導(dǎo)學(xué)案：化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算

第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算[教學(xué)目標(biāo)]1.鞏固化學(xué)反應(yīng)熱效應(yīng)與反應(yīng)的焓變之間的關(guān)系2.能用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的簡(jiǎn)單計(jì)算。[教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)]用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的簡(jiǎn)單計(jì)算。[知識(shí)梳理][復(fù)習(xí)]已知1g氫氣燃燒生成液態(tài)水和氣態(tài)水時(shí)分別放出kJ和kJ的熱量，分別寫(xiě)出氫氣燃燒生成液態(tài)水和氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式。一、蓋斯定律年，蓋斯（G．H．Hess，俄國(guó)化學(xué)家）從大量的實(shí)驗(yàn)事實(shí)中總結(jié)出一條規(guī)律：化學(xué)反應(yīng)不管是一步完成還是分幾步完成，其是相同的。也就是說(shuō)，化學(xué)反應(yīng)的只與反應(yīng)的和有關(guān)，而與具體反應(yīng)進(jìn)行的無(wú)關(guān)。如果一個(gè)反應(yīng)可以分幾步進(jìn)行，則各分步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和與該反應(yīng)一步完成時(shí)的反應(yīng)熱是的，這就是蓋斯定律。2.蓋斯定律在生產(chǎn)和科學(xué)研究中有很重要的意義。有些反應(yīng)的反應(yīng)熱雖然無(wú)法直接測(cè)得，但利用蓋斯定律不難間接計(jì)算求得。二、反應(yīng)熱的計(jì)算[例1]對(duì)于反應(yīng)：C（s）+O2（g）=CO（g）因?yàn)镃燃燒時(shí)不可能完全生成CO，總有一部分CO2生成，因此這個(gè)反應(yīng)的ΔH無(wú)法直接測(cè)得，請(qǐng)同學(xué)們自己根據(jù)蓋斯定律設(shè)計(jì)一個(gè)方案求該反應(yīng)的ΔH。[分析]我們可以測(cè)得C與O2反應(yīng)生成CO2以及CO與O2反應(yīng)生成CO2的反應(yīng)熱：C（s）＋O2（g）=CO2（g）ΔH=－393．5kJ／molCO（g）+O2（g）=CO2（g）ΔH=－283．0kJ／mol根據(jù)蓋斯定律，可以很容易求算出C（s）+O2（g）=CO（g）的ΔH。由ΔH1=ΔH2+ΔH3知ΔH2=ΔH1－ΔH3=－393．5kJ/mol－（－283．0kJ/mol）＝－110．5kJ／mol即：C（s）+O2（g）=CO（g）的ΔH=－110．5kJ／mol[試一試]根據(jù)上面[復(fù)習(xí)]中的信息通過(guò)計(jì)算求出液態(tài)水轉(zhuǎn)化為氣態(tài)水的反應(yīng)熱：[小結(jié)]有些化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行很慢或不易直接發(fā)生，很難直接測(cè)得這些反應(yīng)的反應(yīng)熱，可通過(guò)蓋斯定律獲得它們的反應(yīng)熱數(shù)據(jù)。關(guān)鍵：目標(biāo)方程式的“四則運(yùn)算式”的導(dǎo)出。方法：寫(xiě)出目標(biāo)方程式確定“過(guò)渡物質(zhì)”（要消去的物質(zhì)）然后用消元法逐一消去“過(guò)渡物質(zhì)”，導(dǎo)出“四則運(yùn)算式”[試一試]實(shí)驗(yàn)中不能直接測(cè)出由石墨和氫氣生成甲烷反應(yīng)的ΔH，已知下列數(shù)據(jù)，CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l)ΔH1=·mol-1C(石墨，s)+O2(g)＝CO2(g)ΔH2=·mol-1H2（g）+O2（g）=H2O（l）ΔH3=·mol-1寫(xiě)出由石墨和氫氣生成甲烷反應(yīng)的熱化學(xué)方程式[例2]乙醇的燃燒熱：△H＝－mol,在25℃、101kPa,1kg解：C2H6O(l)+3O2(g)==2CO2(g)＋3H2O(l)ΔH=－mol1000g乙醇的物質(zhì)的量為1000g/(46g/mol)=1kg乙醇充分燃燒放出熱量為：mol×=×104kJ答：[例3]在100g碳不完全燃燒所得氣體中，CO占1/3體積，CO2占2/3體積，且C(s)+1/2O2(g)=CO(g)△H=－kJ/molCO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H=－kJ/mol與這些碳完全燃燒相比，損失的熱量是（）。kJB.kJC.kJD.kJ題型一：有關(guān)熱化學(xué)反應(yīng)方程式的的含義及書(shū)寫(xiě)已知一定量的物質(zhì)參加反應(yīng)放出的熱量，寫(xiě)出其熱化學(xué)反應(yīng)方程式。題型一：有關(guān)熱化學(xué)反應(yīng)方程式的的含義及書(shū)寫(xiě)已知一定量的物質(zhì)參加反應(yīng)放出的熱量，寫(xiě)出其熱化學(xué)反應(yīng)方程式。有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算蓋斯定律及其應(yīng)用（2）根據(jù)一定量的物質(zhì)參加反應(yīng)放出的熱量（或根據(jù)已知的熱化學(xué)方程式），進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算或比較大小。(3)利用鍵能計(jì)算反應(yīng)熱題型二：燃燒熱、中和熱的判斷、求算及測(cè)量[知能訓(xùn)練]1.1g炭與適量水蒸氣反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣，需吸收kJ的熱量，相應(yīng)的熱化學(xué)方程式為(A．C+H2O=CO+H2；ΔH=+kJ/molB．C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)；ΔH=+kJ/molC．C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)；ΔH=+kJ/molD．1/2C(s)+1/2H2O(g)=1/2CO(g)+1/2H2(g)；ΔH=+kJ/mol2．已知1mol白磷轉(zhuǎn)化成紅磷，放出kJ熱量，又知：P4(白，s)+5O2=2P2O5(s)ΔH1,4P（紅，s）+5O2=2P2O5（s）ΔH2，則ΔH1和ΔH2的關(guān)系正確的是()A．ΔH1＞ΔH2 B．ΔH1＜ΔH2 C．ΔH1=ΔH2 D3．今有如下三個(gè)熱化學(xué)方程式：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)；ΔH=akJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)；ΔH=bkJ/mol2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)；ΔH=ckJ/mol關(guān)于它們的下列表述正確的是A．它們都是吸熱反應(yīng) B．a(chǎn)、b和c均為正值C．a(chǎn)=b D．2b=c4.已知下列熱化學(xué)方程式：①；△H＝－mol②；△H＝－mol③；△H＝－mol④；△H＝－mol回答下列問(wèn)題：(1)上述反應(yīng)中屬于放熱反應(yīng)的是________________。(2)H2的燃燒熱為_(kāi)________________________；C的燃燒熱為_(kāi)____________________。(3)燃燒10gH2生成液體水，放出的熱量為_(kāi)_________________．(4)CO的燃燒熱為_(kāi)_____________________________________；其熱化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________________________．5.已知下列熱化學(xué)方程式：①；△H＝－25kJ/mol②；△H＝－47kJ/mol③；△H＝+19kJ/mol寫(xiě)出FeO(s)與CO反應(yīng)生成Fe(s)和的熱化學(xué)方程式：___________________________________________________．6.物質(zhì)的生成熱可定義為由穩(wěn)定單質(zhì)生成1mol物質(zhì)所放出的熱量，如二氧化碳?xì)怏w的生成熱就是的反應(yīng)熱．已知下列幾種物質(zhì)的生成熱：葡萄糖(C6H12O6)：1259kJ/molH2O(1)：molCO2：mol試計(jì)算1kg葡萄糖在人體內(nèi)完全氧化生成二氧化碳?xì)怏w和液態(tài)水，最多可提供的能量．7.某次發(fā)射衛(wèi)星火箭用N2H4(肼)作燃料，NO2作助燃劑，反應(yīng)生成N2和液態(tài)H2O．資料顯示：；△H＝+mol①；△H＝－534kJ/mol②則火箭燃燒1molN2H4時(shí)所放出的熱量為_(kāi)_____________．8.在101kPa時(shí)，1molCH4完全燃燒生成CO2和液態(tài)H2O，放出890kJ的熱量，CH4的燃燒熱為多少？1000LCH4（標(biāo)準(zhǔn)狀況）燃燒后所產(chǎn)生的熱量為多少？9.通常人們把拆開(kāi)1mol某化學(xué)鍵所吸收的能量看成該化學(xué)鍵的鍵能。鍵能的大小可以衡量化學(xué)鍵的強(qiáng)弱，也可用于估算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱（△H），化學(xué)反應(yīng)的△H等于反應(yīng)中斷裂舊化學(xué)鍵的鍵能之和與反應(yīng)中形成新化學(xué)鍵的鍵能之和的差。化學(xué)鍵Si—OSi—ClH—HH—ClSi—SiSi—C鍵能/kJ·mol—1460360436431176347工業(yè)上高純硅可通過(guò)下列反應(yīng)制?。篠iCl4(g)+2H2(g)高溫Si(s)+4HCl(g)該反應(yīng)的反應(yīng)熱△H=kJ/mol。參考答案：設(shè)想P4（白）轉(zhuǎn)化為P（紅），由題意第一個(gè)反應(yīng)放的熱量大于第二個(gè)反應(yīng)，故ΔH1＜ΔH2。4.(1)①②③④(2)mol；mol(3)1429kJ(4)283kJ/mol；△H＝－283kJ/mol5.△H＝－11kJ/mol6.先求出1mol氧化時(shí)放出的熱量．即：；△H＝？根據(jù)已知條件得知7.解析：將方程②×2－①，消去O2，再移項(xiàng)可得△H＝－mol8.解：根據(jù)題意，在101kPa時(shí)，1molCH4完全燃燒的熱化學(xué)方程式為：CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)；ΔH=－890kJ／mol即CH4的燃燒熱為890kJ／mol。1000