鲁科版高中化学选择性必修第一册第1章第1节第3课时焓变的计算及大小比较能力课课件

第3课时焓变的计算及大小比较(能力课)第1章化学反应与能量转化第1节化学反应的热效应1．掌握焓变的计算方法，进一步提升学生“证据推理与模型认知”的化学核心素养。2．掌握盖斯定律常见的三种应用类型，建立认知模型。探究任务旧知回顾

探究要点挑战创新焓变的计算方法2．根据反应物和反应产物的能量图像计算ΔH＝E(反应产物)－E(反应物)，如图：反应2A(g)＋B(g)===2C(g)的焓变ΔH＝H2－H1。3．根据键能计算ΔH＝反应物的化学键断裂所吸收的总能量－反应产物的化学键形成所释放的总能量。4．根据盖斯定律计算将两个或两个以上的热化学方程式包括其ΔH相加或相减，得到一个新的热化学方程式。5．根据比热公式计算计算中和反应的反应热时，会利用比热公式Q＝－C(T2－T1)计算中和反应放出的热量。1．已知：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)

ΔH＝akJ·mol-12C(s)＋O2(g)===2CO(g)

ΔH＝－220kJ·mol-1断裂1molH－H键和1molO－H键所需要吸收的能量分别为436kJ和462kJ，断裂1molO2中的化学键所需要吸收的能量为496kJ，则a为(

)A．－332

B．－118

C．＋350

D．＋130√D

[根据盖斯定律可得2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)

ΔH＝(2a＋220)kJ·mol-1，则有4×462kJ·mol-1－2×436kJ·mol-1－496kJ·mol-1＝(2a＋220)kJ·mol-1，解得a＝＋130，故选项D正确。]2．已知下列热化学方程式：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则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；则根据盖斯定律，由3×①－②＋③可得C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)，则C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)的ΔH＝3×ΔH1－ΔH2＋ΔH3

＝(3Q1－Q2＋Q3)kJ·mol-1。]3．氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。

(1)如图是N2(g)和H2(g)反应生成1molNH3(g)过程中能量的变化示意图，请写出N2和H2反应的热化学方程式：___________________________________________________________________________________。(2)用NH3催化还原NOx还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还原NO至N2，则该反应过程中的反应热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的大小比较焓变的大小比较依据原理符号吸热反应的焓变为正值，而放热反应的焓变为负值，故吸热反应的焓变一定大于放热反应的焓变量值同一个方程式，只是量的差异，则可直接比较数值大小，再依据焓变的符号进行比较依据原理反应进行程度对于放热反应，反应越完全，则放热越多。对于可逆反应，若正反应是放热反应，反应程度越大，放出的热量越多，ΔH越小，反之越大反应本质等物质的量的不同物质与同一物质反应时，性质不同其反应热不同。如等物质的量的不同金属或非金属与同一物质反应放热，金属或非金属越活泼，反应就越容易发生，放出的热量就越多，ΔH越小2．利用盖斯定律比较

利用盖斯定律，设计不同反应途径，由能量守恒定律列式比较同一反应，反应产物状态不同时A(g)＋B(g)===C(g)

ΔH1<0

①A(g)＋B(g)===C(l)

ΔH2<0

②因为反应②－①为C(g)===C(l)

ΔH3＝ΔH2－ΔH1，而ΔH3<0，所以ΔH2<ΔH1同一反应，反应物状态不同时A(g)＋B(g)===C(g)

ΔH1<0

①A(s)＋B(g)===C(g)

ΔH2<0

②

因为ΔH2＝ΔH3＋ΔH1，且ΔH3>0，所以ΔH2>ΔH11．下列各组变化中，化学反应的ΔH前者小于后者的一组是(

)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)空气===SO2(g)

ΔH1S(s)＋O2(g)空气===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)与O2(g)反应是燃烧反应，反应均放热，ΔH＜0。CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)

ΔH1，CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)

ΔH2，因水由气态变成液态，放出热量，所以ΔH1＜ΔH2，正确；②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)

ΔH1；2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)

ΔH2，氢气的燃烧是放热的，所以焓变是负值，因水由液态变成气态，吸收热量，所以ΔH1>ΔH2，错误；③硫由固体变为气体的过程是吸热的，所以气体硫燃烧放出的热量多，所以ΔH1<ΔH2，正确；④CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)

ΔH1＞0，CaO(s)＋H2O(l)===Ca(OH)2(s)

ΔH2＜0，所以ΔH1＞ΔH2，错误。]

√√CD

[反应②生成BaSO4沉淀，为放热反应，ΔH2<0，反应③为NH3·H2O与强酸发生的中和反应，为放热反应，ΔH3<0，A错误；反应④除了生成沉淀放热，还有中和反应放热，放出的热量大于反应②，即ΔH4<ΔH2，B错误；根据盖斯定律可知ΔH4＝2ΔH1＋ΔH2，已知ΔH1<0，ΔH2<0，故ΔH4<ΔH1＋ΔH2，C正确；反应③可表示NH3·H2O与强酸发生的中和反应，NH3·H2O为弱碱，电离需吸收能量，故ΔH3>ΔH1，D正确。]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。下列关于上述反应焓变的判断不正确的是(

)A．ΔH1<ΔH2

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

随堂评估√243题号1

23题号14√

23题号143．(双选)一定条件下，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。下列选项不正确的是(

)23题号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)还原NO2(g)至N2(g)，则反应中放出的热量一定为173.4kJD．若用2.24LCH4还原NO2至N2，整个过程中转移电子的物质的量为0.8mol23题号41√√

23题号414．完成下列问题。(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请回答：反应①消耗8gCH4(g)吸收的热量为________。ΔH1__ΔH3(填“<”或“>”)，书写甲烷与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式________________________________________________________________________________________________________。243题号1103.2kJ<CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)ΔH＝＋165.4kJ·mol-1243题号1(2)CO2是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义，CO2与CH4经催化重整，制得合成气：CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)，已知上述反应中相关的化学键键能数据如下：化学键C－HC==OH－H

键能/(kJ·mol-1)4137454361075则该反应的ΔH＝___________________。＋120kJ·mol-1243题号1(3)CO与NO在Rh催化剂上的氧化还原反应是控制汽车尾气对空气污染的关键反应。用Rh做催化剂时该反应的过程示意图如下：过程Ⅰ为________过程(填“吸热”或“放热”)。已知过程Ⅰ的焓变为akJ·mol-1，过程Ⅱ的焓变为bkJ·mol-1，则该反应的热化学方程式为______________________________________________________________________________________________________。吸热2CO(g)＋2NO(g)===2CO2(g)＋N2(g)

ΔH1＝(a＋b)kJ·mol-1[解析]

(1)8gCH4(g)的物质的量为0.5mol，消耗8gCH4(g)吸收的热量为0.5mol×206.4kJ·mol-1＝103.2kJ。水由液态变为气态需要吸收热量，则反应③吸收能量更大，故ΔH1<ΔH3；由盖斯定律可知，反应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)反应的焓变等于反应物的键能之和减去生成物的键能之和，该反应的ΔH＝(413×4＋745×2－1075×2－436×2)kJ·mol-1＝＋120kJ·mol-1。(3)化学键的断裂需要吸收能量，故过程Ⅰ为吸热过程。已知过程Ⅰ的焓变为akJ·mol-1，过程Ⅱ的焓变为bkJ·mol-1，根据盖斯定律可知，则该反应的热化学方程式为2CO(g)＋2NO(g)===2CO2(g)＋N2(g)

ΔH1＝(a＋b)kJ·mol-1。243题号1一、选择题(每小题只有一个选项符合题目要求)1．假设反应体系的始态为甲，中间态为乙，终态为丙，它们之间的变化如图所示，则下列说法不正确的是(

)A．|ΔH1|＞|ΔH2|B．|ΔH1|＜|ΔH3|C．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝0D．甲→丙的ΔH＝ΔH1＋ΔH2课时分层作业(三)焓变的计算及大小比较题A

[题述过程中甲为始态，乙为中间态，丙为终态，由盖斯定律可知，甲→丙的ΔH＝ΔH1＋ΔH2，D项正确；在题述过程中ΔH1与ΔH2的相对大小无法判断，A项错误；由|ΔH3|＝|ΔH1|＋|ΔH2|知，|ΔH1|＜|ΔH3|，B项正确；从能量守恒的角度可知，ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝0，C项正确。]题号135246879102．依据图示关系，下列说法不正确的是(

)A．石墨燃烧是放热反应B．1molC(s，石墨)和1molCO分别在足量O2中燃烧，全部转化为CO2，前者放热多C．C(s，石墨)＋CO2(g)===2CO(g)

ΔH＝ΔH1－ΔH2D．化学反应的ΔH，只与反应体系的始态和终态有关，与反应途径无关题

题号135246879103．锆(Zr)是一种适用于霰弹枪的金属燃烧剂，在一定温度下，锆能与氧气、氮气、水蒸气等发生反应。已知一些反应如下：①Zr(s)＋O2(g)===ZrO2(s)

ΔH1；②Zr(s)＋N2(g)===2ZrN(s)

ΔH2；③Zr(s)＋2H2O(g)===ZrO2(s)＋2H2(g)

ΔH3则2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)分解的焓变为(

)A．ΔH1＋ΔH2－ΔH3

B．ΔH1－ΔH3C．ΔH1－ΔH2＋ΔH3 D．ΔH3－ΔH1题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)；根据盖斯定律：④＝③－①得到的，所以ΔH＝ΔH3－ΔH1，D项正确。]题号135246879104．已知

＋H2(g)―→CH3CH2CH3(g)

ΔH＝－157kJ·mol-1。已知环丙烷(g)的摩尔燃烧焓ΔH＝－2092kJ·mol-1，丙烷(g)的摩尔燃烧焓ΔH＝－2220kJ·mol-1，1mol液态水蒸发为气态水的焓变为ΔH＝＋44kJ·mol-1。则2mol氢气完全燃烧生成气态水的焓变为(

)A．－658kJ·mol-1

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

题/p>

题号135246879105．物质的生成热可定义为由稳定单质生成1mol物质所放出的热量，如CO2气体的生成热就是1molC(s)完全燃烧生成CO2气体时放出的热量，已知下列几种化合物的生成热分别是则1kg葡萄糖在人体内完全氧化生成CO2气体和液态水，最多可提供的能量为(

)A．3225kJ

B．2816kJ

C．6999kJ

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

题、选择题(每小题有一个或两个选项符合题目要求)6．联氨(N2H4)常温下为无色液体，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题列说法不正确的是(

)A．O2(g)＋2H2(g)===2H2O(l)

ΔH5，ΔH5>ΔH3B．ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1C．1molO2(g)和2molH2(g)具有的总能量低于2molH2O(g)D．联氨和N2O4作火箭推进剂的原因之一是反应放出大量的热题√AC

[O2(g)＋2H2(g)===2H2O(g)

ΔH3；O2(g)＋2H2(g)===2H2O(l)

ΔH5；两个反应均为放热反应，ΔH均为负值，放热越多，ΔH越小，由于生成液态水放热更多，所以ΔH5<ΔH3，A项错误；根据盖斯定律，③×2－②×2－①得，2N2H4(l)＋N2O4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)，所以ΔH4＝2ΔH3－2ΔH2－ΔH1，B项正确；O2(g)＋2H2(g)===2H2O(g)

ΔH3，该反应为放热反应，反应物的总能量大于反应产物的总能量，C项错误；由ΔH4＝－1048.9kJ·mol-1知，反应放出大量的热，所以可以用联氨和N2O4作火箭推进剂，D项正确。]题/p>

题√AD

[碳完全燃烧生成CO2放出热量更多，其焓变小，即ΔH1>ΔH2，A符合题意；将其中的热化学方程式依次编号为①②，根据盖斯定律，由①－②可得：2Al(s)＋Fe2O3(s)===2Fe(s)＋Al2O3(s)

ΔH＝ΔH1－ΔH2，已知铝热反应为放热反应，故ΔH<0，ΔH1<ΔH2，B不符合题意；将其中的热化学方程式依次编号为③④，根据盖斯定律，由③－④可得2S(s)＋2O2(g)===2SO2(g)

ΔH＝ΔH1－ΔH2<0，即ΔH1<ΔH2，C不符合题意；碳酸氢铵分解是吸热反应，ΔH1>0，氧化钙和水反应是放热反应，ΔH2<0，D符合题意。]题、非选择题8．如图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。题过计算，可知系统(Ⅰ)和系统(Ⅱ)制氢的热化学方程式分别为_________________________________________________________、_________________________________________________________，制得等量H2所需能量较少的是___________。题/p>

H2S(g)===H2(g)＋S(s)

ΔH＝＋20kJ·mol-1系统(Ⅱ)

题号135246879109．化学键的键能是原子间形成(或断裂)1mol化学键时释放(或吸收)的能量。以下是部分共价键键能的数据：H－S：364kJ·mol-1、S－S：266kJ·mol-1、S==O：522kJ·mol-1、H－O：464kJ·mol-1。(1)试根据这些数据计算下面这个反应的反应热：2H2S(g)＋SO2(g)===3S(s)＋2H2O(l)

ΔH＝－QkJ·mol-1，反应产物中的S实为S8，实际分子是一个八元环状分子(即

)，则Q＝________。题号13524687910154(2)标准状况下，将aLH2S与bLSO2混合进行上述反应，当a>2b时，反应放热________kJ·mol-1；当a<2b时，反应放热________kJ·mol-1。