高中化學1.3化學反應熱的計算名師導航素材新人教版選修40629121

1、第三節(jié)化學反響熱的計算名師導航知識梳理(1) 內容：不管化學反響是一步或 完成，其反響熱是 的?；蛘哒f，化學反響的反響熱只與反響體系的 和有關，而與反響的 無關。(2) 解釋：能量的釋放或吸收是以 的物質為根底的，兩者密不可分，但以 為主。 應用：對于進行得 的反響，不容易 反響， 即有的反響，反響熱有困難， 如果應用 ，就可以地把它 們的反響熱計算出來。1例如：C s+ O2(g)=CO(g)2上述反響在 Q供應充分時，可燃燒生成 CQ; O2供應不充分時，雖可生成 CO但同時還 局部生成CO。因此該反響的 H。但是下述兩個反響的厶 H卻可以直接測得：(1) C(s)+O 2(g)=CO2(

2、g)-1 H= 393.5 kJ mol1(2) CO(g)+ Q(g) =CO2(g)2-1 H2= 283.0 kJ mol根據蓋斯定律，就可以計算出欲求反響的Ho分析上述兩個反響的關系，即知： H= , H2=。那么C(s)與Q(g)生成CO(g)的熱化學方程式為： 。反響熱計算的主要依據是 和的數據。疑難突破1. 如何理解蓋斯定律？剖析：化學反響不管是一步完成還是分幾步完成，其反響熱是相同的。 也就是說，化學反響的反響熱只與反響體系的始態(tài)各反響物和終態(tài)各生成物有關，而與反響的途徑無關。如果一個反響可以分幾步進行，那么各分步反響的反響熱之和與該反響一步完成時的反響熱是 相同的，這就是蓋斯

3、定律。2. 進行反響熱計算應注意什么？剖析：(1)反響熱數值與各物質的化學計量數成正比，因此熱化學方程式中各物質的化學計 量數改變時，其反響熱數值需同時做相同倍數的改變。(2) 熱化學方程式中的反響熱是指反響按所給形式完全進行時的反響熱。(3) 正、逆反響的反響熱數值相等、符號相反。3. 如何計算燃燒熱？剖析：1計算公式：Q放=門(可燃物) H,其中Q放指可燃物完全燃燒放出的熱量， H 表示可燃物的燃燒熱。2含義：一定量的可燃物完全燃燒放出的熱量，等于可燃物的物質的量乘以該物質的燃 燒熱。問題探究問題：碳不完全燃燒生成一氧化碳，但同時不可防止地會生成少量二氧化碳，因此用實驗的方法不可能準確地測

4、量出一氧化碳的生成熱。如何得到一氧化碳的生成熱呢？請進行探究。探究：1測定二氧化碳的生成熱和一氧化碳的燃燒熱，并寫出熱化學方程式。2比擬這兩個反響熱化學方程式與生成一氧化碳的熱化學方程式的不同點，找出無關的物質變換化學計量數使其相同，再通過加減消去，然后算出熱量。一定要注意熱化學方程式相加減時，能量也要相加減。由此可以計算出一氧化碳的生成熱。典題精講【例1】2005江蘇高考，213通常人們把拆開1 mol某化學鍵所吸收的能量看成該化學 鍵的鍵能。鍵能的大小可以衡量化學鍵的強弱，也可用于估算化學反響的反響熱 H，化學反響的厶H等于反響中斷裂舊化學鍵的鍵能之和與反響中形成新化學鍵的鍵能之和的差?；?/p>

5、學鍵Si OSi ClH HH ClSi SiSi C-1鍵能 /kJ mol460360436431176347工業(yè)上高純硅可通過以下反響制?。焊邷豐iCI 4g+2H 2gSis+4HCI g該反響的反響熱厶 H=kJ mol -思路解析：根據拆鍵吸收能量，成鍵放出能量和能量守恒原理，分別求出反響中斷裂舊化學鍵的鍵能之和與反響中形成新化學鍵的鍵能之和，相減即得該反響的反響熱H,即-1 -1 -1 H=360 kJ mol x 4 mol+436 kJ mol x 2 mol 431 kJ mol x 4 mol 176 kJ mol4x mol = 236 kJ 。2答案：+236【例2】

6、 發(fā)射衛(wèi)星時可用肼N2H為燃料，用二氧化氮為氧化劑，這兩種物質反響生成氮氣 和水蒸氣。：N2g+2O 2g=2NO2g H=+67.7 kJ mol-1N2H4g+O 2g =N 2g+2H 20g H2= 534 kJ mol-1試計算1 mol肼和二氧化氮完全反響時放出的熱量為 kJ，寫出肼與二氧化氮反響的熱化學方程式：。思路解析：由題意可知：N2g+2O 2g=2NO2g Hi=+67.7 kJ mol-1NaH4g+O2g=N2g+2H 20g H= 534 kJ mol-1根據蓋斯定律，為在反響物中消去O并得到N2H4和NO的反響。令X 2-得： 2 N2H4g Nbg=2N 2g+

7、4H 2Og 2NOg; H= 2 H- Hi,整理得：2 N2H4g+2NO2g =3N 2g+4H 2Og-1 -1 -1 H= 2 Ha Hi= 534 kJ mol X 2 67.7 kJ mol = 1 135.7 kJ mol。那么1 mol N 2日反響放出的熱量為 567.85 kJ。答案：567.85 2 N 2H4g+2NO2g =3N 2g+4H 2Og-1 H= 1 135.7 kJ mol?！纠?】金剛石和石墨分別在氧氣中完全燃燒的熱化學方程式為C金剛石，s+Og=CO2g H= 395.41 kJ mol- ,C石墨，s+O2g =CO 2g H= 393.51kJ

8、 mol-1,那么金剛石轉化為石墨時的熱化學方程式為 。由此看來更穩(wěn)定的碳的同素異形體為 。假設取金剛石和石墨的混合晶體共1 mol在O2中完全燃燒，產生熱量為Q kJ,貝U金剛石和石墨的物質的量之比為用含Q的代數式表示。思路解析：由蓋斯定律，要得到金剛石和石墨的轉化關系，可將兩個熱化學方程式相減即得,C金剛石，s C(石墨，s)=0。 H3=A Hi-A H2=- 395.41 kJ mol-1+393.51 kJ mol-1= 1.90 kJ mol-1。 . -1即 C金剛石，s=C石墨，s) A H= 1.90 kJ mol。可見金剛石轉化為石墨放出熱量，說明石墨的能量更低，較金剛石穩(wěn)

9、定。石墨 393.51 395.41 Q答案：C金剛石，s=C石墨，s1A H= 1.90 kJ mol- 石墨Q 393.51395.41 Q【例4】(經典回放)在25 C、101 kPa下，1 g GH8(辛烷燃燒生成二氧化碳和液態(tài) 水時放出48.40 kJ的熱量。表示上述反響的熱化學方程式正確的選項是A. C 8壓(|)+B. C 8Hl8IC. C 8Hl8I25-1C2(g)=8CO2(g)+9H 20(g)A H= 48.40 kJ mol225-1+Q(g) =8CO 2(g)+9H 2O(l) ; A H= 5 5 18 kJ mol2+ 25 0(g) =8C0 2(g)+9

10、H 2QA H=+5 5 kJ mol12+ 25 Q(g) =8C0 2(g)+9H 20(l) ; A H= 48.40 kJ mol-1 2思路解析：此題考查熱化學方程式的正誤判斷。ID. C 8Hl8在25 C、101 kPa下，1 mol GHw燃燒生成C0和液態(tài)水時放出的熱量為48.40kJ x 114 g=51g518 kJ。由于在判斷熱化學方程式時應注明以下幾點：標明各物質的狀態(tài)，A中H0的狀態(tài)標錯，A不正確；標明反響是吸熱還是放熱，AH>0時為吸熱反響，A Hv 0時為放熱反響，C錯；熱量數值要與化學計量數相對應，顯然D錯。答案：B【例5】 以下兩個熱化學方程式：-12

11、H2(g)+0 2(g)=2H 20(1)A H= 571.6 kJ molGH8(g)+50 2(g)=3C02(g)+4H 20(1)-1A H= 2 220 kJ mol根據上面兩個熱化學方程式，試答復以下問題：(1) H2的燃燒熱為 ,的燃燒熱為 。(2) 1 mol H 2和2 mol C 3“組成的混合氣體完全燃燒釋放的熱量為 。現有H2和GH8的混合氣體共5 mol ,完全燃燒時放熱3 847 kJ,那么在混合氣體中 H2和GH 的體積比是。思路解析：(1)燃燒熱是指1 mol可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定化合物所放出的熱量，據題給的熱化學方程式可知，“的燃燒熱為571.6 kJ mol

12、-1十2=285.8 kJ mol-1 ,的燃燒熱為2-1220 kJ mol 。據公式Q放=n(可燃物)XA H, 1 mol H 2和2 mol C 3H組成的混合氣體完全燃燒釋放的熱-1-1量為 285.8 kJ mol- X 1 mol+2 220 kJ mol- X 2 mol=4 725.8 kJ 。(3) 設混合氣體Hb的物質的量為x,那么C3H8的物質的量為5 mol x，所以：285.8 kJ mol-1 X x+(5 mol x) X 2 220 kJ mol-1=3847 kJ解方程得x=3.75 mol ,貝V 5 mol x=1.25 mol。故 V(H2) : V(

13、C3H)=3.75 mol: 1.25 mol=3 ： 1。答案：(1)285.8 kJ mol-1 2 220 kJ mol-1(2)4 725.8 kJ (3)3: 1知識導學在學習蓋斯定律時要把教材上的“山的高度與上山的途徑無關這一形象的比喻遷移到蓋斯定律的理解上來，然后運用能量守恒定律加以驗證，再通過實例感受蓋斯定律的應用及在科學研究中的重要意義。利用蓋斯定律可以從已經精確測定的反響熱效應來計算難于測量或不能測量的反響的熱效應。化學反響的熱效應可以用實驗方法測得， 但許多化學反響由于速率過慢， 測量時間過長， 因熱量散失而難于測準反響熱， 也有一些化學反響由于條件難于控制， 產物不純，

14、也難于測 準反響熱。于是如何通過熱化學方法計算反響熱，成為化學家關注的問題。熱效應與參與反響的各物質的本性、聚集狀態(tài)、完成反響的物質數量，反響進行的方式、溫度、壓力等因素均有關，這就要求涉及的各個反響式必須是嚴格完整的熱化學方程式。各個反響涉及的同一物質應具有相同的聚集狀態(tài)。反響熱用蓋斯定律的方法計算，需設計不同的途徑，用反響的熱效應來計算。疑難導析可通過比照與之類似的物理學中的位移、重力做功來理解蓋斯定律。要弄清蓋斯定律與起始狀態(tài)有無關系，與反響的途徑有無關系。反響熱的計算是前面所學知識和技能的綜合運用，涉及了反響熱、燃燒熱、蓋斯定律等概念，及物質的量在化學方程式中的計算等。要清楚反響熱數值

15、與各物質的化學計量數的關系，反響熱與反響的進行有什么關系，正、逆反響的反響熱的數值和符號。在解決這些問題時，要注意物質質量守恒和能量守恒原理。計算燃燒熱要先弄清可燃物燃燒放出的熱量與可燃物燃燒熱及物質的量的關系。問題導思熱化學方程式與數學上的方程式一樣，因此可類比代數方程式那樣疊加。根據蓋斯定律，要得到一氧化碳的生成熱，先要選取易于測定生成熱的二氧化碳的生成 反響和易于測定燃燒熱的一氧化碳的燃燒反響，設計反響途徑，再通過加減消去，即可得到一氧化碳的生成熱。典題導考綠色通道：利用化學鍵鍵能可以求算化學反響的反響熱，公式是AH= 反響物的鍵能總和-生成物的鍵能總和?！镜漕}變式1】H鍵能斷裂時吸收或

16、生成時放出的熱量為 436 kJ mol-1 , H N鍵能為319 kJ mol-1,催化劑1根據化學方程式 N2+3H、高溫高亍 2NH A H=+92.4 kJ mol-，貝U NN鍵的鍵能是-1-1 -1-1A. 431 kJ mol B.946 kJ mol C.649 kJ mol D.896 kJ mol 答案:B2.1 mol H2分子中化學鍵斷裂時吸收436 kJ的能量，1 mol Cl 2分子中化學鍵斷裂時吸收243 kJ的能量，1 mol HCl分子中化學鍵形成時放出431 kJ的能量，那么 H2+CI 2=2HCI的反響熱為 kJ mol-1。答案：-183綠色通道：利

17、用蓋斯定律結合反響的反響熱可以求解一些相關反響的反響熱。解此類題的關鍵是善于設計合理的反響過程，適當加減方程式及反響熱。【典題變式2】(2005天津高考)磷在氧氣中燃燒，可能生成兩種固態(tài)氧化物。3.1 g的單質磷(P)在3.2 g的氧氣中燃燒，至反響物耗盡，并放出 x kJ熱量。(1)通過計算確定反響產物的組成(用化學式表示 )是，其相應的質量(g)為O 單質磷的燃燒熱為y kJ mol-1，貝U 1 mol P與Q反響生成固態(tài) PaQ的反響熱厶H=。(3)寫出1 mol P 與O2反響生成固態(tài) RQ的熱化學方程式： 。1答案:(1)P 2Q , P2Q 2.75 , 3.55 (2)- (2

18、0x y) kJ mol-3 1-1(3) P(s)+Q(g)=P2Q(s) H=- (20x y) kJ mol4 2綠色通道：根據蓋斯定律可以得出物質之間的轉化的熱化學方程式，根據焓變可以比擬物質的穩(wěn)定性?！镜漕}變式3】科學家發(fā)現，不管化學反響是一步完成還是分幾步完成，該反響的熱效應是 相同的，在25 C、105Pa時，1 mol石墨完全燃燒生成 CO氣體，放熱393.15 kJ mol-1 , 1 mol CO完全燃燒生成 CQ氣體，放熱283.0 kJ mol-1，以下說法正確的選項是25 C、105Pa時，C石墨燃燒生成 CO氣體的熱化學方程式是12C石墨+Q g=2CO gA H=

19、-110.5 kJ mol-B. C石墨不完全燃燒生成CO和CO氣體時，放熱280.3 kJ mol-1C. C石墨和CO反響生成CO氣體的反響是吸熱反響2的反響熱大于石墨燃燒生成CO的反響熱，那么可以斷定從石墨變?yōu)榻饎偸姆错懶枰鼰岽鸢?CD綠色通道：熱化學方程式正誤的判斷可從狀態(tài)、AH正負號、數值及物質的量等主要方面入手。【典題變式4】1.(2005全國高考理綜，1 )充分燃燒a g乙炔氣體時生成1 mol二氧化碳氣體和液態(tài) 水，并放出熱量 b kJ，那么乙炔燃燒的熱化學方程式正確的選項是A.2C2 g+5Q g=4CO g+2H2O I；A H=- 4b kJ mol-152F2 g+ O2 g=2CQg+HaOl；A H=2b kJ