化学反应热的计算教案.docx
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化学反应热的计算教案.docx
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化学反应热的计算教案
化学反应热的计算
适用学科
高中化学
适用年级
高中二年级
适用区域
人教版适用地区
课时时长(分钟)
60
知识点
化学反应热的计算
教学目标
知识与技能:
1.学会有关反应热的简单计算。
2.认识并简单应用盖斯定律。
过程与方法:
通过讨论、分析、对比的方法,培养学生的分析能力和主动探究能力。
情感态度与价值观:
激发学生的学习兴趣,培养学生从微观的角度理解化学反应,培养学生尊重科学、严谨求学、勤于思考的态度,树立透过现象看本质的唯物主义观点。
教学重点
应用盖斯定律
教学难点
应用盖斯定律
教学过程
一、复习预习
1.某人要从山下的A点到达山顶B点,他从A点出发,可以历经不同的途径和不同的方式。
你认为他有哪些可能的途径或方式?
当他到达B点后所发生的势能变化是否相同?
翻山越岭攀登而上或拾级蜿蜒而上或乘坐索道缆车直奔山顶势能变化相同
二、知识讲解
考点1:
盖斯定律
化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关,而与具体反应进行的途径无关,如果一个反应可以分几步进行,则各分步及反应的反应热之和与该反应一步完成的反应热是相同的,这就是盖斯定律。
考点2:
盖斯定律的应用
盖斯定律:
当某一物质在定温定压下经过不同的反应过程,生成同一物质时,无论反应是一步完成还是分几步完成,总的反应热是相同的。
即反应热只与反应始态(各反应物)和终态(各生成物)有关,而与具体反应的途径无关。
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。
三、例题精析
【例题1】已知:
(1)Zn(s)+1/2O2(g)==ZnO(s);ΔH=-348.3kJ/mol
(2)2Ag(s)+1/2O2(g)==Ag2O(s);ΔH=-31.0kJ/mol
则Zn(s)+Ag2O(s)==ZnO(s)+2Ag(s)的ΔH等于()
A.-317.3kJ/molB.-379.3kJ/molC.-332.8kJ/molD.+317.3kJ/mol
【答案】A
【解析】由已知
、
热化学方程式可知:
—
即可得出答案
【例题2】100g碳燃烧所得气体中,CO占
体积,CO2占
体积,且C(s)+
O2(g)====CO(g)ΔH=-110.35kJ·mol-1,CO(g)+
O2(g)====CO2(g)ΔH=-282.57kJ·mol-1。
与这些碳完全燃烧相比较,损失的热量是()A.392.92kJB.2489.44kJC.784.92kJD.3274.3kJ
【答案】C
【解析】100g碳燃烧所得气体中CO的物质的量为
,这些物质的量CO完全燃烧放出的能量为
×282.57kJ·mol-1=784.92kJ。
【例题3】已知2H2O(l)====2H2(g)+O2(g)ΔH=+517.6kJ·mol-1,CH4(g)+2O2(g)====CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890.3kJ·mol-1。
1g氢气.甲烷分别燃烧后,放出的热量之比约是
A.1∶34B.1∶17C.2.3∶1D.4.6∶1
【答案】D
【解析】根据已知两个反应的热化学方程式,可求得1g氢气和1g甲烷完全燃烧放出的热量分别为
=256.8kJ和
=55.64kJ,比值约是4.6∶1。
所以选D
四、课堂运用
【基础】
1已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH
(1)的燃烧热分别是-285.8kJ·mol-1、-1411.0kJ·mol-1和-1366.8kJmol-1,则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的△H为
A.-44.2kJ·mol-1B.+44.2kJ·mol-1
C.-330kJ·mol-1D.+330kJ·mol-1
2.某次发射火箭,用N2H4(肼)在NO2中燃烧,生成N2、液态H2O。
已知:
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H1=+68kJ/mol
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H2=-534kJ/mol
请写出该次发射火箭时燃烧反应的热化学方程式。
答案及解析:
1、A
解析:
由题意可知:
C2H4(g)+3O2(g)
2CO2(g)+2H2O(l);△H=-1411.0kJ·mol-1,
C2H5OH
(1)+3O2(g)
2CO2(g)+3H2O(l);△H=-1366.8kJ·mol-1,将上述两个方程式相减得:
C2H4(g)+H2O(l)
C2H5OH(l);△H=-44.2kJ·mol-1。
2、2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)△H=-1136kJ/mol
解析:
由题意可知:
△H=2△H2-△H1=-1136kJ/mol所以有2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)△H=-1136kJ/mol
【巩固】
1.白磷与氧可发生如下反应:
P4+5O2=P4O10。
已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为:
P—PakJ·mol—1、P—ObkJ·mol—1、P=OckJ·mol—1、O=OdkJ·mol—1。
根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的△H,其中正确的是A
A.(6a+5d-4c-12b)kJ·mol—1B(4c+12b-6a-5d)kJ·mol—1
C.(4c+12b-4a-5d)kJ·mol—1
D.(4a+5d-4c-12b)kJ·mol—1
2.已知下列反应的反应热为:
⑴CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)△H1=-870.3kJ/mol
⑵C(s)+O2(g)=CO2(g)△H2=—393.5kJ/mol
⑶H2(g)+
O2(g)=H2O(l)△H3=—285.8kJ/mol
试计算下述反应:
2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)的反应热。
答案及解析:
1、A解析:
由图可以看出:
P4中有6mol的P-P,5mol的O2中含有5molO=O,1mol的P4O10中含有4mol的P=O,12mol的P-O,所以△H=(6a+5d-4c-12b)kJ·mol-1。
2、解析:
△H=2△H2+2△H3-△H1=-488.3kJ/mol
【拔高】
1、已知:
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH=-566kJ/mol
Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+
ΔH=-226kJ/mol
根据以上热化学方程式判断,下列说法正确的是
A.CO的燃烧热为283kJ
B.右图可表示由CO生成CO2的反应过程和能量关系
C.2Na2O2(s)+2CO2(s)=2Na2CO3(s)+O2(g)ΔH>-452kJ/mol
D.CO(g)与Na2O2(s)反应放出509kJ热量时,电子转移数为6.02×1023
2、在一定条件下,CO和CH4的燃烧热分别是283kJ/mol和890kJ/mol。
现有1mol由CO与CH4组成的混合气体在上述条件下完全燃烧,生成CO2气体和液态水,释放出738.25kJ的热量,则混合气体中CO和CH4的体积比为()
A.1∶3B.3∶1C.1∶2D.2∶1
答案及解析:
1.C解析:
A项,燃烧热的单位出错,应为kJ/mol,错;图中的量标明错误,应标为2molCO和2molCO2,故错。
CO2气体的能量大于固体的能量,故C项中放出的能量应小于452kJ,而△H用负值表示时,则大于-452Kj/mol,正确;将下式乘以2,然后与上式相加,再除以2,即得CO与Na2O2的反应热,所得热量为57kJ,故D项错。
2.A解析:
根据已知条件列方程组,物质的量之和为一和释放出738.25kJ的热量,解得混合气体中CO和CH4的体积比为1∶3,所以选A
课程小结
盖斯定律:
当某一物质在定温定压下经过不同的反应过程,生成同一物质时,无论反应是一步完成还是分几步完成,总的反应热是相同的。
即反应热只与反应始态(各反应物)和终态(各生成物)有关,而与具体反应的途径无关
课后作业
【基础】
1、已知:
Fe2O2(s)+
C(s)=
CO2(g)+2Fe(s)△H=234.1kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ·mol-1
则2Fe(s)+
O2(g)=Fe2O3(s)的△H是()
A.-824.4kJ·mol-1B.-627.6kJ·mol-1
C.-744.7kJ·mol-1D.-169.4kJ·mol-1
2、已知:
①2C(s)+O2(g)====2CO(g)ΔH=-221.0kJ·mol-1;②2H2(g)+O2(g)====2H2O(g)ΔH=-483.6kJ·mol-1。
则制备水煤气的反应C(s)+H2O(g)====CO(g)+H2(g)的ΔH为A.+262.6kJ·mol-1B.-131.3kJ·mol-1
C.-352.3kJ·mol-1D.+131.3kJ·mol-1
答案及解析:
1.A解析:
(2)-
(1)就可得2Fe(s)+
O2(g)=Fe2O3(s),则ΔΗ=
ΔΗ2-ΔΗ1=-824.4kJ·mol-1。
2.D解析:
据盖斯定律,把已知两个反应相加减,可求得制备水煤气的反应的ΔH。
①-②,得2C(s)+O2(g)-2H2(g)-O2(g)====2CO(g)-2H2O(g)ΔH=-221.0kJ·mol-1-(-483.6kJ·mol-1),即2C(s)+2H2O(g)====2H2(g)+2CO(g)ΔH=+262.1kJ·mol-1C(s)+H2O(g)====CO(g)+H2(g)的ΔH为262.1kJ·mol-1÷2=+131.3kJ·mol-1。
答案:
D
【巩固】
1、已知下列热化学方程式:
(1)Fe2O3(s)+3CO(g)====2Fe(s)+3CO2(g)ΔH=-25kJ·mol-1
(2)3Fe2O3(s)+CO(g)====2Fe3O4(s)+CO2(g)ΔH=-47kJ·mol-1
(3)Fe3O4(s)+CO(g)====3FeO(s)+CO2(g)ΔH=+19kJ·mol-1
写出FeO(s)被CO还原成Fe和CO2的热化学方程式:
_________________________________。
2、已知下列热化学方程式:
Zn(s)+
O2(g)=ZnO(s)ΔH1=-351.1kJ/mol
Hg(l)+
O2(g)=HgO(s)ΔH2=-90.7kJ/mol
Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l)ΔH3
则ΔH3的值是()
A.-441.8kJ/molB.-254.6kJ/molC.-438.9kJ/molD.-260.4kJ/mol
答案及解析:
1.依据盖斯定律,化学反应不管是一步完成还是分几步完成,这个总过程的热效应是相同的。
我们可从所给的有关方程式分析:
从方程式(3)与方程式
(1)可看出有我们需要的物质。
但方程式(3)必须通过方程式
(2)有关物质才能和方程式
(1)结合在一起。
将方程式(3)×2+方程式
(2),得:
(4)Fe2O3(s)+CO(g)====2FeO(s)+CO2(g)ΔH=-9kJ·mol-1
2.D解析:
ΔH1-ΔH2就可得Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l),则ΔH3=ΔH1-ΔH2=-260.4kJ/mol
【拔高】
1、北京奥运会“祥云”火炬燃料是丙烷(C3H8),亚特兰大奥运会火炬燃料是丙烯(C3H6)。
(1)丙烷脱氢可得丙烯。
已知:
C3H8(g)=CH4(g)+HC
CH(g)+H2(g)△H1=156.6kJ·mol-1
CH3CH
CH2(g)=CH4(g)+HC
CH(g)△H2=32.4kJ·mol-1
则相同条件下,反应C3H8(g)=CH3CH
CH2(g)+H2(g)的△H=kJ·mol-1。
2、已知723K时,2SO2(g)+O2(g)====2SO3(g)ΔH=-QkJ·mol-1。
在相同条件下,向一密闭容器中通入2molSO2和1molO2,达平衡时放出热量为Q1;向另一体积相同的密闭容器中通入1molSO2和0.5molO2达到平衡时放出的热量为Q2,则Q1、Q2、Q满足的关系是
A.Q=Q1/2B.Q2
答案及解析:
1.将第2个方程式颠倒反写,然后与第1个方程式相加,即得所求的反应C3H8(g)====CH3CH=CH2(g)+H2(g),△H也随方程式的变化关系进行求算:
△H=-△H2+△H1=124.2kJ.mol-1。
2、BC
Q指生成2molSO3完全反应时放出的热。
若把2molSO2和1molO2混合,达平衡时生成的SO3小于2mol,则Q1 答案: BC
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