2020化學(xué)魯教選修：反應(yīng)焓變的計(jì)算含解析.doc

教學(xué)資料范本2020化學(xué)魯教選修：反應(yīng)焓變的計(jì)算含解析編 輯：_時(shí) 間：_第3課時(shí)反應(yīng)焓變的計(jì)算學(xué)業(yè)要求素養(yǎng)對(duì)接1.了解蓋斯定律及其應(yīng)用。2.能進(jìn)行反應(yīng)焓變的簡(jiǎn)單計(jì)算。模型認(rèn)知：理解蓋斯定律的內(nèi)容、并能運(yùn)用進(jìn)行焓變計(jì)算。知 識(shí) 梳 理知識(shí)點(diǎn)一、蓋斯定律1.內(nèi)容不論化學(xué)反應(yīng)是一步完成還是分幾步完成、其反應(yīng)熱是相同的(填“相同”或“不同”)。2.特點(diǎn)(1)反應(yīng)的熱效應(yīng)只與始態(tài)、終態(tài)有關(guān)、與途徑無(wú)關(guān)。(2)反應(yīng)熱總值一定、如下圖的H與H1、H2、H3之間的關(guān)系。則HH1H2H3。(3)能量守恒：能量既不會(huì)增加、也不會(huì)減少、只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。3.意義因?yàn)橛行┓磻?yīng)進(jìn)行得很慢、有些反應(yīng)不容易直接發(fā)生、有些反應(yīng)的產(chǎn)品不純(有副反應(yīng)發(fā)生)、這給測(cè)定反應(yīng)熱造成了困難。此時(shí)如果應(yīng)用蓋斯定律、就可以間接地把它們的反應(yīng)熱計(jì)算出來(lái)。知識(shí)點(diǎn)二、反應(yīng)熱的計(jì)算反應(yīng)熱計(jì)算的幾種類型(1)依據(jù)熱化學(xué)方程式：反應(yīng)熱的絕對(duì)值與各物質(zhì)的物質(zhì)的量成正比、依據(jù)熱化學(xué)方程式中的H求反應(yīng)熱、如aAbB=cCdDH a b c d |H| n(A) n(B) n(C) n(D) |Q|則。(2)依據(jù)蓋斯定律：根據(jù)蓋斯定律、可以將兩個(gè)或兩個(gè)以上的熱化學(xué)方程式包括其H相加或相減、得到一個(gè)新的熱化學(xué)方程式、同時(shí)反應(yīng)熱也作相應(yīng)的改變。(3)依據(jù)反應(yīng)物斷鍵吸收熱量Q吸與生成物成鍵放出熱量Q放進(jìn)行計(jì)算：HQ吸Q放。(4)依據(jù)反應(yīng)物的總能量E反應(yīng)物和生成物的總能量E生成物進(jìn)行計(jì)算：HE生成物E反應(yīng)物。(5)依據(jù)物質(zhì)燃燒放熱數(shù)值(或燃燒熱H)計(jì)算：Q放n可燃物|H|。(6)依據(jù)比熱公式計(jì)算：Qcmt。自 我 檢 測(cè)1.已知：C(s)O2(g)=CO2(g)H1393.5 kJmol1CO(g)O2(g)=CO2(g)H2283.0 kJmol1怎樣利用蓋斯定律求C(s)O2(g)=CO(g)的反應(yīng)熱H?答案(1)“虛擬路徑”法根據(jù)蓋斯定律知H1HH2HH1H2393.5 kJmol1(283.0 kJmol1)110.5 kJmol1(2)“加合”法變形為CO2(g)=CO(g)O2(g)H283.0 kJmol1、和相加得C(s)O2(g)CO2(g)=CO2(g)CO(g)O2(g)H110.5 kJmol1即C(s)O2(g)=CO(g)H110.5 kJmol12.已知N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.2 kJmol1、往某一密閉容器中充入1 mol N2和3 mol H2、充分反應(yīng)、當(dāng)放出熱量23.05 kJ時(shí)、求N2的轉(zhuǎn)化率。解析N2(g)3H2(g)2NH3H92.2 kJmol1 1 mol 92.2 kJ x 23.05 kJx0.25 mol(N2)100%25%。答案25%3.已知HH鍵鍵能為436 kJmol1、HN鍵鍵能為391 kJmol1、根據(jù)N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1、則NN鍵的鍵能為_(kāi)。解析HE(NN)3E(HH)6E(NH)92.4 kJmol1、代入數(shù)據(jù)、則E(NN)945.6 kJmol1。答案945.6 kJmol1學(xué)習(xí)任務(wù)、蓋斯定律的應(yīng)用【觀圖思考】1.結(jié)合圖1、如何理解蓋斯定律？提示略2.依據(jù)蓋斯定律、圖2中物質(zhì)轉(zhuǎn)化的各焓變間有什么關(guān)系？提示H1H2H3【名師點(diǎn)撥】1.虛擬路徑法：設(shè)計(jì)合理的反應(yīng)途徑、求某反應(yīng)的HHH1H2或HH3H4H5。2.加合法：由已知熱化學(xué)方程式寫(xiě)目標(biāo)熱化學(xué)方程式3.解題模型4.解題注意事項(xiàng)(1)熱化學(xué)方程式同乘以某一個(gè)數(shù)時(shí)、反應(yīng)熱數(shù)值也必須乘上該數(shù)。(2)熱化學(xué)方程式相加減時(shí)、同種物質(zhì)之間可相加減、反應(yīng)熱也隨之相加減、所求之和為其代數(shù)和。(3)將一個(gè)熱化學(xué)方程式顛倒時(shí)、H的“”、“”號(hào)必須隨之改變。(4)為了防止出錯(cuò)、應(yīng)將方程式左、右顛倒、用“加法”計(jì)算。【典例】根據(jù)蓋斯定律、結(jié)合下述熱化學(xué)方程式、回答問(wèn)題。已知：(1)NH3(g)HCl(g)=NH4Cl(s)H176 kJmol1(2)HCl(g)H2O(l)=HCl(aq)H72.3 kJmol1(3)NH3(g)HCl(aq)=NH4Cl(aq)H52.3 kJmol1(4)NH4Cl(s)H2O(l)=NH4Cl(aq)HQ則第(4)個(gè)方程式中的反應(yīng)熱是_。解析利用蓋斯定律知、(3)(2)(1)(4)、則H52.3 kJmol1(72.3 kJmol1)(176 kJmol1)51.4 kJmol1。答案51.4 kJmol1變式訓(xùn)練蓋斯定律指出：化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)(各反應(yīng)物)和終態(tài)(各生成物)有關(guān)、而與具體反應(yīng)進(jìn)行的途徑無(wú)關(guān)。物質(zhì)A在一定條件下可發(fā)生一系列轉(zhuǎn)化、由圖判斷下列關(guān)系錯(cuò)誤的是()A.AF、HH6B.H1H2H3H4H5H61C.CF、|H|H1H2H6|D.|H1H2H3|H4H5H6|解析AF過(guò)程與FA過(guò)程相反、兩個(gè)過(guò)程反應(yīng)熱的數(shù)值大小相等、符號(hào)相反、A項(xiàng)正確；整個(gè)變化過(guò)程起始物和終態(tài)物均為A物質(zhì)、能量變化為0、故H1H2H3H4H5H60、B項(xiàng)錯(cuò)誤；FC的HH6H1H2、則CF的H(H1H2H6)、而AD的HH1H2H3、DA的HH4H5H6、二者數(shù)值相等、符號(hào)相反、所以C項(xiàng)、D項(xiàng)也都正確。答案B1.下列關(guān)于蓋斯定律描述不正確的是()A.化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱不僅與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)、也與反應(yīng)的途徑有關(guān)B.蓋斯定律遵守能量守恒定律C.利用蓋斯定律可間接計(jì)算通過(guò)實(shí)驗(yàn)難以測(cè)定的反應(yīng)的反應(yīng)熱D.利用蓋斯定律可以計(jì)算有副反應(yīng)發(fā)生的反應(yīng)的反應(yīng)熱解析化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)、與反應(yīng)途徑無(wú)關(guān)。答案A2.已知斷裂1 mol H2(g)中的HH鍵需要吸收436.4 kJ的能量、斷裂1 mol O2(g)中的共價(jià)鍵需要吸收498 kJ的能量、生成H2O(g)中的1 mol HO鍵能放出462.8 kJ的能量。下列說(shuō)法正確的是()A.斷裂1 mol H2O中的化學(xué)鍵需要吸收925.6 kJ的能量B.2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H480.4 kJmol1C.2H2O(l)=2H2(g)O2(g)H471.6 kJmol1D.H2(g)O2(g)=H2O(l)H240.2 kJmol1解析A項(xiàng)、沒(méi)有指明水的狀態(tài)、錯(cuò)誤；B項(xiàng)、H2E(HH)E(OO)4E(HO)2436.44984462.8480.4(kJmol1)、正確；題給信息中H2O均為氣態(tài)、C、D錯(cuò)誤。答案B3.已知H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H184.6 kJmoL1、則反應(yīng)HCl(g)=H2(g)Cl2(g)的H為()A.184.6 kJmoL1 B.92.3 kJmoL1C.369.2 kJmoL1 D.92.3 kJmoL1解析據(jù)兩熱化學(xué)方程式的關(guān)系可知H(184.6 kJmoL1)92.3 kJmoL1、D正確。答案D4.下列各組熱化學(xué)方程式中、化學(xué)反應(yīng)的H前者大于后者的是()C(s)O2(g)=CO2(g)H1C(s)O2(g)=CO(g)H2S(s)O2(g)=SO2(g)H3S(g)O2(g)=SO2(g)H4H2(g)O2(g)=H2O(l)H52H2(g)O2(g)=2H2O(l)H6CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H7CaO(s)H2O(l)=Ca(OH)2(s)H8A. B.C. D.答案C5.下列說(shuō)法或表示方法正確的是()A.已知2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H1；2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H2、則H1H2B.在稀溶液中、H(aq)OH(aq)=H2O(l)H57.3 kJmol1、若將含0.5 mol H2SO4的濃硫酸與含1 mol NaOH的溶液混合、放出的熱量大于57.3 kJC.由C(s、石墨)=C(s、金剛石)H1.90 kJmol1可知、金剛石比石墨穩(wěn)定D.在101 kPa時(shí)、2 g H2完全燒燒生成液態(tài)水、放出285.8 kJ熱量、則表示氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式為：2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H285.8 kJmol1解析A項(xiàng)、2 mol H2(g)與1 mol O2(g)完全燃燒生成2 mol H2O(l)放出的熱量大于生成2 mol H2O(g)放出的熱量、因H1、H2均小于零、所以H1H2B.錫在常溫下以灰錫狀態(tài)存在C.灰錫轉(zhuǎn)化為白錫的反應(yīng)是放熱反應(yīng)D.錫制器皿長(zhǎng)期處在低于13.2 的環(huán)境中、會(huì)自行毀壞解析由知Sn(灰)轉(zhuǎn)化為Sn(白)是吸熱的、當(dāng)溫度低于13.2 時(shí)Sn(白)自動(dòng)轉(zhuǎn)化為Sn(灰)、所以A、B、C都錯(cuò)、D正確。答案D3.已知：C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)Ha kJmol12C(s)O2(g)=2CO(g)H220 kJmol1HH鍵、O=O鍵和OH鍵的鍵能分別為436 kJmol1、496 kJmol1和462 kJmol1、則a為()A.332 B.118C.350 D.130解析根據(jù)蓋斯定律、由第一個(gè)反應(yīng)2第二個(gè)反應(yīng)得、2H2O(g)=O2(g)2H2(g)H(2a220)kJmol1。根據(jù)反應(yīng)熱與鍵能的關(guān)系計(jì)算、則2a2204462(4362496)、解得a130。本題選D。答案D4.已知下列熱化學(xué)方程式：Fe2O3(s)3CO(g)=2Fe(s)3CO2(g)；H24.8 kJ/molFe2O3(s)CO(g)=Fe3O4(s)CO2(g)；H15.73 kJ/molFe3O4(s)CO(g)=3FeO(s)CO2(g)；H640.4 kJ/mol則14 g CO氣體還原足量FeO固體得到Fe單質(zhì)和CO2氣體時(shí)對(duì)應(yīng)的H約為()A.218 kJ/mol B.109 kJ/molC.218 kJ/mol D.109 kJ/mol解析14 g CO氣體的物質(zhì)的量為mol。該問(wèn)題可以轉(zhuǎn)化為CO(g)FeO(s)=Fe(s)CO2(g)H？所以應(yīng)用蓋斯定律、若把已知給出的3個(gè)熱化學(xué)方程式按照順序編號(hào)為、那么由已知反應(yīng)()即可得到所求反應(yīng)、再由蓋斯定律即可得出結(jié)果。答案B5.能源問(wèn)題是人類社會(huì)面臨的重大課題、H2、CO、CH3OH都是重要的能源物質(zhì)、它們的燃燒熱依次為285.8 kJmoL1、282.5 kJmoL1、726.7 kJmoL1。已知CO和H2在一定條件下可以合成甲醇CO(g)2H2(g)=CH3OH(l)。則CO與H2反應(yīng)合成甲醇的熱化學(xué)方程式為()A.CO(g)2H2(g)=CH3OH(l)H127.4 kJmoL1B.CO(g)2H2(g)=CH3OH(l)H127.4 kJmoL1C.CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)H127.4 kJmoL1D.CO(g)2H2(g)=CH3OH(g)H127.4 kJmoL1解析根據(jù)題給三種物質(zhì)的燃燒熱可以寫(xiě)出：H2(g)O2(g)=H2O(l)H1285.8 kJmoL1CO(g)O2(g)=CO2(g)H2282.5 kJmoL1CH3OH(l)O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H3726.7 kJmoL1運(yùn)用蓋斯定律進(jìn)行計(jì)算、即2可得：CO(g)2H2(g)=CH3OH(l)H2H1H2H32(285.8 kJmoL1)(282.5 kJmoL1)(726.7 kJmoL1)127.4 kJmoL1。答案A6.已知：C(s)O2(g)=CO2(g)H1CO2(g)C(s)=2CO(g)H22CO(g)O2(g)=2CO2(g)H34Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)H43CO(g)Fe2O3(s)=3CO2(g)2Fe(s)H5下列關(guān)于上述反應(yīng)焓變的判斷正確的是()A.H10、H30、H40C.H1H2H3 D.H3H4H5解析C、CO的燃燒都是放熱反應(yīng)、故H10、H30、鐵的氧化為放熱反應(yīng)、則H4”、“”或“”)890 kJ。(2)忽略水煤氣中其他成分、相同狀況下若得到相等的熱量、所需水煤氣與甲烷的體積比約為_(kāi)；燃燒生成的CO2的質(zhì)量比約為_(kāi)。(3)以上數(shù)據(jù)和計(jì)算說(shuō)明、以天然氣代替水煤氣作民用燃料、突出的優(yōu)點(diǎn)是_。解析(1)1 mol H2完全燃燒生成液態(tài)水放出285.8 kJ熱量、根據(jù)熱化學(xué)方程式的書(shū)寫(xiě)要求、則2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmoL1。因氣態(tài)水變?yōu)橐簯B(tài)水要放熱、故1 mol CH4完全燃燒生成CO2和水蒸氣、放出的熱量小于890 kJ。(2)設(shè)放出的熱量為890 kJ、所需CH4的體積為Vm、則所需水煤氣的體積為2Vm3Vm、故。由COCO2、CH4CO2。知3體積水煤氣得1.5體積CO2、1體積甲烷得1體積CO2、故燃燒生成的CO2質(zhì)量比為。(3)使用天然氣作燃料、燃燒熱值高、且減少了CO2的排放。答案(1)2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H571.6 kJmoL1(2)3132(3)燃燒熱值高、減少了CO2的排放量、有利于保護(hù)環(huán)境13.(1)甲硅烷(SiH4)是一種無(wú)色氣體、遇到空氣能發(fā)生爆炸性自燃、生成SiO2和水蒸氣。已知室溫下1 g甲硅烷自燃放出熱量44.6 kJ、其熱化學(xué)方程式是：_。 (2)使Cl2(g)和H2O(g)通過(guò)灼熱的炭層、生成HCl(g)和CO2(g)是放熱反應(yīng)、當(dāng)1 mol Cl2(g