第三节 反应热的计算学案

第三节 反应热的计算学案(共两个课时)【学习目标】 理解盖斯定律的意义，能用盖斯定律和热化学方程式进行有关反应热的简单计算。【自主探究】1知识回顾： 3）在25oC、101kPa时，有两个由H2和O2化合成1molH2O的反应，一个生成液态水，放出285.8kJ的热量，一个生成气态水，放出241.8kJ的热量。请分别写出这两个变化的热化学方程式。已知1mol液态水转为1mol气态水时吸收44kJ的热量。【答案】_观察发现：反应H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) 无论是一步完成还是分两步完成，其反应热是_的。【思考】化学反应的反应热与反应途径有关吗？与什么有关？【合作探究】 思考：C(s)+1/2O2(g)=CO(g)的反应热测量非常困难，应该怎么求出？1.什么叫盖斯定律？怎样理解盖斯定律？2.下图中H1、H1、H1 三种之间的关系如何？图图H1H1H2H2H3H33、计算的步骤：1、 找出能量守恒的等量的关系图1图2 找起点 A 找终点 C 过程 ABC AC 列式 H1+H2=H3 注意配平在具体实例中要注意 求解3.盖斯定律的应用实例 盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应进行得_，有些反应不容易_，有的反应的产品_，这给测定反应热造成了困难，如果应用_，就可以_地把它们的反应热计算出来。【例题1】试利用298K时下列反应焓变的实验数据： C(s)+ O2 (g)=CO2(g) H1=-393.5 KJmol-1反应 CO(g)+ 1/2 O2 (g)=CO2(g) H2=-283.0 KJmol-1 反应计算在此温度下 C(s)+1/2 O2 (g)=CO(g)的反应焓变？ 反应 方法1：虚拟路径法（1）找起点C(s),（2）终点是CO2(g),（3）总共经历了两个反应 CCO2；CCOCO2。（4）也就说CCO2的焓变为CCO；COCO2之和。 则H1=H3+H2（5）求解：CCO H3=H1 H2= 110.5 KJmol-1方法2：加合法（1） 找出头、尾 ，同上。找出中间产物 CO2 ，（2） 利用方程组消去中间产物，反应1反应2反应3（3） 列式： H1H2=H3(5) 求解可得H3=H1 H2= 110.5 KJmol-1利用方程组求解 , 是常用的解题方法。*归纳：利用方程组求解的解题步骤 .确定待求的反应方程式；.找出待求方程式中各物质出现在已知方程式的什么位置；.根据未知方程式中各物质计量数和位置的需要对已知方程式进行处理，或调整计量数，或调整反应方向（此时H要改变符号）；.实施叠加并检验上述分析的正确与否。（关键：目标方程式的“四则运算式”的导出。方法：写出目标方程式确定“过渡物质”（要消去的物质） 然后用消元法逐一消去“过渡物质”，导出“四则运算式”） 【变式训练1】已知： H2(g)+1/2O2(g) = H2O (g) H1241.8kJ/mol H2O(g) = H2O (l) H244 kJ/mol则：H2(g)+1/2O2(g) = H2O (l) H （写出计算过程）【例2】按照盖斯定律，结合下述反应方程式，回答问题，已知：(1)NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s) H1=-176kJ/mol(2)NH3(g)+H2O(l)=NH3 H2O(aq) H2=-35.1kJ/mol(3)HCl(g) +H2O(l)=HCl(aq) H3=-72.3kJ/mol(4)NH3(aq)+ HCl(aq)=NH4Cl(aq) H4=-52.3kJ/mol(5)NH4Cl(s)+2H2O(l)= NH4Cl(aq) H5=？ 则第（5）个方程式中的反应热H是_ _。【变式训练2】CO(g) + 1/2 O2(g) = CO2(g) H1= 283 kJ/mol H2(g) + 1/2 O2(g) = H2O(l) H2= 286 kJ/mol C2H5OH(l) + 3 O2(g) = 2 CO2(g) + 3H2O(l) H3=-1370 kJ/mol试计算: 2CO(g) 4 H2(g) = H2O(l) C2H5OH (l)的H？【变式训练3】已知下列热化学方程式：(1)Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) H=25 kJmol-1(2)3Fe2O3（s）+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) H=47 kJmol-1(3)Fe3O4(s)+CO(g) =3FeO(s)+CO2(g) H=+19 kJmol-1写出FeO(s)被CO还原成Fe和CO2的热化学方程式：_ _【变式训练4】有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可以利用盖斯定律间接计算求得：已知：C(石墨，s)+O2(g)= C02(g) H1=一393.5 kJmol-12H2(g)+ 02(g)= 2H20(1) H2=一572 klmol-12C2H2(g)+502(g)= 4C02(g)+2H20(1) H3=一2598 kJmol-1 则由C(石墨，s)和H2(g)反应生成lmol C2H2(g)时H= kJmol-1。已知3.6 g碳在6.4 g氧气中燃烧至反应物耗尽时放出xkJ热量。单质碳的燃烧热为Y kJmol-1，则1 mol C与02反应生成C0的反应热H= kJmol-1。 3、反应热的计算：（第二课时）【学习目标】1. 了解化学反应热的计算类型；能根据燃烧热、热化学方程式进行有关反应热的计算。2. 能用盖斯定律由已知反应的反应热求其他特定反应的反应热。【预习检测】1、已知：2C(s)O2(g)= 2CO(g) H=221 kJmol12H2(g)O2(g)2H2O(g) H=483.6 kJmol1则C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)的H为多少?【合作探究】二反应热的计算注明：反应热计算的主要依据是热化学方程式、盖斯定律及燃烧热的数据。 根据已知的热化学方程式，进行有关反应热的计算或比较大小。例1：25、101KPa时，将1.0g钠与足量氯气反应生成氯化钠晶体并放出17.87KJ的热量，求生成1mol NaCl 的反应热。练习1：将0.3mol的气态高能燃料乙硼烷（B2H6）在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5kJ热量，该反应的热化学方程式为_。又已知：H2O（g）=H2O（l）；H244.0kJ/mol，则11.2L（标准状况）乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是_kJ。已知燃烧热，计算反应热。 乙醇的燃烧热为1366.8kJ/mol，在 25、101KPa时， 1kg乙醇充分燃烧后放出多少热量？练习2：已知充分燃烧a g乙炔气体时生成1mol二氧化碳气体和液态水，并放出热量b kJ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是 A. 2C2H2(g)5O2(g)4CO2(g)2H2O(l)； H2b kJ / molB. C2H2(g)5/2O2(g)2CO2(g)H2O(l)； H2b kJ / molC. 2C2H2(g)5O2(g)4CO2(g)2H2O(l)； H4b kJ / molD. 2C2H2(g)5O2(g)4CO2(g)2H2O(l)； Hb kJ / mol利用键能计算反应热方法：H=E(反应物)E（生成物），即反应热等于反应物的键能总和跟生成物的键能总和之差。常人们把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能常用E表示，单位是kJ/mol。例3CH3CH3CH2CH2H2；有关化学键的键能如下。化学键 CH CC CC HH键能（kJ/mol） 414.4 615.3 347.4 435.3试计算该反应的反应热练习3：根据下表的键能的数据，可计算出甲烷的燃烧热H是()化学键O=OCHOHC=O键能/kJmol1497414463803A.379 kJmol1 B808 kJmol1C.1 656 kJmol1 D2 532 kJmol1反应热大小比较例4、在同温同压下，下列各组热化学方程式中，Q2Q1的是A. B. C. D. 练习3：氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷的热化学方程式分别为：H2(g)1/2O2(g)H2O(l)； H285.8kJ/molCO(g)1/2O2(g)CO2(g)； H283.0kJ/molC8H18(l)25/2O2(g)8CO2(g)9H2O(l)；H5518kJ/molCH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(l)； H89.3kJ/mol相同质量的氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃烧时，放出热量最少的是A H2(g) B CO(g) C C8H18(l) D CH4(g)【归纳】反应热的计算方法1、根据热化学方程式计算：反应热与反应物各物质的物质的量成_。2、根据反应物和生成物的总能量计算：H_。3、根据反应物和生成物的键能计算：H_。4、根据物质的燃烧热和中和热计算： (1)燃烧热：Q(放)_。(2)中和热：Q(放)_。5、根据比热公式进行计算：Q_。6、根据盖斯定律计算：将热化学方程式进行适当的“加”“减”变形后，由过程的热效应进行计算、比较。【课后巩固与提升】 1.已知：C(s)+O2(g)CO2(g) H393.5KJ/molH2(g)+1/2O2(g)H2O(g) H241.8KJ/mol欲得到相同的热量，需分别燃烧固体碳和氢气的质量比约为A. 2:3.25 B. 12:3.25 C. 1:1 D. 393.5:241.82.已知胆矾溶于水时溶液温度降低，胆矾分解的热化学方程式为：CuSO45H2O(s)=CuSO4(s)+5H2O(l) H=+Q1kJ/mol 室温下，若将1mol无水硫酸铜溶解为溶液时放热Q2kJ，则（ ）AQ1Q2 BQ1=Q2C Q1Q2 D无法确定3.已知：2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H=571.6kJmol1CH4(g)2O2(g)CO2(g)2H2O(l) H=890kJmol1现有H2与CH4的混合气体112L（标准状况），使其完全燃烧生成CO2和H2O (l)，若实验测得反应放热3695kJ。则原混合气体中H2与CH4的物质的量之比是A11 B13C14 D234.25 ，101 k Pa时，强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的中和热为57.3 kJ/mol，辛烷的燃烧热为5518 kJ/mol。下列热化学方程式书写正确的是A 2H+(aq)+SO42(aq)+Ba2(aq)+2OH- (aq)= BaSO4(s)+2H2O(1) H=-57.3kJ/molBKOH(aq)+ 1/2H2 SO4(aq)= 1/2K2SO4(aq)+H2O(l) H=-57.3kJ/molC C8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O H =- 5518 kJ/mol D2C8H18(g)+25O2(g)=16CO2(g)+18H2O(1) H=- 5518 kJ/mol5. 燃烧a g乙醇（液态），生成二氧化碳气体和液态水，放出的热量为Q，经测定，a g乙醇与足量钠反应，能生成标准状况下的氢气5.6L,则乙醇燃烧的热化学方程式书写正确的是 （ ）A. C2H5OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(1) H = -QB. C2H5OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(1) H = - Q / 2C. 1/2 C2H5OH(1)+3/2O2(g)=CO2(g)+3/2H2O(1) H = -QD. C2H5OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(1) H = -2Q6.已知299 K时，合成氨反应 N2 (g ) + 3H2 ( g )2NH3 ( g ) H = -92.0 kJ/mol，将此温度下的1 mol N2 和3 mol H2 放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的热量为（忽略能量损失） A一定大于92.0 kJ B. 一定等于92.0 kJ C. 一定小于92.0 kJ D. 不能确定7.已知HH键能为436 KJ/mol，HN键能为391KJ/mol，根据化学方程式：N2 + 3H2 = 2NH3 H=92.4 KJ/mol，则NN键的键能是 A431 KJ/mol B946 KJ/mol C649 KJ/mol D869 KJ/mol8. 250C (1.01105)Pa下，4g CO在氧气中燃烧生成CO2，放出 9. 6kJ热量，写出CO燃烧的（1）反应方程式 （2）热化学反应方程式。(1)_(2) _9.依据事实，写出下列的热化学反应方程式： 1molN2(g)与适量H2(g)起反应，生成NH3(g)，放出92.2kj热量。_10. 在298K，1.01105pa时，2molH2(g)燃烧生成水蒸气放出热量484KJ的热量，写出热化学反应方程式。_11.已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=571.6kJ/mol C3H8(g)+5O2(g)3CO2(g)+4H2O(l) H=2220kJ/mol根据上面两个热化学方程式，回答下列问题：（1） H2的燃烧热为_