人教版高中化学选修四课件第一章第三节

第三节化学反应热的计算课程标准导航1.知道盖斯定律的内容，了解其在科学研究中的意义。2.能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。3．通过有关反应热计算的学习过程，掌握有关反应热计算的方法和技巧，以进一步提高计算能力。新知初探自学导引自主学习一、盖斯定律1．内容不管化学反应是一步完成或分几步完成，其反应热是_______的。或者说，化学反应的反应热只与反应体系的_____________有关，而与反应的_________无关。相同始态和终态途径2．理解途径角度如同山的绝对高度与上山的途径无关一样，A点相当于反应体系的_______，B点相当于反应体系的_______，山的高度相当于化学反应的_________。始态终态反应热从S→L，ΔH10，体系________；从L→S，ΔH20，体系________；据能量守恒，____________。放热吸热ΔH1＋ΔH2＝03．意义1有些反应进行得_______2有些反应不容易直接发生3有些反应的产品______⇒这给反应热测定造成困难，若应用____________，可以间接地把它们的反应热计算出来。很慢不纯盖斯定律二、反应热的计算1．计算依据反应热的计算依据有_________________、__________和___________的数据。2．举例已知：(1)C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1＝－393.5kJ/mol热化学方程式盖斯定律燃烧热(2)CO(g)＋12O2(g)===CO2(g)ΔH2＝－283.0kJ/mol若C(s)＋12O2(g)===CO(g)的反应热为ΔH。根据盖斯定律，知：ΔH1＝_________________________则：ΔH＝________________________________________________________________ΔH＋ΔH2ΔH1－ΔH2＝－393.5kJ/mol－(－283.0kJ/mol)＝－110.5kJ/mol自主体验1．已知C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1＝－393.5kJ/molC(s)＋12O2(g)===CO(g)ΔH2＝－110.5kJ/mol，则2molC在O2中完全燃烧，放出的热量为()A．221kJB．787kJC．393.5kJD．110.5kJ解析：选B。Q(热量)＝n×|ΔH1|，完全燃烧，则ΔH1＝－393.5kJ/mol，所以Q＝787kJ。解析：选C。目标方程式中H2的化学计量数为1，则②应除以2。2．已知①C(s)＋12O2(g)===CO(g)；②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)经过哪个计算过程可得到C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)()A．①－②B．①＋②C．①－②/2D．①＋②/2要点突破讲练互动盖斯定律的应用探究导引1若一个化学反应由始态转化为终态可通过不同的途径(如下图所示)：则ΔH与ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4、ΔH5之间有何关系？提示：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5。要点归纳1．理论依据(1)对盖斯定律的理解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,而与反应的途径无关。即如果一个反应可以分步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的。(2)举例若反应物A变为生成物D，可以有两种途径:a．由A直接变成D，反应热为ΔH；b．由A经过B变成C，再由C变成D，每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3。如图所示：则有：ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3。2．计算方法(1)方法将所给热化学方程式适当的相加减得出所求的热化学方程式，反应热也作相应的变化。(2)举例已知：①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH1＝－483.6kJ/mol②H2O(g)===H2O(l)ΔH2＝－44.0kJ/mol要写出H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)的热化学方程式据盖斯定律：将①×12＋②便得出H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH＝ΔH1×12＋ΔH2＝(－483.6kJ/mol)×12＋(－44.0kJ/mol)＝－285.8kJ/mol，所以所求热化学方程式为：H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.8kJ/mol。特别提醒热化学方程式如何变化，则反应热ΔH也相应变化。(1)热化学方程式相加(或相减)，则对应的反应热也相加(或相减)。(2)热化学方程式相乘(或相除)，则对应的反应热也相乘(或相除)。(3)正、逆反应的反应热数值大小相等，符号相反。即时应用1．实验中不能直接测出由石墨和氢气反应生成甲烷的ΔH，但可测出下面几个反应的热效应：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH1＝－890.3kJ·mol－1①C(石墨)＋O2(g)===CO2(g)ΔH2＝－393.5kJ·mol－1②H2(g)＋1/2O2(g)===H2O(l)ΔH3＝－285.8kJ·mol－1③根据盖斯定律求反应C(石墨)＋2H2(g)===CH4(g)④的ΔH4。解析：方法一：因为反应式①②③和④之间有以下关系：②＋③×2－①＝④。所以ΔH4＝ΔH2＋2ΔH3－ΔH1＝－393.5＋2×(－285.8)－(－890.3)＝－74.8(kJ·mol－1)方法二：也可以设计一个途径，使反应物经过一些中间步骤最后回到产物：可见，ΔH4＝ΔH2＋2ΔH3－ΔH1＝－74.8kJ·mol－1。答案：ΔH4＝－74.8kJ·mol－1探究导引2如何利用已知反应热求未知反应热?提示：(1)确定待求的反应方程式；(2)找出待求方程式中各物质出现在已知方程式的什么位置；(3)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；(4)实行叠加并检验分析的正确与否。反应热的计算要点归纳1．依据热化学方程式反应热与各物质的物质的量成正比。例：aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)ΔHabcd|ΔH|n(A)n(B)n(C)n(D)Q则nAa＝nBb＝nCc＝nDd＝Q|ΔH|。2．依据反应物断键吸收热量Q(吸)与生成物成键放出热量Q(放)ΔH＝Q(吸)－Q(放)3．依据反应物的总能量E(反应物)和生成物的总能量E(生成物)ΔH＝E(生成物)－E(反应物)4．依据物质的燃烧热ΔHQ(放)＝n(可燃物)×|ΔH|5．依据盖斯定律热化学方程式如何相加(或减)，则反应热作相应变化。6．依据比热公式Q＝cmΔt。特别提醒(1)吸热反应的反应热ΔH0,放热反应的反应热ΔH0,在热化学方程式中ΔH的“＋”或“－”号均不能省去。(2)热化学方程式与数学上的方程式相似，可以移项，同时改变正负号；各项的化学计量数以及ΔH的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数。即时应用2．(2012·宜昌高二测试)根据下列热化学方程式：①C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1＝－393.5kJ/mol②H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH2＝－285.8kJ/mol③CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)ΔH3＝－870.3kJ/mol可以计算出2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)的反应热为()A．ΔH＝＋244.1kJ/molB．ΔH＝－488.3kJ/molC．ΔH＝－996.6kJ/molD．ΔH＝＋996.6kJ/mol解析：选B。由①×2＋②×2－③可得：2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)ΔH＝2ΔH1＋2ΔH2－ΔH3＝2×(－393.5kJ/mol)＋2×(－285.8kJ/mol)－(－870.3kJ/mol)＝－488.3kJ/mol。题型探究权威预测盖斯定律及其应用例1(2010·高考广东卷)在298K、100kPa时，已知：2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g)ΔH1Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g)ΔH22Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g)ΔH3则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是()A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2【解析】第三个方程式可由第二个方程式乘以2与第一个方程式相加得到，由盖斯定律可知ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2。【答案】A【规律方法】应用盖斯定律进行热化学方程式相加(或减)时，做到：(1)左侧(即反应物)加(或减)左侧；(2)右侧(即生成物)加(或减)右侧；(3)在此过程中已知化学方程式要扩大或缩小相应的倍数以消去中间产物；(4)据化学方程式的变化确定反应热的变化。(2012·平顶山高二检测)已知C(石墨)、H2和CO的燃烧热分别为393.5kJ/mol、285.8kJ/mol和282.8kJ/mol。现有H2和CO组成的混合气体56.0L(标准状况)，经充分燃烧后，放出的总热量为710.0kJ,并生成液态水。下列热化学方程式或描述正确的是(双选)()反应热的计算例2A．2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)ΔH＝＋282.8kJ/molB．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH＝－571.6kJ/molC．C(石墨，s)＋12O2(g)===CO(g)ΔH＝－110.7kJ/molD．燃烧前混合气体中，H2的体积分数为40%【解析】据题意可写出下列热化学方程式：①C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5kJ/mol②H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.8kJ/mol③CO(g)＋12O2(g)===CO2(g)ΔH＝－282.8kJ/molA项ΔH的数值及符号均错误；B项H2O的状态应为液态；将①－③得出：C(石墨，s)＋12O2(g)===CO(g)，其反应热ΔH＝(－393.5kJ/mol)－(－282.8kJ/mol)＝－110.7kJ/mol，C正确；设混合气体中H2的物质的量为x，则CO的物质的量为56.0L22.4L/mol－x＝2.5mol－x，据H2和CO的燃烧热得出285.8kJ/mol·x＋282.8kJ/mol×(2.5mol－x)＝710.0kJ，解得x＝1mol，所以H2的体积分数为1mol2.5mol×100%＝40%，D正确。【答案】CD【易误警示】本题易漏选C项，原因是误把C项当成C的燃烧热的热化学方程式，从而简单地认为反应热ΔH＝－393.5kJ/mol，从而认为C项错误，实际上C项需应用盖斯定律将石墨及CO的燃烧热的热化学方程式相减而得。课堂达标即时巩固热点示例思维拓展盖斯定律探究方向盖斯定律比较反应热的大小比较物质的稳定性燃料燃烧中能量守恒[经典案例]煤燃烧的反应热可通过以下两个途径来利用：a．利用煤在充足的空气中直接燃烧产生的反应热；b．先使煤与水蒸气反应得到氢气和一氧化碳，然后使得到的氢气和一氧化碳在充足的空气中燃烧。这两个过程的热化学方程式为：a．C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝E1①b．C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)ΔH＝E2②H2(g)＋12O2(g)===H2O(g)ΔH＝E3③CO(g)＋12O2(g)===CO2(g)ΔH＝E4④试回答下列问题：(1)与途径a相比，途径b有较多的优点，即________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)上述四个热化学方程式中ΔH0的反应有________。(3)等质量的煤分别通过以上两条不同的途径产生的可利用的总能量关系正确的是________。A．a比b