1、第一章 化学反应的热效应 第二节 反应热的计算 发展目标体系构建 1认识化学能可以与热能、电能等其他形式能量之间的相互转化，能量的转化遵循能量守恒定律。2了解盖斯定律及其简单应用。3能进行反应焓变的简单计算。自主预习 必 备 知 识 一、盖斯定律1内容一个化学反应，不管是一步完成还是分几步完成的，其反应热是的(填“相同”或“不同”)。相同2特点(1)化学反应的反应热，只与反应体系的始态、终态有关，与反应进行的无关。(2)反应热总值一定，如图表示始态到终态的反应热。则 H。途径H3H4H5H1H23意义有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可通过间接的方法测定。如：C(s)12O2(g)=CO(g
2、)反应的H无法直接测得，但下列两个反应的H可以直接测得：C(s)O2(g)=CO2(g)H1393.5 kJmol1CO(g)12O2(g)=CO2(g)H2283.0 kJmol1则在此温度下C(s)12O2(g)=CO(g)反应的HH1H2110.5 kJmol1二、反应热的计算1利用热化学方程式计算25、101 kPa，使 1.0 g Na 与足量 Cl2 反应，生成 NaCl 晶体并 放 出 17.87 kJ 热 量，则 生 成 1 mol NaCl 的 反 应 热 为_。411.01 kJmol12利用燃烧热计算乙醇的燃烧热为 H1 366.8 kJmol1，则 25、101 kPa
3、 时1 kg 乙醇完全燃烧放出的热量为。3利用盖斯定律计算已知：温度过高时，WO2(s)转变为 WO2(g)：WO2(s)2H2(g)W(s)2H2O(g)H1WO2(g)2H2(g)W(s)2H2O(g)H2则 WO2(s)WO2(g)的 H。2.971104 kJH1H21判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)同温同压下，氢气和氯气分别在光照条件下和点燃的条件下发生反应时的 H 不同。()(2)热化学方程式前面的化学计量数代表分子数或物质的量。()(3)控制碳燃烧进度，先燃烧生成 CO，CO 再燃烧生成 CO2，则能放出更多热量。()2下列关于盖斯定律描述不正确的是()A化学反应的
4、反应热不仅与反应体系的始态和终态有关，也与反应的途径有关B盖斯定律遵守能量守恒定律C利用盖斯定律可间接计算通过实验难测定的反应的反应热D利用盖斯定律可以计算有副反应发生的反应的反应热A 化学反应的反应热与反应体系的始态和终态有关，与反应的途径无关。3已知：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H1196.6 kJmol1；2NO(g)O2(g)2NO2(g)H2113.0 kJmol1，则反应NO2(g)SO2(g)SO3(g)NO(g)的H_ kJmol1。解析 根据盖斯定律，由 12 12 可得：SO2(g)NO2(g)SO3(g)NO(g)，则H 12 H1 12 H2 12(196.6
5、 kJmol1)12(113.0 kJmol1)41.8 kJmol1。答案 41.8核心突破 关 键 能 力 盖斯定律的理解与应用 将煤转化为水煤气是通过化学方法将煤转化为清洁燃料的方法之一。煤转化为水煤气的主要反应为CH2O(g)=COH2。生活常识告诉我们潮湿的煤炭燃烧时火焰更旺，就是因为有一氧化碳和氢气的生成。图2C(石墨)与O2(g)反应生成CO(g)、CO2(g)的能量变化图问题 1 分析相关数据，思考潮湿的煤炭燃烧时是否能够放出更多热量？提示 不能。碳燃烧的最终产物是二氧化碳，该反应不管是一步完成还是分几步完成，反应热是相同的。问题 2 分析图，你能否从能量守恒的角度，解释化学反
6、应的热效应只与反应体系的始态和终态有关？提示 由于在指定状态下，各种物质的焓值都是唯一确定的，因此无论经过哪些步骤从反应物变成生成物，它们的差值是不会改变的，即反应的焓变是一样的。运用盖斯定律解题的常用方法1虚拟路径法：若反应物A变为生成物D，可以有两个途径：由A直接变成D，反应热为H；由A经过B变成C，再由C变成D，每步的反应热分别为H1、H2、H3，如图所示：则有：HH1H2H3。2加合法：即运用所给化学方程式就可通过加减的方法得到新化学方程式。如：求P4(白磷)=4P(红磷)的热化学方程式。已知：P4(白磷，s)5O2(g)=P4O10(s)H1 P(红磷，s)54O2(g)=14P4O
7、10(s)H2 即可用4得出白磷转化为红磷的热化学方程式。3解题注意事项(1)热化学方程式同乘以某一个数时，反应热数值也必须乘上该数。(2)热化学方程式相加减时，同种物质之间可相加减，反应热也随之相加减，所求之和为其代数和。(3)将一个热化学方程式颠倒时，H的“”“”号必须随之改变。1已知：2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H566 kJmol1；N2(g)O2(g)=2NO(g)H180 kJmol1，则2CO(g)2NO(g)=N2(g)2CO2(g)的H是()A386 kJmol1B386 kJmol1C746 kJmol1D746 kJmol1C 利用盖斯定律可知即可得：2CO(g
8、)2NO(g)=N2(g)2CO2(g)，故该反应的H566 kJmol1180 kJmol1746 kJmol1。2把煤作为燃料可通过下列两种途径：途径 C(s)O2(g)=CO2(g)H10途径 先制水煤气：C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H20 再燃烧水煤气：2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H30 2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H40 请回答下列问题：(1)判断两种途径放热：途径放出的热量_途径放出的热量(填“大于”“等于”或“小于”)。(2)H1、H2、H3、H4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
9、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_。解析(1)途径中，根据盖斯定律()12 可得途径的方程式，故两种途径放出的热量相同。(2)H1H212(H3H4)。(3)因为H0，故反应物的总能量小于生成物的总能量。答案(1)等于(2)H1H2 12(H3H4)(3)小于 吸收 高温反应热计算的常用方法已知下列信息：Na(s)12Cl2(g)=NaCl(s)H411 kJmol1 已知下列反应的反应热CH3COOH(l)2O2(g)=2CO2(g)2H2O(l)H1 870.3 kJmol1C(s)O2(g)=CO2(g)H2393.5 kJmol1
10、H2(g)12O2(g)=H2O(l)H3285.8 kJmol1问题1 根据信息，求生成2 mol NaCl的反应热。提示 H2H411 kJmol12822 kJmol1。问 题2 根 据 信 息 ，计 算 反 应2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l)的反应热。提示 根据盖斯定律，将已知中的后 2 个方程式分别乘以 2，然后相加，最后减去第一个方程式即得要求的方程式，H 也进行相应计算处理。即 H393.5 kJmol12(285.8 kJmol12)(870.3 kJmol1)488.3 kJmol1。反应热的计算计算依据计算方法 根据热化学方程式热化学方程式与数学上的方
11、程式相似，可以左右颠倒同时改变正负号，各项的化学计量数包括H的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数 根据盖斯定律根据盖斯定律，可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其H相加或相减，得到一个新的热化学方程式 根据燃烧热可燃物完全燃烧产生的热量可燃物的物质的量其燃烧热 根据化学键的变化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 根据反应物和生成物的总能量HE(生成物)E(反应物)3白磷与氧气可发生如下反应：P45O2=P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为 PP a kJmol1、PO b kJmol1、P=O c kJmol1、O=O d kJmol1，根据图示的
12、分子结构和有关数据估算该反应的 H，其中正确的是()A(6a5d4c12b)kJmol1B(4c12b6a5d)kJmol1C(4c12b4a5d)kJmol1D(4a5d4c12b)kJmol1A 由键能求反应热的公式为H反应物的化学键断裂吸收能量总和生成物的化学键形成所放出的能量总和，则H6akJmol15d kJmol1(12b kJmol14c kJmol1)(6a5d4c12b)kJmol1，A项正确。4红磷 P(s)和 Cl2(g)发生反应生成 PCl3(g)和 PCl5(g)，反应过程中的能量关系如图所示(图中的 H 表示生成 1 mol 产物的数据)。根据图像回答下列问题：(1
13、)P(s)和Cl2(g)反应生成PCl3(g)的热化学方程式是_。(2)PCl5(g)分解成PCl3(g)和Cl2(g)的热化学方程式是_。(3)P(s)和Cl2(g)分两步反应生成1 mol PCl5(g)的H3_，P(s)和Cl2(g)一步反应生成1 mol PCl5(g)的H4_(填“大于”“小于”或“等于”)H3。解析(1)联系图像找出生成1 mol PCl3(g)时放出的热量为306 kJ。(2)联系图像分析出PCl3(g)和Cl2(g)生成1 mol PCl5(g)时放出93 kJ的热量，则1 mol PCl5(g)分解为PCl3(g)和Cl2(g)时应吸收93 kJ的热量。(3)
14、根据盖斯定律可知由P(s)和Cl2(g)生成1 mol PCl5(g)的H3H1H2399 kJmol1，不管该反应是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的。答案(1)32 Cl2(g)P(s)=PCl3(g)H306 kJmol1(2)PCl5(g)=PCl3(g)Cl2(g)H93 kJmol1(3)399 kJmol1 等于城市生活垃圾资源化清洁再生利用，是近年新兴起来的朝阳产业。针对我国现阶段城市生活垃圾多组分、高水分、低热值的特点，浙大热能所提出了内循环燃烧、气力输送式冷渣分选回送，湍流式烟气净化法为主要内容的“城市生活垃圾清洁焚烧”新方法，并成功应用于日处理800吨城市生活垃圾流
15、化床焚烧炉的工程示范。该研究成果包括重金属、有机污染物、二英、氟、氯及化合物、小颗粒及温室气体等污染物的生成机理及控制技术，特别是对多种污染物的同时脱除进行了开创性的研究工作。实现了城市生活垃圾的高效洁净焚烧和能源化利用。问题1 阅读材料分析城市生活垃圾焚烧应注意哪些问题？(素养角度科学态度与社会责任)提示 生活垃圾焚烧时的热能利用；防止二次污染。问题2 生活垃圾送到焚烧发电厂之后，卸至垃圾池内，发酵七天左右，可以实现脱水。然后才焚烧发电。分析这样操作的原因是什么？(素养角度科学探究与创新意识)提示 诸如果皮等生活垃圾富含水分，如果直接送到焚烧炉里，难以彻底燃烧。脱水之后的生活垃圾更容易燃烧，
16、利用率自然更高，产生的固体废物也更少，生活垃圾的处理也更加彻底。问题 3 发酵的垃圾中含有沼气，沼气可以很好地助燃，炉内温度可达 850 以上。含铅汽油、煤、防腐处理过的木材等各种废弃物在燃烧温度低于 400 时容易产生二英。但是燃烧炉温度保持在850 以上，可以有效分解二英，基本可以消除二英对环境的不良影响。沼气的主要成分是甲烷，已知 1 g 甲烷完全燃烧生成液态水时放出 55.64 kJ 的热量，写出甲烷燃烧的热化学方程式，并计算出甲烷的燃烧热 H 是多少？(素养角度宏观辨识与微观探析)提示 CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.24 kJmol1；甲烷的燃烧热H8
17、90.24 kJmol1。随堂检测 双 基 达 标 1物质E在一定条件下可发生一系列转化，由图判断下列关系错误的是()AEJ HH6BH1H2H3H4H5H61CGJ|H|H1H2H6|D|H1H2H3|H4H5H6|B 由盖斯定律可知：EJ HH1H2H3H4H5H6，即H1H2H3H4H5H60，故A项正确，B项错误；由GJ可以判断，HH3H4H5(H1H2H6)，故C项正确；由EH知：HH1H2H3(H4H5H6)，故D项正确。2关于如图所示的转化关系(X代表卤素)，下列说法不正确的是()A2H(g)2X(g)=2HX(g)H30B生成HX的反应热与途径无关，所以H1H2H3C途径生成H
18、Cl放出的热量比生成HBr的多，说明HCl比HBr稳定DCl、Br、I的非金属性依次减弱，所以途径吸收的热量依次增多D 原子形成化学键时放热，焓变小于0，则2H(g)2X(g)=2HX(g)H30，A项正确；反应热与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关，生成HX的反应热与途径无关，故H1H2H3，B项正确；途径生成HCl放出的热量比生成HBr放出的热量多，说明HCl的能量低，比HBr稳定，C项正确；Cl、Br、I的原子半径依次增大，断裂Cl2、Br2、I2中的化学键需要的能量依次减少，所以途径 吸收的能量依次减少，D项错误。3有如下3个热化学方程式：(1)H2(g)12O2(g)=H2O(
19、g)H1a kJmol1(2)H2(g)12O2(g)=H2O(l)H2b kJmol1(3)2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H3c kJmol1关于它们在下列表述中的原因和结论都正确的是()选项原因结论 AH2的燃烧是放热反应a、b、c均大于零 B方程式(1)和(2)的物质种类和化学计量数均相同abC方程式(1)和(3)中H2O的状态不同，化学计量数不同a、c不会有任何关系 D方程式(3)的化学计量数是(2)的2倍H2H3，错误。4已知：2C(s)O2(g)=2CO(g)H221.0 kJmol1；2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H483.6 kJmol1。则制备水煤气的反应C(
20、s)H2O(g)=CO(g)H2(g)的H为()A262.6 kJmol1B131.3 kJmol1C352.3 kJmol1D131.3 kJmol1D 根据盖斯定律，12()，得：C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H12221.0 kJmol1(483.6 kJmol1)131.3 kJmol1。5素养题发射卫星时可用肼(N2H4)为燃料，用二氧化氮作氧化剂，这两种物质反应生成氮气和水蒸气。已知：N2(g)2O2(g)=2NO2(g)H167.7 kJmol1N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H2534 kJmol1；试计算1 mol肼与二氧化氮完全反应时放出的热量为_kJ，写出肼与二氧化氮反应的热化学方程式：_。解析 根据盖斯定律，可令2得：2N2H4(g)2NO2(g)=3N2(g)4H2O(g)H(534 kJmol1)267.7 kJmol11 135.7 kJmol1，则1 mol 肼与二氧化氮完全反应时放出的热量为567.85 kJ。答案 567.85 N2H4(g)NO2(g)=32 N2(g)2H2O(g)H567.85 kJmol1点击右图进入 课 时 分 层 作 业 Thank you for watching!