2020高中化学 第一章 化学反应与能量 第三节 化学反应热的计算课件 新人教版选修4

[明确学习目标]1.了解盖斯定律的内容，理解盖斯定律的本质，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。23学生自主学习1.盖斯定律不管化学反应是一步完成或完成，其反应热是的。或者说，化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关，而与无关。□01分几步□02相同□03反应的途径2．从能量守恒定律理解从S→L，ΔH10，体系；从L→S，ΔH20，体系；根据能量守恒，ΔH1＋ΔH2＝0。3．盖斯定律的应用因为有些反应进行得，有些反应发生，有些反应的产品，这给测定反应热造成了困难。应用盖斯定律，就可以地把它们的反应热计算出来。如求C(s)＋12O2(g)===CO(g)的反应热：□04放热□05吸热□06很慢□07不易直接□08不纯□09间接根据盖斯定律，ΔH1＝ΔH3＝这样就可以求出C(s)＋12O2(g)===CO(g)的反应热ΔH3。4．化学反应热的计算根据、盖斯定律和的数据，可以计算一些反应的反应热。□11ΔH1－ΔH2□10ΔH3＋ΔH2□13燃烧热□12热化学方程式1．观察图a和图b，根据盖斯定律，写出ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4、ΔH5和ΔH6的关系。提示：应用盖斯定律，抓住起点和终点即可列式。图a起点可看作是A，终点也是A，总结果是A→A，即ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5＋ΔH6＝0；图b起点是A，终点是F，即ΔH6＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＋ΔH5。提示2．实验中不能直接测出由石墨和氢气生成甲烷反应的ΔH，但可测出CH4、C(石墨)、H2燃烧反应的ΔH，根据盖斯定律求ΔH4。CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH1＝－890.3kJ/mol(1)C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH2＝－393.5kJ/mol(2)H2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH3＝－285.8kJ/mol(3)C(石墨，s)＋2H2(g)===CH4(g)ΔH4＝？(4)提示：利用盖斯定律可虚拟设计如下过程：可见ΔH4＝ΔH2＋2ΔH3－ΔH1＝－393.5kJ/mol＋2×(－285.8kJ/mol)－(－890.3kJ/mol)＝－74.8kJ/mol该过程可以看作是热化学反应方程式：(4)＝(2)＋(3)×2－(1)。提示23课堂互动探究1.反应热总值一定，如下图表示始态到终态的反应热。则ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5。2．利用盖斯定律计算反应热的方法(1)虚拟路径法：若反应物A变为生成物D可以有两种途径：①由A直接变成D，反应热为ΔH。②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)加合法：即运用所给热化学方程式通过乘除系数后再加减的方法得到所求热化学方程式。①已知热化学方程式的反应物与所求热化学方程式一致，则调整系数一致后作为“基础”或与“基础”相加合。②当热化学方程式进行加减运算时，ΔH也要进行同样的加减运算，且要带“＋”“－”符号，即把ΔH看作一个整体进行运算。③将一个热化学反应方程式倒转表示时，ΔH的“＋”“－”符号必须互换，但数值不变。[即时练]1．现在科学家正在寻求将太阳能转化成化学能的方法，其中之一就是利用太阳能将H2O分解成H2，再将化学能转化为其他能源。下图是有关的能量循环示意图，下列有关说法正确的是()A．图中ΔH1＝ΔH2＋ΔH3B．如果H—H的键能为akJ·mol－1，O===O键能为bkJ·mol－1，则断开1molH—O键所需要的太阳能为(ΔH1＋a＋b)kJC．H2燃烧热为－ΔH3kJ·mol－1D．水蒸气所具有的能量比液态水多ΔH2kJ答案C答案解析利用盖斯定律得ΔH1＝－(ΔH2＋ΔH3)，A错误；由图可知H2O(g)===H2(g)＋12O2(g)ΔH＝ΔH1，则成键H—H、O===O1mol，共放热a＋b2kJ，断键H—O1mol要吸收太阳能ΔH1＋a＋b22kJ，B错误；1molH2O(g)所具有的能量比1molH2O(l)多ΔH2kJ，D错误。解析2．已知C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热ΔH分别是－1411.0kJ·mol－1和－1366.8kJ·mol－1，则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的ΔH为()A．－44.2kJ·mol－1B．＋44.2kJ·mol－1C．－330kJ·mol－1D．＋330kJ·mol－1答案A答案解析由题意可知，C2H4(g)燃烧的热化学方程式为①C2H4(g)＋3O2(g)===2H2O(l)＋2CO2(g)ΔH＝－1411.0kJ·mol－1；C2H5OH(l)燃烧的热化学方程式为②C2H5OH(l)＋3O2(g)===3H2O(l)＋2CO2(g)ΔH＝－1366.8kJ·mol－1；根据盖斯定律，①－②可得：C2H4(g)＋H2O(l)===C2H5OH(l)ΔH＝(－1411.0kJ·mol－1)－(－1366.8kJ·mol－1)＝－44.2kJ·mol－1。解析规律方法利用已知热化学方程式的焓变求未知反应焓变的步骤(1)确定待求反应的热化学方程式。(2)找出待求热化学方程式中各物质出现在已知方程式中的位置(是同侧还是异侧)。(3)利用同侧相加、异侧相减进行处理。(4)根据未知热化学方程式中各物质的化学计量数，通过乘除来调整已知反应的化学计量数，并消去中间产物。(5)进行叠加并确定反应热。本课归纳总结1.盖斯定律的应用方法“虚拟路径”法和“加合”法。2．运用盖斯定律计算反应热的3个关键(1)热化学方程式的化学计量数加倍，ΔH也相应加倍。(2)热化学方程式相加减，反应热也相应加减。(3)将热化学方程式颠倒时，ΔH的正负必须随之改变。23学习效果检测1．已知：Fe2O3(s)＋32C(s)===32CO2(g)＋2Fe(s)ΔH＝＋234.1kJ/mol；C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5kJ/mol；则2Fe(s)＋32O2(g)===Fe2O3(s)的ΔH是()A．－824.4kJ/molB．－627.6kJ/molC．－744.7kJ/molD．－169.4kJ/mol答案A答案解析观察热化学方程式Fe2O3＋32C(s)===32CO2(g)＋2Fe(s)ΔH1＝＋234.1kJ/mol①；C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH2＝－393.5kJ/mol②；②×32－①可得2Fe(s)＋32O2(g)===Fe2O3(s)，则ΔH＝32ΔH2－ΔH1＝－824.35kJ/mol≈－824.4kJ/mol。解析2．已知热化学方程式：H2O(g)===H2(g)＋12O2(g)ΔH＝＋241.8kJ/molH2(g)＋12O2(g)===H2O(l)ΔH＝－285.8kJ/mol，当1g液态水变为水蒸气时，其热量变化是()A．ΔH＝＋88kJ/molB．ΔH＝＋2.44kJ/molC．ΔH＝－4.98kJ/molD．ΔH＝－44kJ/mol答案B答案解析将两式相加得到H2O(g)===H2O(l)ΔH＝－44kJ/mol，所以每1g液态水变成水蒸气需要吸收的热量为4418kJ≈2.44kJ。解析3．已知：C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1CO2(g)＋C(s)===2CO(g)ΔH22CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)ΔH34Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)ΔH43CO(g)＋Fe2O3(s)===3CO2(g)＋2Fe(s)ΔH5下列关于上述反应焓变的判断正确的是()A．ΔH10，ΔH30B．ΔH20，ΔH40C．ΔH1＝ΔH2＋ΔH3D．ΔH3＝ΔH4＋ΔH5答案C答案解析C与O2生成CO2的反应是放热反应，ΔH10，CO2与C生成CO的反应是吸热反应，ΔH20，CO与O2生成CO2的反应是放热反应，ΔH30，铁与氧气的反应是放热反应，ΔH40，A、B错误；前两个方程式相减得：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)ΔH3＝ΔH1－ΔH2，即ΔH1＝ΔH2＋ΔH3，C正确；由4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)ΔH4和6CO(g)＋2Fe2O3(s)===6CO2(g)＋4Fe(s)2ΔH5相加，得2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)ΔH3＝(ΔH4＋2ΔH5)/3，D错误。解析4．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答案B答案解析由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。解析5．已知乙炔与苯蒸气完全燃烧的热化学方程式如下所示：①C2H2(g)＋52O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l)ΔH＝－1300kJ/mol②C6H6(g)＋152O2(g)===6CO2(g)＋3H2O(l)ΔH＝－3295kJ/mol下列说法正确的是()A．1molC2H2(g)完全燃烧生成气态水时放热大于1300kJB．1molC6H6(l)完全燃烧生成液态水时放热大于3295kJC．相同条件下，等质量的C2H2(g)与C6H6(g)完全燃烧，C6H6(g)放热更多D．C2H2(g)三聚生成C6H6(g)的过程属于放热反应答案D答案解析A项，水由液态到气态需要吸热，由①知生成气态水放热小于1300kJ；B项，由②知放热小于3295kJ；C项，等质量时放热，C2H2130026C6H6329578；D项，依据盖斯定律：3×①－②得3C2H2(g)===C6H6(g)ΔH＝－605kJ/mol。解析6．将氧化铁还原为铁的技术在人类文明的进步中占有十分重要的地位。炼铁高炉中发生的关键反应如下：C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5kJ/molCO2(g)＋C(s)===2CO(g)ΔH＝＋172.46kJ/molFe2O3＋CO―→Fe＋CO2若已知：2Fe(s)＋32O2(g)===Fe2O3(s)ΔH＝－824.21kJ/mol根据上面三个热化学方程式，回答下列问题：(1)CO的燃烧热为________；写出其热化学方程式________________。(2)高炉内Fe2O3被CO还原为Fe的热化学方程式为_____________。答案(1)282.98kJ/molCO(g)＋12O2(g)===CO2(g)ΔH＝－282.98kJ/mol(2)Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)ΔH＝－24.73kJ/mol答案解析由题意：①C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1＝－393.5kJ/mol②CO2(g)＋C(s)===2CO(g)ΔH2＝＋172.46kJ/mol③2Fe(s)＋32O2(g)===Fe2O3(s)ΔH3＝－824.21kJ/mol④CO(g)＋12O2(g)===CO2(g)ΔH4⑤Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)ΔH5解析根据盖斯定律：(1)④＝12(①－②)，所以ΔH4＝12(ΔH1－ΔH2)＝12(－393.5kJ/mol－172.46kJ/mol)＝－282.98kJ/mol。(2)⑤＝3×④－③，所以ΔH5＝