高中化学人教版选修4第一章第三节化学反应热的计算教学设计、教案、学案

1、第三行化学反应热的计算学习目标1.从能量守恒的角度理解盖斯定律。2.了解盖斯定律在科学研究中的意义。3,掌握化学 反应热的有关计算。知识点1 盖斯定律.自主。习版理教豺，认知基础.自主。习版理教豺，认知基础.内容：不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是相同的。换句话说，化学反 应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。.从能量守恒角度理解A/j0从ST, AWkO,体系放热;从L-S,体系吸热:根据能量守恒：AHi+AH2=0o.应用 科学意义因为有些反应进行得很慢，有些反应不容易直接发生，有些反应的产品不纯(有副反应发生), 无法或较难通过实验测定这些反应的反应热，

2、而应用盖斯定律可间接地计算出反应热。(2)计算方法 根据如下两个反应，选用两种方法，计算出C(s)+；O2(g)=CO(g)的反应热I .C（s）+O2（g）=CO2（g）A/1 = -393.5 kJ-mol-1II .CO（g）+O2（g）=CO2（g）AH2=-283.0 kJ-mol-1虚拟路径法反应CXs） + O2（g）=CC）2（g）的途径可设计如下：则=AHiAH2= - 110.5 kJ-mol 1 0加合法a.写出目标反应的热化学方程式，确定各物质在已知反应中的位置:C(s)+1Qn)g)=CO(g)。b.将已知热化学方程式变形，得反应川：CO2(g)=CO(g)+1o2(

3、g)A“3=+283.0 kJ-moF1：c.将相应热化学方程式相加，也相加：I +HI得C(s)+,O2()=CO(g)_AH=AHi +AH31 贝iJ AH= -110.5 kJ mol lo、深化怎展;探究内添，清除误区、深化怎展;探究内添，清除误区1.正误判断：正确的打“J”，错误的打“X”，并阐释错因或列举反例。语句描述正误阐释错因或列举反例(1)一个反应一步完成或分几步完成，两者相比，经过 的步骤越多，放出的热量越多(2)化学反应过程既遵循质量守恒定律，也遵循能量守 恒定律(3)由 C(金刚石，s)=C(石墨，s) AW=-1.9 kJ/mol 可知，金刚石比石墨更稳定答案：(1

4、)X 根据盖斯定律可知，放出的热量相同J(3)X 该反应放热，石墨的能量低，更稳定2. 一定量固态碳在炉膛内完全燃烧，放出热量为。kJ；向炽热的炉膛内通入水蒸气会产生水煤气，水煤气完全燃烧生成水蒸气和二氧化碳放出热量为。2 kK若炉膛内燃烧等质量固态碳，则0态碳，则0(填“V，或 “ =)02,解析：根据盖斯定律，两种情况下的始态与终态相同，故放出的热量是相同的。答案：.落实曲)练精题细研，学队致用.落实曲)练精题细研，学队致用训练一盖斯定律及其应用.已知：2Zn(s)+Ch(g)=2ZnO(s) AWi = -701.0 kJ/mol；2Hg+O2(g)=2HgO(s)AH2=-181.6

5、kJ/moL 则反应 Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg的为( )A. +519.4 kJ/molB. + 259.7 kJ/molC. -259.7 kJ/molD. 519.4 kJ/molC. -259.7 kJ/mol解析：选C。根据盖斯定律，由X；-X；可得Zn(s) + HgO(s)=ZnO(s)十Hg，则二:AHi -=;义(-701.0 kJ/mol) - 1x( - 181.6 kJ/mol) = - 259.7 kJ/molo乙乙乙乙.在 298 K、101 kPa 时，已知: 2H20(g)=Ch(g)+2H2(g) A7/i ；Cb(g)+H2(g)=2HQ(

6、g) A%：2c12(g)+2Hq(g)=4HCl(g)+Ch(g)则A/h与AHi和AHz间的关系正确的是()A3 = Ai+2AH2AW3=A/i + AH2A“3=Al2AH2A3 = AMA2解析：选A。根据盖斯定律，由+X2可得，贝!I A43=AHi + 2AH2。训练二根据盖斯定律书写热化学方程式3.已知CO(g)和CH30H的燃烧热分别为283.0 kJ/mol和726.5 kJ/mol。请写出甲醉不完 全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式：O解析：依据燃烧热的概念写出两个热化学方程式3CH30H十 O2(g)=CO2(g) + 2H2O(1) AHi = - 726.5

7、kJ/mol ；CO(g) + 为2(g)=CC)2(g)=-283.0 kJ/molo根据盖斯定律，由-可得CH30H+(h(g)=CO(g) + 2H2O，则AH=二-726.5 kJ/mol - ( - 283.0) kJ/mol = - 443.5 kJ/molo答案：CH3OH(l)4-O2(g)=CO(g)-F2H2O(l)A H= 443.5 kJ/mol4.已知 25 、101 kPa 时：(D4Fe(s)+3O2(g)2Fe2Oj(s) A= 1 648 kJ-mol !；C(s)+O2(g)=CO2(g) A=-393 kJmoi：2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)=2

8、FeCO3(s) AH= -1 480 kJ mol LFeCCh在空气中加热反应生成Fe2O3和CO2的热化学方程式是0解析：根据盖斯定律，由十X4-义2可得4FeCO3(s) + Ch(g)=2Fe2O3(s)十4cOz(g)- 260 kJ-mol -答案：4FeCCh+Ch(g)=2Fe2O3(s)+4CO2(g) AH=-260 kJ mol 1闾道院I法利用已知热化学方程式的熠变求未知反应熔变的方法确定待求反应的热化学方程式。找出待求热化学方程式中各物质出现在已知热化学方程式中的位置(是同侧还是异侧)。利用同侧相加、异侧相减进行处理。(4)根据待求热化学方程式中各物质的化学计量数，

9、通过乘除来调整已知反应的化学计量数，并消去中间产物。将调整后的化学方程式进行叠加并确定反应热的变化。知识点2 反应热的计算*霰i族原T典题演练，分类突破.根据热化学方程式计算：反应热的数值与反应中各物质的物质的量成正比。示例 1 已知:C（s）+O2（g）=CO2（g） AW= -393.5 kJ/mol： 2H2（g）+O2（g）=2H2O（g） AH = -483.6 kJ/molu现有由炭粉和氢气组成的悬浮气0.2 mol,在氧气中完全燃烧生成CCh（g） 和H?O（g）,共放出63.53 kJ热量，则悬浮气中C与H2的物质的量之比为（）A. 1 ： 1B. 1 ：2C. 2 ： 3D.

10、 3 ： 2 解析：选Ao设悬浮气中炭粉的物质的量为x mol,氢气的物质的量为y mol,则x +v = 0.2,解方程组得x = 0.l, v = O.h即两者的物质的量之比为1:1。393.5a + 241.8v = 63.53.根据反应物和生成物的键能计算：4=反应物的总键能一生成物的总键能。示例2 （2018布考天津卷）CO?与CH经催化重整，制得合成气：CH4（g）+CO2（g） .化剂 2CO（g）+2H2（g）己知上述反应中相关的化学键键能数据如下：化学键CHC=OHHC=-O(CO)键能/(kJ-mol !)4137454361 075则该反应的” =C解析：根据A”二反应物

11、的总键能-生成物的总键能，该反应的AH = （413X4+745X2） kJmol-1 - (1 075X2 + 436X2) kJmol- + 120kJmol。答案：+120kJmor,.根据物质的燃烧热数值计算：0（放）=（可燃物）XS（燃烧热）1。示例3已知丙烷的燃烧热A=-2 215kJ morL若一定量的丙烷完全燃烧后生成1.8 g 水，则放出的热量约为（）A. 55 kJB. 220 kJC. 550 kJD. 1 108 kJ解析：选A。丙烷分子式是GHg,燃烧热为二-2 215 kJn】ol，则1 mol丙烷完全 燃烧会产生4 moi水.放热2 215 kJ。1.8 g水的物

12、质的量为01mol,则消耗丙烷的物质的量为0.025 mol,所以反应放出的热量为0.025 moIX2 215 kJ-mol-1 = 55.375 kJ,则放出的热量 约为55 kJ。4.根据盖斯定律计算：将已知热化学方程式进行适当的“加”“减”等变形后进行计算.示例4 (2018两考全国卷11)口44-(202催化重整反应为CH4(g) + CO2(g)= 2CO(g) + 2Hz(g)o己知：C(s)+2H2(g)= CH4(g) AH=-75 kJ-mol 1：C(s)+O2(g)= COz(g) AH= 394 kJ-mol )；C(s)+O2(g)= CO(g) AH= 111 k

13、J-mol L该催化重整反应的&H=kJ mol 1 o解析：给已知热化学方程式依次编号为，根据盖斯定律，由X2-得CHg)+ CO2(g)=2CO(g) + 2H2(g),贝 11=(-111 X 2 十 75 十 394) kJmol二十 247 kJmol答案：+247.落实练精题细研，学队致用.落实练精题细研，学队致用解析：选D解析：选D。燃烧热指的是1 mol纯物质完全燃)三成稳定的氧化物时所放出的热量。燃烧.油酸甘油酯(相对分子质量为884)在体内代谢时可发生如下反应:C57HHMO“s) + 80O2(g)=57CO2(g)+52H2O(l)o已知燃烧1 kg该化合物释放出热量3

14、.8X 10。kJ。油酸甘油 酯的燃烧热)B. -3.8XlSkJmoA. 3.8X104 kJ molB. -3.8XlSkJmoC. 3.4X104 kJ-mol 1D. 3.4X 10C. 3.4X104 kJ-mol 11 kg油酸甘油酯释放出热量3.8X104 kJ,则1 mol油酸甘油酯完全燃烧释放出的热量为黑XS.SXKkJXKHkJ,即油酸甘油酯的燃烧热A二3,4X104kj.mol。.已知H?(g)+B3g)=2HBr(g) AH=-72 kJ/moL其他相关数据如下表：H2(g)Br2(g)HBr(g)1 mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ436a369则表中“

15、为()A. 404B. 260C. 230D. 200 解析：选 解 反应的 = (436 + a)-2X369 kJ/mol = - 72 kJ/mol,解得 a = 230。.(2019济南京二质检)己知下列热化学方程式：2A12O3(s)=4A1(s) + 302(g) AHi = +3 351 kJ-mol2C(s)+O2(g)=2CO(g) A2=-221 kJmol 】；2Al(s)+N2(g)=2AlN(s) A%=-318 kJmol L则反应 3c(s)+ALO3(s)+N2(g)=2AlN(s)+3CO(g)的 AH 等于()A. +342 kJ-mol 1B. 342 k

16、J mol 1C-1 026 kJ.moF1D. +1 026 kJ-mol-1解析：选 D。令2Al2O3=4Al(s) + 3O2(g)= + 3 351 kJ-mol - 1,2c(s) +O2(g)=2CO(g) A/2= -221 kJ mol-1,2Al(s)十Nz(g)=2AlN(s) AH3=-318kJ mol-1，根据盖斯定律，由(十 3义十 2X(3)/2 彳导 3C(s) + AhO3(s)十 N2(g)=2AlN(s) + 3co(g),贝！I 7/ = ( +3 351 kJ mol-1 - 221 kJmolX3 - 318 kJ mol/32)/2= + 1 0

17、26kJ mol-,o学习小结.盖斯定律是指化学反应的反应热只与反应 体系的始态与终态有关，而与反应途径无关。.反应热的数值与反应中各物质的化学计量 数成正比。.正、逆反应的反应热数值相同，符号相反。.热化学方程式相加、减时，同种物质之间可 相加、减，反应热也随之相加、减。课后达标检测一选择题.下列说法正确的是()A.化学反应的反应热与反应过程有密切的关系B.化学反应的反应热取决于反应体系的始态和终态C.盖斯定律只是一条简单的自然规律，其实际作用不大D.有的化学反应过程没有能量变化解析：选B。反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与反应过程无关，A错，B对；盖斯定律的实际作用很大，C错；任何化

18、学反应过程均有能量变化，D错。.己知：C(s)+O2(g)=CO2(g) AW)=-393.5 kJ/mol； C(s)+1o2(g)=CO(g)AH2=-110.5 kJ/moL则2 moic在O2中完全燃烧，放出的热量为()A. 221 kJB. 787 kJC. 393.5 kJD. 110.5 kJ解析：选B。C在O2中完全燃烧生成CO2,故2 moic完全燃烧放出的热量为2 moi X393.5kJ/mol = 787 kJ。3.己知钿萄糖的燃烧热是2 804 kJ/mol,当它氧化生成1g水时放出的热量是()B. 51.9 kJA. 26.0 kJB. 51.9 kJC. 155.

19、8 kJD. 4673 kJ解析：选Ao葡萄糖的燃烧热的热化学方程式为C6Hi2O6（s） + 6O2（g）=6CO2（g） + 6H：O（1）- 2 804 kJ/moL 由此可知，生成 6 moi X 18 g/mol = 108 g 水放出 2 804 kJ ?禧.贝（J生成1 g水时放出的热量为2 804 kJ 108-26.0 kJ。4. （2019永城前二期东江业制氢气的一个重要反应是CO（g）+H2O（g） C02（g）+H2（g）o 己知在25 c时： C（石墨）+go2（g）=co（g） AW1 = -111 kJ/mol：H2（g）+g02（g）=Hq（g） 从=-242

20、kJ/mol；C（石墨）+O2（g）=CO2（g） A%= -394 kJ/molo则25 C时，1 mol CO与水蒸气作用转化为氢气和二氧化碳反应的AH为（）+41 kJ/molB. 41 kJ/molC. 283 kJ/molD. 131 kJ/mol解析：选B。根据盖斯定律，由-可得CO（g） + H2O（g）=CO2（g） + H2（g）, 2H二Mh-、H = - 394kJ/mol - （ - 242 kJ/mol） - （ - 111 kJ/mol） = - 41 kJ/molo5.（2019F庆才二月考）下表中列出了 25 、101 kPa时一些物质的燃烧热数据。物质CHiC

21、2H2h2燃烧热/（kJmor）89031 299.6285.8已知键能：CH键为413.4 kJ/mol, H-H键为436.0 kJ/mol。则下列叙述正确的是()A. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) AH= -571.6 kJ/molCH键键长小于HH键键长C三C键的键能为796.0kj/molD. 2CH4(g)=C2H2(g)+3H2(g) AW=-376.4 kJ/mol解析：选C。A项，生成的水应为液态，错误；B项，C原子半径大于H原子半径，故CH 键键长大于HH键键长，错误；由盖斯定律和已知数据可得2CH4(g)=C2H2(g) + 3H2(g)+ 376.4 kJ/

22、moL设C=C键的键能为x,由键能与反应热的关系可知+ 376.4 kJ/mol =8X413.4 kJ/mol - 2X413.4 kJ/mol - x - 3X436.0 kJ/moL 解得x = 796.0 kJ/moL 故 C 项正确，D项错误。6. S(单斜)和S(正交)是硫的两种同素异形体。已知：S（单斜，s）+O2（g）=SO2（g） H = -297.16kJ/nK）l；S（正交，s）+O2（g）=SO2（g） AH2=-296.83 kJ/mol；S（单斜，s）=S（正交，s） AH3。下列说法正确的是（）A. A 43= +O.33 kJ/molB.单斜硫转化为正交硫的反应

23、是吸热反应S（单斜，s）=S（正交，s） A30,单斜硫比正交硫稳定解析：选Co根据盖斯定律得二-，则A3二0.33 kJ/moL说明反应 为放热反应，单斜硫的能量比正交硫高，正交硫更稳定。.(2019,南吕有二质检)CH4和CO?可以制造价值更高的化学产品。已知：CH4(g)4-2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)kJ - mol 】；CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)kJ mol l：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) 3=c kJ mol L则反应 CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)M A/ 可表示为()(“+2c) kJ-mol 1(a+

24、b2c) kJ mol 1(2a+2-c) kJ- mol 1(a2b2c) kJ-mol 1解析：选 D。已知：0CH4(g) + 2O2(g)=CO2(g) + 2H20(g) 尸 a kJ-mol -1 ； CO(g) + H2O(g)=CO2(g) + H2(g) A% = b kJ-mol -1 ； 2co(g) + O2(g)=2CO2(g) AH3 = c kJ,n】ol。根据盖斯定律，由十2X-2X可得CHg)十CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) SH = (a + 2b -2c) kJ mol。.己知：C(s)+O2(g)=CO2(g) AWi；C0z(g)4- C(s

25、)=2CO(g) AW2:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)3C0(g)+Fe2O3(s)=3CO2(g)+2Fe(s) As 0下列关于上述反应焙变的判断正确的是()A. A”0, A/30, A/30，D. A43=AH4+As解析：选C。C或CO燃烧生成CO2均是放热反应，AH0, Fe与O2反应生成Fe。是放热反应，则皿,则16 g液态胧与液态双氧水反应生成液态 水时放出的热量是kJ。此反应用于火箭推进，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是（3）已知：N2（g）+2O2（g）=2NO2（g） AW=+67.7 kJ-

26、molN2H4（g）+O2（g）;N2（g）+2H2O（g） AH=-534kJ mol L则肿和二氧化氮反应的热化学方程式为 解析:16 g N2H4的物质的量为0.5 moL由化学方程式N2H4+ 2H2O2（l）=N2（g） + 4H2O（g） 可知，生成水的物质的量/KH2O）=0.5 mol X 4=2 mol,则16g N2H4与H2O2反应生成H2O（1）时放热为 641.63 kJ-mol-1 X0.5 mol + 2 molX44 kJ-mol*1 = 408.815 kJ0产物为N2和Hq,无污染。由所提供的热化学方程式，利用盖斯定律，将-+2可得那和二氧化氮反应的热化学

27、方程式。答案：（1）408.815（2）产物不会造成环境污染3（3）N2H4（g）+NO2（g）=2N2（g）+2H2O（g）A-567.85 kJ-mol-1. （2019石家庄高二质检）丙烷燃烧可以通过以下两种途径。途径 I : C3H8（g）+5O2（g）=3CO2（g）+4H9 = 一。kJ - mol 途径 II ： C3Hs（g）=C3H6（g）4-H2（g） =+ kJ mor1：2c3H6（g）+9O2（g）=6CO2（g）+6H9 AH=ckJ - mol2H2（g）+O2（g）=2H2O（l） AH=-JkJ-mol L （a、b、c、d均为正值） 请回答下列问题：（1）判断等量的丙烷通过两种途径放出的热量，途径I放出的热量（填“大于”“小于”或“等于）途径n放出的热量。由于C3H8（g）=C3H6（g）+HKg）的反应中，反应物具有的总能量（填“大于”“小 于，或，等于，）生成物具有的总能量，所以在发生反应时，反应物需要（填“放 出”或“吸收”）能量才能转化为生成物，