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文档简介
1、已知:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=-184.6kJ/mol
则反应HCl(g)=1/2H2(g)+1/2Cl2(g)的△H为()A.+184.6kJ/molB.-92.3kJ/molC.-369.2kJ/molD.+92.3kJ/mol复习:D2、甲硅烷(SiH4)是一种无色气体,遇到空气能发生爆炸性自燃,生成SiO2和液态水。已知室温下1g甲硅烷自燃放出44.6kJ热量,其热化学方程式为:
_____________________________________________SiH4(g)+2O2(g)=SiO2(s)+2H2O(l)△H=-1427.2kJ/mol规律:“正逆”反应的反应热效应数值相等,符号相反3、已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3kJ/mol,计算下列反应中放出的热量。(1)用20gNaOH配成稀溶液跟足量稀盐酸反应,放出热量为
kJ。(2)用0.1molBa(OH)2配成稀溶液跟足量稀硝酸反应,放出热量为
kJ。(3)用1mol醋酸稀溶液和足量NaOH溶液反应,放出的热量
(大于、小于、等于)57.3kJ。(4)100ml0.1mol/L的Ba(OH)2溶液与100ml0.1mol/L的H2SO4溶液反应,放出的热量是否为1.146kJ?为什么?28.6511.46小于1、提出问题在化学科学研究中,常常需要知道物质在发生化学反应时的反应热,但有些反应的反应热很难直接测得,我们怎样才能获得它们的反应热数据呢?如何得到C(s)+1/2O2(g)═CO(g)的反应热?盖斯定律2、分析问题C(s)+O2(g)═CO2(g)△H1……(1)CO(g)+1/2O2(g)═CO2(g)△H2……(2)3、解决问题C(s)+1/2O2(g)═CO(g)△H3=?C(s)+1/2O2(g)==CO(g)△H3=?CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H2=-283.0kJ/molC(s)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ/mol+)△H2+△H3=△H1
∴△H3=△H1
-△H2
=-393.5kJ/mol-(-283.0kJ/mol)=-110.5kJ/mol下列数据表示H2的燃烧热吗?
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)
△H1=-241.8kJ/mol
H2O(g)=H2O(l)
△H2=-44kJ/mol已知
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)
△H=△H1+△H2=-285.8kJ/mol一、盖斯定律不管化学反应是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的。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。AB请思考:由起点A到终点B有多少条途径?从不同途径由A点到B点的位移有什么关系?△H2>0△H1<0S(始态)L(终态)推论二:若某一化学反应可分为多步进行,则其总焓变为各步反应的焓变之和。即△H=△H1+△H2+△H3+……推论一:若某化学反应从始态(S)到终态(L)其焓变为△H1,而从终态(L)到始态(S)的焓变为△H
2,这两者和为0。即△H1+△H
2=0推论三:若多步化学反应相加可得到新的化学反应,则新反应的焓变即为上述多步反应的焓变之和。
有些化学反应进行很慢或不易直接发生,很难直接测得这些反应的反应热,可通过盖斯定律获得它们的反应热数据。2.盖斯定律的应用关键: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”。例1:写出石墨变成金刚石的热化学方程式(25℃,101kPa时)石墨能直接变成金刚石吗?查燃烧热表知:①C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ/mol②C(金刚石,s)+O2(g)=CO2(g)△H2=-395.0kJ/mol所以,①-②得:
C(石墨,s)=C(金刚石,s)△H=+1.5kJ/mol已知下列反应的反应热为:(1)CH3COOH(l)+2O2(g)==2CO2(g)+2H2O(l)△H1=-870.3kJ/mol(2)C(s)+O2(g)==CO2(g)△H2=-393.5kJ/mol(3)H2(g)+O2(g)==H2O(l)△H3=-285.8kJ/mol试计算下列反应的反应热:
2C(s)+2H2(g)+O2(g)==CH3COOH(l)应用盖斯定律进行简单计算,关键在于设计反应过程,同时注意:⑴当反应式乘以或除以某数时,△H也应乘以或除以某数。⑵反应式进行加减运算时,△H也同样要进行加减运算,且要带“+”、“-”符号,即把△H看作一个整体进行运算。⑶通过盖斯定律计算比较反应热的大小时,同样要把△H看作一个整体。⑷在设计的反应过程中常会遇到同一物质固、液、气三态的相互转化,状态由固→液→气变化时,会吸热;反之会放热。⑸当设计的反应逆向进行时,其反应热与正反应的反应热数值相等,符号相反。例2:某次发射火箭,用N2H4(肼)在NO2中燃烧,生成N2、液态H2O。已知:
①N2(g)+2O2(g)==2NO2(g)△H1=+67.2kJ/mol
②N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l)△H2=-534kJ/mol假如都在相同状态下,请写出发射火箭反应的热化学方程式。2N2H4(g)+2NO2(g)==3N2(g)+4H2O(l)△H=-1135.2kJ/mol
2N2H4(g)+2NO2(g)==3N2(g)+4H2O(l)2×②-①例3:已知下列各反应的焓变Ca(s)+C(s,石墨)+3/2O2(g)=CaCO3(s)
△H=-1206.8kJ/molCa(s)+1/2O2(g)=CaO(s)△H=-635.1kJ/molC(s,石墨)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ/mol试求CaCO3(s)=CaO(g)+CO2(g)的焓变178.2kJ/mol【例题4】已知①CO(g)+1/2O2(g)==CO2(g)ΔH1=-283.0kJ/mol②H2(g)+1/2O2(g)==H2O(l)ΔH2=-285.8kJ/mol
③C2H5OH(l)+3O2(g)==2CO2(g)+3H2O(l)ΔH3=-1370kJ/mol
试计算④2CO(g)+4H2(g)==H2O(l)+C2H5OH(l)的ΔH
【解】:根据盖斯定律,反应④不论是一步完成还是分几步完成,其反应热效应都是相同的。下面就看看反应④能不能由①②③三个反应通过加减乘除组合而成,也就是说,看看反应④能不能分成①②③几步完成。①×2+②×4-③=④
所以,ΔH=ΔH1×2+ΔH2×4-ΔH3
=-283.2×2-285.8×4+1370=-339.2kJ/mol
例4:同素异形体相互转化但反应热相当小而且转化速率慢,有时还很不完全,测定反应热很困难。现在可根据盖斯提出的观点“不管化学反应是一步完成或分几步完成,这个总过程的热效应是相同的”。已知:①P4(白磷、s)+5O2(g)=P4O10(s)△H1=-2983.2kJ/mol②P(红磷、s)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)△H2=-738.5kJ/mol试写出白磷转化为红磷的热化学方程式
。
P4(白磷、s)=4P(红磷、s)△H
=-29.2kJ/mol①-4×②:例2已知:Zn(s)+1/2O2(g)
=ZnO(s)ΔH1=-351.1kJ/molHg(l)
+1/2O2(g)
=
HgO(s)ΔH2=-90.7kJ/mol
则Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l)ΔH3=?
ΔH3为多少?例3已知:2C(s)+O2(g)=2CO(g)ΔH=-221kJ/mol2H2(g)
+O2(g)
=2H2O(g)
ΔH=-483.6kJ/mol则C(s)+H2O(g)
=CO(g)+H2(g)的ΔH为多少?练习按照盖斯定律,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________。根据盖斯定律和上述反应方程式得:
(4)+(3)+(2)-(1)=(5),即△H5=+16.3kJ/mol已知下列热化学方程式:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g);
ΔH1=-483.6kJ/molH2g(g)+1/2O2(g)=H2O(g);
ΔH2=-241.8kJ/molH2(g)+1/2O2(g)=H2O(I);ΔH3=-285.8kJ/mol则氢气的燃烧热为()A.-438.6kJ/mol
B.-241.8kJ/molC.-285.8kJ/mol
D.无法确定C三、选择题1、依据金刚石和石墨的燃烧热,下列说法正确的是A、由石墨制金刚石是吸热反应,等质量时,石墨的能量比金刚石的低B、由石墨制金刚石是吸热反应,等质量时,石墨的能量比金刚石的高C、由石墨制金刚石是放热反应,等质量时,石墨的能量比金刚石的低D、由石墨制金刚石是放热反应,等质量时,石墨的能量比金刚石的高2、依据H2和CO的燃烧热数据,某H2和CO的混合气体完全燃烧放出113.74kJ/mol热量,同时生成3.6g液态水,则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为A、2:1B、1:2C、1:1D、2:3四、计算题例1已知CH4的燃烧热-890kJ/mol,现有CH4和CO的混合气体0.75mol,完全燃烧后,生成CO2气体和18g液态水,并放出515kJ的热量,则CO燃烧的热化学方程式例2(1)氢气与氧气反应生成1mol水蒸汽放热241.8kJ则该反应的热化学方程式:
(2)若1g水蒸汽转化成液态水放热2.444kJ,则反应
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)的ΔH=
kJ/mol.
(3)氢气的燃烧热为
小结:运用盖斯定律要注意1、热化学方程式同乘以某一个数时,反应热的数值也必须乘以该数2、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3、将一个化学方程式颠倒时,ΔH“+”“-”号必须随之改变,但数值不变运用盖斯定律除运用加合法外,还可用虚拟路径法例:运用CH4、石墨、H2的燃烧热数据求C(石墨,S)+2H2=CH4(g)ΔH=C(石墨,S)+2H2(g)→CH4(g)+O2CO22H2O(l)++O2+O2ΔH2ΔH12ΔH3ΔH4ΔH4+ΔH1=ΔH2+2ΔH3(2011·海南高考)已知:2Zn(s)+O2(g)===2ZnO(s)
ΔH1=-701.0kJ·mol-1,2Hg(l)+O2(g)===2HgO(s)
ΔH2=-181.6kJ·mol-1,则反应Zn(s)+HgO(s)===ZnO(s)+Hg(l)
ΔH为(
)A.+519.4kJ·mol-1
B.+259.7kJ·mol-1C.-259.7kJ·mol-1
D.-519.4kJ·mol-1解析:由盖斯定律:ΔH=(ΔH1-ΔH2)/2=-259.7kJ·mol-1。答案:C
(2011·杭州高二质检)比较下列各组热化学方程式中ΔH的大小关系。(1)S(s)+O2(g)===SO2(g)
ΔH1S(g)+O2(g)===SO2(g)
ΔH2ΔH1________ΔH2(2)CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)
ΔH1CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g)
ΔH2ΔH1________ΔH2(3)4Al(s)+3O2(g)===2Al2O3(s)
ΔH14Fe(s)+3O2(g)===2Fe2O3(s)
ΔH2ΔH1________ΔH2(4)煤作为燃料有2种途径:途径1——直接燃烧:C(s)+O2(g)===CO2(g)
ΔH1<0途径2——先制水煤气:C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)
ΔH2>0再燃烧水煤气:2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)
ΔH3<02H2(g)+O2(g)===2H2O(g)
ΔH4<0ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的关系式是____________。(1)中两式相减得:S(s)===S(g)
ΔH=ΔH1-ΔH2>0(固态硫变为硫蒸气是吸热过程),所以ΔH1>ΔH2(气态硫比固体硫燃烧放出的热量多);(2)中两式相减得:2H2O(g)===2H2O(l)
ΔH=ΔH1-ΔH2<0(水蒸气变为液态水是放热过程),所以ΔH1<ΔH2(生成液态水比生成水蒸气放出的热量多);(3)中两式相减得:4Al(s)+2Fe2O3(s)===2Al2O3(s)+4Fe(s)
ΔH=ΔH1-ΔH2<0(铝热反应很剧烈,是典型而熟悉的放热反应),所以ΔH1<ΔH2;
反应热大小比较的方法1.直接比较法依据规律、经验和常识可以直接判断不同反应的ΔH的大小。如:(1)吸热反应的ΔH肯定比放热反应的大(前者大于0,后者小于0);(2)2molH2燃烧放出的热量肯定比1molH2燃烧放出的热量多;
(2010·广东高考)在298K、101kPa时,已知:2H2O(g)===O2(g)+2H2(g)
ΔH1Cl2(g)+H2(g)===2HCl(g)
ΔH22Cl2(g)+2H2O(g)===4HCl(g)+O2(g)
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