol-1,生成 1 m3 CO 所需热量为1 000 L22.4 Lmol-1247.3 kJmol-1125 520 kJ。答案 5 520 kJ -20-第三节 化学反应热的计算 课前篇 自主预习 课堂篇 探究学习 随堂检测 首页 课堂篇 探究学习 探究一 探究二 变式训练2甲烷的燃烧热H=-890.3 kJ mol-1,
16、1 kg CH4在25、101 kPa时充分燃烧生成液态水放出的热量约为()A.-5.56104 kJ mol-1 B.5.56104 kJ mol-1 C.5.56104 kJ D.-5.56104 kJ 解析 16 g CH4燃烧放出890.3 kJ热量,1 kg CH4燃烧放出的热量为1 000 g=55 643.75 kJ5.56104 kJ。答案 C 890.3 kJ16 g-21-第三节 化学反应热的计算 课前篇 自主预习 课堂篇 探究学习 随堂检测 首页 随堂检测 123451.在298 K、101 kPa时,已知:2H2O(g)=O2(g)+2H2(g)H1 Cl2(g)+H2
17、(g)=2HCl(g)H2 2Cl2(g)+2H2O(g)=4HCl(g)+O2(g)H3 则H3与H1和H2间的关系正确的是()A.H3=H1+2H2B.H3=H1+H2 C.H3=H1-2H2D.H3=H1-H2 解析 因为反应式之间存在关系:+2=,故H1+2H2=H3。答案 A-22-第三节 化学反应热的计算 课前篇 自主预习 课堂篇 探究学习 随堂检测 首页 随堂检测 123452.已知25、101 kPa条件下:4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s)H=-2 834.9 kJmol-1 4Al(s)+2O3(g)=2Al2O3(s)H=-3 119.1 kJ mol-1 由
18、此得出的正确结论是()A.等质量的O2比O3能量低,由O2变O3为吸热反应 B.等质量的O2比O3能量低,由O2变O3为放热反应 C.O3比O2稳定,由O2变O3为吸热反应 D.O2比O3稳定,由O2变O3为放热反应 解析 由-得:2O3(g)=3O2(g)H=-284.2 kJ mol-1,等质量的O2比O3能量低。答案 A-23-第三节 化学反应热的计算 课前篇 自主预习 课堂篇 探究学习 随堂检测 首页 随堂检测 123453.已知 HH、HO 和 OO 键的键能分别为 436 kJmol-1、463 kJmol-1 和 495 kJmol-1。下列热化学方程式正确的是()A.H2O(g
19、)H2(g)+12O2(g)H=-485 kJmol-1B.H2O(g)H2(g)+12O2(g)H=+485 kJmol-1C.2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H=+485 kJmol-1D.2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H=-485 kJmol-1解析 1 mol 气态水分解产生 1 mol H2 和12 mol O2 的能量变化为2463 kJ-436 kJ-12495 kJ=242.5 kJ。因此气态水分解的热化学方程式可表示为 H2O(g)H2(g)+12O2(g)H=+242.5 kJmol-1。A、B两项错误。若 2 mol 的气态水分解可产生 2 mol H2 和
20、 1 mol O2,则此时反应的焓变是 2H=+242.5 kJmol-12=+485 kJmol-1。则 H2 与O2 反应生成气态水的热化学方程式为 2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H=-485 kJmol-1。C 项错误,D 项正确。答案 D -24-第三节 化学反应热的计算 课前篇 自主预习 课堂篇 探究学习 随堂检测 首页 随堂检测 123454.已知Na2CO310H2O(s)=Na2CO3(s)+10H2O(g)H1=+532.36 kJmol-1 Na2CO310H2O(s)=Na2CO3H2O(s)+9H2O(g)H2=+473.63 kJmol-1 写出Na2CO3H
21、2O脱水反应的热化学方程式:。解析 根据盖斯定律,由-可得Na2CO3H2O脱水反应的热化学方程式,该反应的焓变H=H1-H2=58.73 kJmol-1。答案 Na2CO3H2O(s)=Na2CO3(s)+H2O(g)H=+58.73 kJmol-1-25-第三节 化学反应热的计算 课前篇 自主预习 课堂篇 探究学习 随堂检测 首页 随堂检测 123455.水煤气(主要成分是CO、H2)是重要的燃料和化工原料,可用水蒸气通过炽热的碳层制得。已知:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)H=+131.3 kJmol-1C(s)+12O2(g)CO(g)H=-110.5 kJmol-1CO(
22、g)+12O2(g)CO2(g)H=-283.0 kJmol-1H2(g)+12O2(g)H2O(g)H=-241.8 kJmol-1H2(g)+12O2(g)H2O(l)H=-285.8 kJmol-1(1)将2.4 g碳转化为水煤气,再完全燃烧,整个过程的H=_ kJmol-1。(2)由CO、H2在一定条件下获得汽油的替代品甲醇,甲醇的燃烧热H=-726.5 kJmol-1,试写出由CO、H2生成甲醇的热化学方程式:。-26-第三节 化学反应热的计算 课前篇 自主预习 课堂篇 探究学习 随堂检测 首页 随堂检测 12345解析(1)由盖斯定律可知C(s)+O2(g)=CO2(g)H=-393.5 kJmol-1,所以0.2 mol C完全燃烧,H=-78.7 kJmol-1。(2)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l)H1 CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)H=-726.5 kJmol-1 由盖斯定律可得H1=-283.0+(-285.8)2-(-726.5)kJmol-1=-128.1 kJmol-1 答案(1)-78.7(2)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l)H=-128.1 kJmol-1 32