魯科版高中化學(xué)選擇性必修第一冊第1章第1節(jié)第3課時焓變的計算及大小比較能力課課件

第3課時焓變的計算及大小比較(能力課)第1章化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化第1節(jié)化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)1．掌握焓變的計算方法，進(jìn)一步提升學(xué)生“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的化學(xué)核心素養(yǎng)。2．掌握蓋斯定律常見的三種應(yīng)用類型，建立認(rèn)知模型。探究任務(wù)舊知回顧

探究要點挑戰(zhàn)創(chuàng)新焓變的計算方法2．根據(jù)反應(yīng)物和反應(yīng)產(chǎn)物的能量圖像計算ΔH＝E(反應(yīng)產(chǎn)物)－E(反應(yīng)物)，如圖：反應(yīng)2A(g)＋B(g)===2C(g)的焓變ΔH＝H2－H1。3．根據(jù)鍵能計算ΔH＝反應(yīng)物的化學(xué)鍵斷裂所吸收的總能量－反應(yīng)產(chǎn)物的化學(xué)鍵形成所釋放的總能量。4．根據(jù)蓋斯定律計算將兩個或兩個以上的熱化學(xué)方程式包括其ΔH相加或相減，得到一個新的熱化學(xué)方程式。5．根據(jù)比熱公式計算計算中和反應(yīng)的反應(yīng)熱時，會利用比熱公式Q＝－C(T2－T1)計算中和反應(yīng)放出的熱量。1．已知：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)

ΔH＝akJ·mol-12C(s)＋O2(g)===2CO(g)

ΔH＝－220kJ·mol-1斷裂1molH－H鍵和1molO－H鍵所需要吸收的能量分別為436kJ和462kJ，斷裂1molO2中的化學(xué)鍵所需要吸收的能量為496kJ，則a為(

)A．－332

B．－118

C．＋350

D．＋130√D

[根據(jù)蓋斯定律可得2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)

ΔH＝(2a＋220)kJ·mol-1，則有4×462kJ·mol-1－2×436kJ·mol-1－496kJ·mol-1＝(2a＋220)kJ·mol-1，解得a＝＋130，故選項D正確。]2．已知下列熱化學(xué)方程式：H2O(g)===H2O(l)

ΔH1＝Q1kJ·mol-1C2H5OH(g)===C2H5OH(l)

ΔH2＝Q2kJ·mol-1C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)

ΔH3＝Q3kJ·mol-1則C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)的ΔH＝(

)A．(3Q1＋Q2＋Q3)kJ·mol-1 B．－(3Q1＋Q2＋Q3)kJ·mol-1C．－(3Q1＋Q2－Q3)kJ·mol-1 D．(3Q1－Q2＋Q3)kJ·mol-1√D

[已知：①H2O(g)===H2O(l)

ΔH1＝Q1kJ·mol-1；②C2H5OH(g)===C2H5OH(l)

ΔH2＝Q2kJ·mol-1；③C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g)

ΔH3＝Q3kJ·mol-1；則根據(jù)蓋斯定律，由3×①－②＋③可得C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)，則C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)的ΔH＝3×ΔH1－ΔH2＋ΔH3

＝(3Q1－Q2＋Q3)kJ·mol-1。]3．氮是地球上含量豐富的一種元素，氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用。

(1)如圖是N2(g)和H2(g)反應(yīng)生成1molNH3(g)過程中能量的變化示意圖，請寫出N2和H2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：___________________________________________________________________________________。(2)用NH3催化還原NOx還可以消除氮氧化物的污染。已知：4NH3(g)＋3O2(g)===2N2(g)＋6H2O(g)

ΔH1＝－akJ·mol-1

①N2(g)＋O2(g)===2NO(g)

ΔH2＝－bkJ·mol-1

②若1molNH3還原NO至N2，則該反應(yīng)過程中的反應(yīng)熱ΔH3＝________kJ·mol-1(用含a、b的式子表示)。

N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)ΔH＝－92kJ·mol-1

1．ΔH的大小比較焓變的大小比較依據(jù)原理符號吸熱反應(yīng)的焓變?yōu)檎担艧岱磻?yīng)的焓變?yōu)樨?fù)值，故吸熱反應(yīng)的焓變一定大于放熱反應(yīng)的焓變量值同一個方程式，只是量的差異，則可直接比較數(shù)值大小，再依據(jù)焓變的符號進(jìn)行比較依據(jù)原理反應(yīng)進(jìn)行程度對于放熱反應(yīng)，反應(yīng)越完全，則放熱越多。對于可逆反應(yīng)，若正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)程度越大，放出的熱量越多，ΔH越小，反之越大反應(yīng)本質(zhì)等物質(zhì)的量的不同物質(zhì)與同一物質(zhì)反應(yīng)時，性質(zhì)不同其反應(yīng)熱不同。如等物質(zhì)的量的不同金屬或非金屬與同一物質(zhì)反應(yīng)放熱，金屬或非金屬越活潑，反應(yīng)就越容易發(fā)生，放出的熱量就越多，ΔH越小2．利用蓋斯定律比較

利用蓋斯定律，設(shè)計不同反應(yīng)途徑，由能量守恒定律列式比較同一反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物狀態(tài)不同時A(g)＋B(g)===C(g)

ΔH1<0

①A(g)＋B(g)===C(l)

ΔH2<0

②因為反應(yīng)②－①為C(g)===C(l)

ΔH3＝ΔH2－ΔH1，而ΔH3<0，所以ΔH2<ΔH1同一反應(yīng)，反應(yīng)物狀態(tài)不同時A(g)＋B(g)===C(g)

ΔH1<0

①A(s)＋B(g)===C(g)

ΔH2<0

②

因為ΔH2＝ΔH3＋ΔH1，且ΔH3>0，所以ΔH2>ΔH11．下列各組變化中，化學(xué)反應(yīng)的ΔH前者小于后者的一組是(

)①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)

ΔH1CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)

ΔH2②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)

ΔH12H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)

ΔH2③S(g)＋O2(g)空氣===SO2(g)

ΔH1S(s)＋O2(g)空氣===SO2(g)

ΔH2④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)

ΔH1CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s)

ΔH2A．①②

B．②③

C．①③

D．③④√C

[①因CH4(g)與O2(g)反應(yīng)是燃燒反應(yīng)，反應(yīng)均放熱，ΔH＜0。CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)

ΔH1，CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)

ΔH2，因水由氣態(tài)變成液態(tài)，放出熱量，所以ΔH1＜ΔH2，正確；②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)

ΔH1；2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)

ΔH2，氫氣的燃燒是放熱的，所以焓變是負(fù)值，因水由液態(tài)變成氣態(tài)，吸收熱量，所以ΔH1>ΔH2，錯誤；③硫由固體變?yōu)闅怏w的過程是吸熱的，所以氣體硫燃燒放出的熱量多，所以ΔH1<ΔH2，正確；④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)

ΔH1＞0，CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s)

ΔH2＜0，所以ΔH1＞ΔH2，錯誤。]

√√CD

[反應(yīng)②生成BaSO4沉淀，為放熱反應(yīng)，ΔH2<0，反應(yīng)③為NH3·H2O與強酸發(fā)生的中和反應(yīng)，為放熱反應(yīng)，ΔH3<0，A錯誤；反應(yīng)④除了生成沉淀放熱，還有中和反應(yīng)放熱，放出的熱量大于反應(yīng)②，即ΔH4<ΔH2，B錯誤；根據(jù)蓋斯定律可知ΔH4＝2ΔH1＋ΔH2，已知ΔH1<0，ΔH2<0，故ΔH4<ΔH1＋ΔH2，C正確；反應(yīng)③可表示NH3·H2O與強酸發(fā)生的中和反應(yīng)，NH3·H2O為弱堿，電離需吸收能量，故ΔH3>ΔH1，D正確。]1．已知：①S(g)＋O2(g)===SO2(g)

ΔH1；②S(s)＋O2(g)===SO2(g)

ΔH2；③2H2S(g)＋O2(g)===2S(s)＋2H2O(l)

ΔH3；④2H2S(g)＋3O2(g)===2SO2(g)＋2H2O(l)

ΔH4；⑤SO2(g)＋2H2S(g)===3S(s)＋2H2O(l)

ΔH5。下列關(guān)于上述反應(yīng)焓變的判斷不正確的是(

)A．ΔH1<ΔH2

B．ΔH3<ΔH4C．ΔH5＝ΔH3－ΔH2 D．2ΔH5＝3ΔH3－ΔH4知能反饋

隨堂評估√243題號1

23題號14√

23題號143．(雙選)一定條件下，用甲烷可以消除氮的氧化物(NOx)的污染。已知：①CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)

ΔH1＝－574kJ·mol-1，②CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)

ΔH2＝－1160kJ·mol-1。下列選項不正確的是(

)23題號41A．CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)

ΔH＝－867kJ·mol-1B．CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)

ΔH3<ΔH1C．若用0.2molCH4(g)還原NO2(g)至N2(g)，則反應(yīng)中放出的熱量一定為173.4kJD．若用2.24LCH4還原NO2至N2，整個過程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.8mol23題號41√√

23題號414．完成下列問題。(1)①CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)

ΔH1＝＋206.4kJ·mol-1②CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)

ΔH2＝－41.0kJ·mol-1③CH4(g)＋H2O(l)===CO(g)＋3H2(g)

ΔH3請回答：反應(yīng)①消耗8gCH4(g)吸收的熱量為________。ΔH1__ΔH3(填“<”或“>”)，書寫甲烷與水蒸氣反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣的熱化學(xué)方程式________________________________________________________________________________________________________。243題號1103.2kJ<CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)ΔH＝＋165.4kJ·mol-1243題號1(2)CO2是一種廉價的碳資源，其綜合利用具有重要意義，CO2與CH4經(jīng)催化重整，制得合成氣：CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)，已知上述反應(yīng)中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下：化學(xué)鍵C－HC==OH－H

鍵能/(kJ·mol-1)4137454361075則該反應(yīng)的ΔH＝___________________。＋120kJ·mol-1243題號1(3)CO與NO在Rh催化劑上的氧化還原反應(yīng)是控制汽車尾氣對空氣污染的關(guān)鍵反應(yīng)。用Rh做催化劑時該反應(yīng)的過程示意圖如下：過程Ⅰ為________過程(填“吸熱”或“放熱”)。已知過程Ⅰ的焓變?yōu)閍kJ·mol-1，過程Ⅱ的焓變?yōu)閎kJ·mol-1，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為______________________________________________________________________________________________________。吸熱2CO(g)＋2NO(g)===2CO2(g)＋N2(g)

ΔH1＝(a＋b)kJ·mol-1[解析]

(1)8gCH4(g)的物質(zhì)的量為0.5mol，消耗8gCH4(g)吸收的熱量為0.5mol×206.4kJ·mol-1＝103.2kJ。水由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)需要吸收熱量，則反應(yīng)③吸收能量更大，故ΔH1<ΔH3；由蓋斯定律可知，反應(yīng)①＋②得：CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)

ΔH＝(＋206.4kJ·mol-1)＋(－41.0kJ·mol-1)＝＋165.4kJ·mol-1。(2)反應(yīng)的焓變等于反應(yīng)物的鍵能之和減去生成物的鍵能之和，該反應(yīng)的ΔH＝(413×4＋745×2－1075×2－436×2)kJ·mol-1＝＋120kJ·mol-1。(3)化學(xué)鍵的斷裂需要吸收能量，故過程Ⅰ為吸熱過程。已知過程Ⅰ的焓變?yōu)閍kJ·mol-1，過程Ⅱ的焓變?yōu)閎kJ·mol-1，根據(jù)蓋斯定律可知，則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2CO(g)＋2NO(g)===2CO2(g)＋N2(g)

ΔH1＝(a＋b)kJ·mol-1。243題號1一、選擇題(每小題只有一個選項符合題目要求)1．假設(shè)反應(yīng)體系的始態(tài)為甲，中間態(tài)為乙，終態(tài)為丙，它們之間的變化如圖所示，則下列說法不正確的是(

)A．|ΔH1|＞|ΔH2|B．|ΔH1|＜|ΔH3|C．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝0D．甲→丙的ΔH＝ΔH1＋ΔH2課時分層作業(yè)(三)焓變的計算及大小比較題A

[題述過程中甲為始態(tài)，乙為中間態(tài)，丙為終態(tài)，由蓋斯定律可知，甲→丙的ΔH＝ΔH1＋ΔH2，D項正確；在題述過程中ΔH1與ΔH2的相對大小無法判斷，A項錯誤；由|ΔH3|＝|ΔH1|＋|ΔH2|知，|ΔH1|＜|ΔH3|，B項正確；從能量守恒的角度可知，ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝0，C項正確。]題號135246879102．依據(jù)圖示關(guān)系，下列說法不正確的是(

)A．石墨燃燒是放熱反應(yīng)B．1molC(s，石墨)和1molCO分別在足量O2中燃燒，全部轉(zhuǎn)化為CO2，前者放熱多C．C(s，石墨)＋CO2(g)===2CO(g)

ΔH＝ΔH1－ΔH2D．化學(xué)反應(yīng)的ΔH，只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，與反應(yīng)途徑無關(guān)題

題號135246879103．鋯(Zr)是一種適用于霰彈槍的金屬燃燒劑，在一定溫度下，鋯能與氧氣、氮氣、水蒸氣等發(fā)生反應(yīng)。已知一些反應(yīng)如下：①Zr(s)＋O2(g)===ZrO2(s)

ΔH1；②Zr(s)＋N2(g)===2ZrN(s)

ΔH2；③Zr(s)＋2H2O(g)===ZrO2(s)＋2H2(g)

ΔH3則2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)分解的焓變?yōu)?

)A．ΔH1＋ΔH2－ΔH3

B．ΔH1－ΔH3C．ΔH1－ΔH2＋ΔH3 D．ΔH3－ΔH1題D

[①Zr(s)＋O2(g)===ZrO2(s)

ΔH1；②Zr(s)＋N2(g)===2ZrN(s)

ΔH2；③Zr(s)＋2H2O(g)===ZrO2(s)＋2H2(g)

ΔH3；④2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)；根據(jù)蓋斯定律：④＝③－①得到的，所以ΔH＝ΔH3－ΔH1，D項正確。]題號135246879104．已知

＋H2(g)―→CH3CH2CH3(g)

ΔH＝－157kJ·mol-1。已知環(huán)丙烷(g)的摩爾燃燒焓ΔH＝－2092kJ·mol-1，丙烷(g)的摩爾燃燒焓ΔH＝－2220kJ·mol-1，1mol液態(tài)水蒸發(fā)為氣態(tài)水的焓變?yōu)棣＝＋44kJ·mol-1。則2mol氫氣完全燃燒生成氣態(tài)水的焓變?yōu)?

)A．－658kJ·mol-1

B．－482kJ·mol-1C．－329kJ·mol-1 D．－285kJ·mol-1題

題/p>

題號135246879105．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CO2氣體的生成熱就是1molC(s)完全燃燒生成CO2氣體時放出的熱量，已知下列幾種化合物的生成熱分別是則1kg葡萄糖在人體內(nèi)完全氧化生成CO2氣體和液態(tài)水，最多可提供的能量為(

)A．3225kJ

B．2816kJ

C．6999kJ

D．15644kJ題化合物葡萄糖H2O(l)CO2生成熱/(kJ·mol-1)1259.8285.8393.5

題、選擇題(每小題有一個或兩個選項符合題目要求)6．聯(lián)氨(N2H4)常溫下為無色液體，可用作火箭燃料。①2O2(g)＋N2(g)===N2O4(l)

ΔH1②N2(g)＋2H2(g)===N2H4(l)

ΔH2③O2(g)＋2H2(g)===2H2O(g)

ΔH3④2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)

ΔH4＝－1048.9kJ·mol-1題列說法不正確的是(

)A．O2(g)＋2H2(g)===2H2O(l)

ΔH5，ΔH5>ΔH3B．ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1C．1molO2(g)和2molH2(g)具有的總能量低于2molH2O(g)D．聯(lián)氨和N2O4作火箭推進(jìn)劑的原因之一是反應(yīng)放出大量的熱題√AC

[O2(g)＋2H2(g)===2H2O(g)

ΔH3；O2(g)＋2H2(g)===2H2O(l)

ΔH5；兩個反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，ΔH均為負(fù)值，放熱越多，ΔH越小，由于生成液態(tài)水放熱更多，所以ΔH5<ΔH3，A項錯誤；根據(jù)蓋斯定律，③×2－②×2－①得，2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)，所以ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1，B項正確；O2(g)＋2H2(g)===2H2O(g)

ΔH3，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量大于反應(yīng)產(chǎn)物的總能量，C項錯誤；由ΔH4＝－1048.9kJ·mol-1知，反應(yīng)放出大量的熱，所以可以用聯(lián)氨和N2O4作火箭推進(jìn)劑，D項正確。]題/p>

題√AD

[碳完全燃燒生成CO2放出熱量更多，其焓變小，即ΔH1>ΔH2，A符合題意；將其中的熱化學(xué)方程式依次編號為①②，根據(jù)蓋斯定律，由①－②可得：2Al(s)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋Al2O3(s)

ΔH＝ΔH1－ΔH2，已知鋁熱反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故ΔH<0，ΔH1<ΔH2，B不符合題意；將其中的熱化學(xué)方程式依次編號為③④，根據(jù)蓋斯定律，由③－④可得2S(s)＋2O2(g)===2SO2(g)

ΔH＝ΔH1－ΔH2<0，即ΔH1<ΔH2，C不符合題意；碳酸氫銨分解是吸熱反應(yīng)，ΔH1>0，氧化鈣和水反應(yīng)是放熱反應(yīng)，ΔH2<0，D符合題意。]題、非選擇題8．如圖是通過熱化學(xué)循環(huán)在較低溫度下由水或硫化氫分解制備氫氣的反應(yīng)系統(tǒng)原理。題過計算，可知系統(tǒng)(Ⅰ)和系統(tǒng)(Ⅱ)制氫的熱化學(xué)方程式分別為_________________________________________________________、_________________________________________________________，制得等量H2所需能量較少的是___________。題/p>

H2S(g)===H2(g)＋S(s)

ΔH＝＋20kJ·mol-1系統(tǒng)(Ⅱ)

題號135246879109．化學(xué)鍵的鍵能是原子間形成(或斷裂)1mol化學(xué)鍵時釋放(或吸收)的能量。以下是部分共價鍵鍵能的數(shù)據(jù)：H－S：364kJ·mol-1、S－S：266kJ·mol-1、S==O：522kJ·mol-1、H－O：464kJ·mol-1。(1)試根據(jù)這些數(shù)據(jù)計算下面這個反應(yīng)的反應(yīng)熱：2H2S(g)＋SO2(g)===3S(s)＋2H2O(l)

ΔH＝－QkJ·mol-1，反應(yīng)產(chǎn)物中的S實為S8，實際分子是一個八元環(huán)狀分子(即

)，則Q＝________。題號13524687910154(2)標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將aLH2S與bLSO2混合進(jìn)行上述反應(yīng)，當(dāng)a>2b時，反應(yīng)放熱________kJ·mol-1；當(dāng)a<2b時，反應(yīng)放熱________kJ·mol-1。