高中化學(xué)第1章化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)第2節(jié)反應(yīng)熱的計(jì)算教案選擇性高中選擇性化學(xué)教案

第二節(jié)反響熱的計(jì)算發(fā)展目標(biāo)系統(tǒng)建立1．認(rèn)識(shí)化學(xué)能能夠與熱能、電能等其余形式能量之間的互相轉(zhuǎn)變，能量的轉(zhuǎn)變按照能量守恒定律。2．認(rèn)識(shí)蓋斯定律及其簡(jiǎn)單應(yīng)用。3．能進(jìn)行反響焓變的簡(jiǎn)單計(jì)算。一、蓋斯定律1．內(nèi)容一個(gè)化學(xué)反響，不論是一步達(dá)成仍是分幾步達(dá)成的，其反響熱是同樣的(填“同樣”或“不一樣”)。2．特色化學(xué)反響的反響熱，只與反響系統(tǒng)的始態(tài)、終態(tài)有關(guān)，與反響進(jìn)行的門(mén)路沒(méi)關(guān)。反響熱總值必定，如圖表示始態(tài)到終態(tài)的反響熱。則H＝H1＋H2＝H3＋H4＋H5。3．意義1有些反響的反響熱固然沒(méi)法直接測(cè)得，但可經(jīng)過(guò)間接的方法測(cè)定。如：C(s)＋2O2(g)===CO(g)反響的H沒(méi)法直接測(cè)得，但以下兩個(gè)反響的H能夠直接測(cè)得：C(s)＋O2(g)===CO2(g)1＝－393.5kJ·mol－1H122(g)2·mol－1CO(g)＋2O(g)===COH＝－283.0kJ則在此溫度下12H＝12·mol－1C(s)＋2O(g)===CO(g)反響的H－H＝－110.5kJ二、反響熱的計(jì)算1．利用熱化學(xué)方程式計(jì)算25℃、101kPa，使1.0gNa與足量Cl2反響，生成NaCl晶體并放出17.87kJ熱量，則生成1molNaCl的反響熱為－411.01_kJ·mol－1。2．利用焚燒熱計(jì)算乙醇的焚燒熱為H＝－1366.8kJ·mol－1，則25℃、101kPa時(shí)1kg乙醇完整燃燒放出的熱量為2.971×104_kJ。3．利用蓋斯定律計(jì)算已知：溫度過(guò)高時(shí)，WO2(s)轉(zhuǎn)變?yōu)閃O2(g)：①WO2(s)＋2H2(g)W(s)＋2HO(g)H1②WO2(g)＋2H2(g)W(s)＋2HO(g)H2則WO2(s)WO2(g)的H＝H1－H2。1．判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)。(1)同溫同壓下，氫氣和氯氣分別在光照條件下和點(diǎn)燃的條件下發(fā)生反響時(shí)的H不一樣。(×)(2)熱化學(xué)方程式前面的化學(xué)計(jì)量數(shù)代表分子數(shù)或物質(zhì)的量。(×)控制碳焚燒進(jìn)度，先焚燒生成CO，CO再焚燒生成CO2，則能放出更多熱量。2．以下對(duì)于蓋斯定律描繪不正確的選項(xiàng)是( )A．化學(xué)反響的反響熱不單與反響系統(tǒng)的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，也與反響的門(mén)路有關(guān)B．蓋斯定律恪守能量守恒定律C．利用蓋斯定律可間接計(jì)算經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)難測(cè)定的反響的反響熱D．利用蓋斯定律能夠計(jì)算有副反響發(fā)生的反響的反響熱A[化學(xué)反響的反響熱與反響系統(tǒng)的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，與反響的門(mén)路沒(méi)關(guān)。]3．已知：2SO(g)＋O2(g)2SO3(g)H1＝－196.6kJ·mol2NO(g)＋O2(g)2NO(g)H2＝－113.0kJ·mol

11

①；②，則反響NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)的H＝________kJ·mol－1。11[分析]依據(jù)蓋斯定律，由①×2－②×2可得：SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)，111－11－1則H＝2H1－2H2＝2×(－196.6kJ·mol)－2×(－113.0kJ·mol)＝－41.8kJ·mol－1。[答案]－41.8蓋斯定律的理解與應(yīng)用將煤轉(zhuǎn)變?yōu)樗簹馐墙?jīng)過(guò)化學(xué)方法將煤轉(zhuǎn)變?yōu)闈崈羧剂系姆椒ㄖ?。煤轉(zhuǎn)變?yōu)樗簹獾闹饕错憺镃＋H2O(g)===CO＋H2。生活知識(shí)告訴我們濕潤(rùn)的煤炭焚燒時(shí)火焰更旺，就是因?yàn)橛幸谎趸己蜌錃獾纳?。C(石墨)與O2(g)反響生成CO(g)、CO2(g)的能量變化圖[問(wèn)題1]剖析有關(guān)數(shù)據(jù)，思慮濕潤(rùn)的煤炭焚燒時(shí)能否能夠放出更多熱量？[提示]不可以。碳焚燒的最后產(chǎn)物是二氧化碳，該反響不論是一步達(dá)成仍是分幾步完成，反響熱是同樣的。[問(wèn)題2]剖析圖，你可否從能量守恒的角度，解說(shuō)化學(xué)反響的熱效應(yīng)只與反響系統(tǒng)的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)？[提示]因?yàn)樵谥付顟B(tài)下，各樣物質(zhì)的焓值都是獨(dú)一確立的，所以不論經(jīng)過(guò)哪些步驟從反響物變?yōu)樯晌?，它們的差值是不?huì)改變的，即反響的焓變是同樣的。運(yùn)用蓋斯定律解題的常用方法1．虛構(gòu)路徑法：若反響物

A變?yōu)樯晌?/p>

D，能夠有兩個(gè)門(mén)路：①由

A直接變?yōu)?/p>

D，反應(yīng)熱為

H；②由

A經(jīng)過(guò)

B變?yōu)?/p>

C，再由

C變?yōu)?/p>

D，每步的反響熱分別為

H1、

H2、

H3，以下圖：則有：H＝H1＋H2＋H3。2．加合法：即運(yùn)用所給化學(xué)方程式便可經(jīng)過(guò)加減的方法獲得新化學(xué)方程式。如：求P4(白磷)===4P(紅磷)的熱化學(xué)方程式。已知：

P4(

白磷，

s)＋5O2(g)===P4O10(s)

H1

①P(紅磷，

5s)＋4O2(g)===

14P4O10(s)

H2

②即可用①－②×4得出白磷轉(zhuǎn)變?yōu)榧t磷的熱化學(xué)方程式。3．解題注意事項(xiàng)熱化學(xué)方程式同乘以某一個(gè)數(shù)時(shí)，反響熱數(shù)值也一定乘上該數(shù)。熱化學(xué)方程式相加減時(shí)，同種物質(zhì)之間可相加減，反響熱也隨之相加減，所求之和為其代數(shù)和。將一個(gè)熱化學(xué)方程式顛倒時(shí)，H的“＋”“－”號(hào)一定隨之改變。1．已知：①2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)H＝－566kJ·mol－1；②N2(g)＋O2(g)===2NO(g)H＝＋180kJ·mol－1，則2CO(g)＋2NO(g)===N(g)＋2CO(g)的H是( )A．－386kJ·mol－1－1B．＋386kJ·molC．－746kJ·mol－1－1D．＋746kJ·molC[利用蓋斯定律可知①－②即可得：2CO(g)＋2NO(g)===N(g)＋2CO(g)，故該反響的H＝－566kJ·mol－1－180kJ·mol－1＝－746kJ·mol－1。]2．把煤作為燃料可經(jīng)過(guò)以下兩種門(mén)路：門(mén)路ⅠC(s)＋O2(g)===CO2(g)H1＜0門(mén)路Ⅱ先制水煤氣：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)H2＞0①再焚燒水煤氣：2CO(g)＋

O2(g)===2CO2(g)

H3＜0

②2H(g)

＋

O2(g)===2H

2O(g)

H4＜0

③請(qǐng)回答以下問(wèn)題：(1)判斷兩種門(mén)路放熱：門(mén)路Ⅰ放出的熱量________門(mén)路Ⅱ放出的熱量(填“大于”“等于”或“小于”)。(2)H、H、H、H的數(shù)學(xué)關(guān)系是__________________。1234(3)因?yàn)橹迫∷簹獾姆错懤?，反響物擁有的總能量________(填“大于”“等于”或“小于”)生成物擁有的總能量，那么在化學(xué)反響時(shí)，反響物就需要________能量才能轉(zhuǎn)變?yōu)樯晌?，所以其反響條件為_(kāi)__________________________________________________________________________________。[分析](1)門(mén)路Ⅱ中，依據(jù)蓋斯定律①＋(②＋③)×12可得門(mén)路Ⅰ的方程式，故兩種門(mén)路放出的熱量同樣。(2)H＝H＋1H＋H)。(3)因?yàn)镠＞0，故反響物的總能量小于生成物的總(1234能量。1[答案](1)等于(2)H1＝H2＋2(H3＋H4)(3)小于汲取高溫反響熱計(jì)算的常用方法已知以下信息：①Na(s)＋1Cl2(g)===NaCl(s)＝－411kJ·mol－12H②已知以下反響的反響熱3221－1CHCOOH(l)＋2O(g)===2CO(g)＋2HO(l)H＝－870.3kJ·molC(s)＋O2(g)===CO2(g)H2＝－393.5kJ·mol－121223·mol－1H(g)＋2O(g)===HO(l)H＝－285.8kJ[問(wèn)題1]依據(jù)信息①，求生成2molNaCl的反響熱。[提示]H′＝2H＝－411kJ·mol－1×2＝－822kJ·mol－1。[問(wèn)題2]依據(jù)信息②，計(jì)算反響2C(s)＋2H(g)＋O(g)===CHCOOH(l)的反響熱。223[提示]依據(jù)蓋斯定律，將已知中的后2個(gè)方程式分別乘以2，而后相加，最后減去第一個(gè)方程式即得要求的方程式，H也進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算辦理。即H′＝－393.5kJ·mol－1×2(－285.8kJ·mol－1×2)－(－870.3kJ·mol－1)＝－488.3kJ·mol－1。反響熱的計(jì)算計(jì)算依照計(jì)算方法熱化學(xué)方程式與數(shù)學(xué)上的方程式相像，能夠左右顛倒同時(shí)改變正依據(jù)熱化學(xué)方程式負(fù)號(hào)，各項(xiàng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)包含H的數(shù)值能夠同時(shí)擴(kuò)大或減小相同的倍數(shù)依據(jù)蓋斯定律，能夠?qū)蓚€(gè)或兩個(gè)以上的熱化學(xué)方程式包含其依據(jù)蓋斯定律H相加或相減，獲得一個(gè)新的熱化學(xué)方程式依據(jù)焚燒熱可燃物完整焚燒產(chǎn)生的熱量＝可燃物的物質(zhì)的量×其焚燒熱H＝反響物的化學(xué)鍵斷裂所汲取的能量和－生成物的化學(xué)鍵形依據(jù)化學(xué)鍵的變化成所放出的能量和依據(jù)反響物和生成H＝E(生成物)－E(反響物)物的總能量3．白磷與氧氣可發(fā)生以下反響：P4＋5O2===P4O10。已知斷裂以下化學(xué)鍵需要汲取的能量分別為P—PakJ·mol－1、P—ObkJ·mol－1、P===OckJ·mol－1、O===OdkJ·mol－1，依據(jù)圖示的分子構(gòu)造和有關(guān)數(shù)據(jù)估量該反響的H，此中正確的選項(xiàng)是( )A．(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1B．(4c＋12b－6a－5d)kJ·mol－1C．(4c＋12b－4a－5d)kJ·mol－1D．(4a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1A[由鍵能求反響熱的公式為H＝反響物的化學(xué)鍵斷裂汲取能量總和－生成物的化學(xué)鍵形成所放出的能量總和，則H＝6×akJ·mol－1＋5×dkJ·mol－1－(12×bkJ·mol1＋4×ckJ·mol－1)＝(6a＋5d－4c－12b)kJ·mol－1，A項(xiàng)正確。]4．紅磷

P(s)

和

Cl2(g)

發(fā)生反響生成

PCl3(g)

和

PCl5(g)

，反響過(guò)程中的能量關(guān)系如圖所示(圖中的

H表示生成

1mol

產(chǎn)物的數(shù)據(jù)

)。依據(jù)圖像回答以下問(wèn)題：(1)P(s)和Cl2(g)反響生成PCl3(g)的熱化學(xué)方程式是_________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)PCl5(g)分解成PCl(g)和Cl2(g)的熱化學(xué)方程式是3______________________________________________________________________________________________________________________________。(3)P(s)和Cl2(g)分兩步反響生成1molPCl5(g)的H3＝______________，P(s)和Cl2(g)一步反響生成1molPCl(g)的H________(填“大于”“小于”或“等于”)H。543[分析](1)聯(lián)系圖像找出生成1molPCl3(g)時(shí)放出的熱量為306kJ。(2)聯(lián)系圖像分析出PCl(g)和Cl(g)生成1molPCl(g)時(shí)放出93kJ的熱量，則1molPCl(g)分解為PCl(g)32553和Cl2(g)時(shí)應(yīng)汲取93kJ的熱量。(3)依據(jù)蓋斯定律可知由P(s)和Cl2(g)生成1molPCl5(g)的H3＝H1＋H2＝－399kJ·mol－1，不論該反響是一步達(dá)成仍是分幾步達(dá)成，其反響熱是同樣的。3－1[答案](1)2Cl2(g)＋P(s)===PCl3(g)H＝－306kJ·mol(2)PCl5(g)===PCl3(g)＋Cl2(g)＝＋93kJ·mol－1(3)－399kJ·mol－1等于H城市生活垃圾資源化潔凈重生利用，是最近幾年新盛行來(lái)的旭日家產(chǎn)。針對(duì)我國(guó)現(xiàn)階段城市生活垃圾多組分、高水分、低熱值的特色，浙大熱能所提出了內(nèi)循環(huán)焚燒、氣力輸送式冷渣分選回送，湍流式煙氣凈化法為主要內(nèi)容的“城市生活垃圾潔凈焚燒”新方法，并成功應(yīng)用于日辦理800噸城市生活垃圾流化床焚燒爐的工程示范。該研究成就包含重金屬、有機(jī)污染物、二英、氟、氯及化合物、小顆粒及溫室氣體等污染物的生成機(jī)理及控制技術(shù)，特別是對(duì)多種污染物的同時(shí)脫除進(jìn)行了創(chuàng)始性的研究工作。實(shí)現(xiàn)了城市生活垃圾的高效干凈焚燒和能源化利用。[問(wèn)題1]閱讀資料剖析城市生活垃圾焚燒應(yīng)注意哪些問(wèn)題？(修養(yǎng)角度——科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任)[提示]生活垃圾焚燒時(shí)的熱能利用；防備二次污染。[問(wèn)題2]生活垃圾送到焚燒發(fā)電廠以后，卸至垃圾池內(nèi)，發(fā)酵七天左右，能夠?qū)崿F(xiàn)脫水。而后才焚燒發(fā)電。剖析這樣操作的原由是什么？(修養(yǎng)角度——科學(xué)研究與創(chuàng)新意識(shí))[提示]諸假如皮等生活垃圾富含水分，假如直接送到焚燒爐里，難以完全焚燒。脫水以后的生活垃圾更簡(jiǎn)單焚燒，利用率自然更高，產(chǎn)生的固體廢物也更少，生活垃圾的辦理也更為完全。[問(wèn)題

3]

發(fā)酵的垃圾中含有沼氣，

沼氣能夠很好地助燃，

爐內(nèi)溫度可達(dá)

850℃以上。含鉛汽油、煤、防腐辦理過(guò)的木材等各樣荒棄物在焚燒溫度低于

400℃時(shí)簡(jiǎn)單產(chǎn)生二

英。可是焚燒爐溫度保持在

850℃以上，能夠有效分解二

英，基本能夠除去二

英對(duì)環(huán)境的不良影響。沼氣的主要成分是甲烷，已知

1g

甲烷完整焚燒生成液態(tài)水時(shí)放出

55.64kJ

的熱量，寫(xiě)出甲烷焚燒的熱化學(xué)方程式，并計(jì)算出甲烷的焚燒熱H是多少？(修養(yǎng)角度——宏觀辨別與微觀探析)[提示]CH4(g)＋2O(g)===CO2(g)＋2HO(l)H＝－890.24kJ·mol－1；甲烷的焚燒熱H＝－890.24kJ·mol－1。1．物質(zhì)E在必定條件下可發(fā)生一系列轉(zhuǎn)變，由圖判斷以下關(guān)系錯(cuò)誤的選項(xiàng)是( )A．E―→JH＝－H6B．

H1＋

H2＋

H3＋

H4＋

H5＋

H6＝1C．G―→J

|

H|

＝|

H1＋

H2＋

H6|D．|

H1＋

H2＋

H3|＝|

H4＋

H5＋

H6|B[由蓋斯定律可知：

E―→J

H＝

H1＋

H2＋

H3＋

H4＋

H5＝－

H6，即

H1＋H2＋

H3＋

H4＋

H5＋

H6＝0，故

A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由

G―→J能夠判斷，

H＝

H3＋H4＋

H5＝－(

H1＋

H2＋

H6)，故

C項(xiàng)正確；由

E―→H知：

H＝

H1＋

H2＋

H3＝－(

H4＋

H5＋

H6)，故

D項(xiàng)正確。

]2．對(duì)于以下圖的轉(zhuǎn)變關(guān)系

(X

代表鹵素

)，以下說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是

(

)A．2H(g)

＋2X(g)===2HX(g)

H3<0B．生成

HX的反響熱與門(mén)路沒(méi)關(guān)，所以

H1＝

H2＋

H3C．門(mén)路Ⅲ生成

HCl放出的熱量比生成

HBr的多，說(shuō)明

HCl比

HBr穩(wěn)固D．Cl、Br、I的非金屬性挨次減弱，所以門(mén)路Ⅱ汲取的熱量挨次增加D[原子形成化學(xué)鍵時(shí)放熱，焓變小于0，則2H(g)＋2X(g)===2HX(g)H3<0，A項(xiàng)正確；反響熱與反響系統(tǒng)的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，與反響門(mén)路沒(méi)關(guān)，生成HX的反響熱與門(mén)路無(wú)關(guān)，故H1＝H2＋H3，B項(xiàng)正確；門(mén)路Ⅲ生成HCl放出的熱量比生成HBr放出的熱量多，說(shuō)明HCl的能量低，比HBr穩(wěn)固，C項(xiàng)正確；Cl、Br、I的原子半徑挨次增大，斷裂Cl2、Br2、I2中的化學(xué)鍵需要的能量挨次減少，所以門(mén)路Ⅱ汲取的能量挨次減少，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]3．有以下3個(gè)熱化學(xué)方程式：21221－1(1)H(g)＋2O(g)===HO(g)H＝－akJ·mol1H2＝－bkJ·mol－1(2)H2(g)＋2O2(g)===H2O(l)(3)2H(g)＋O(g)===2HO(l)－12Hc223對(duì)于它們?cè)谝韵卤硎鲋械脑珊徒Y(jié)論都正確的選項(xiàng)是( )選項(xiàng)原由結(jié)論AH2的焚燒是放熱反響a、b、c均大于零B方程式(1)和(2)的物質(zhì)種類(lèi)和化學(xué)計(jì)量數(shù)均同樣a＝bC方程式(1)和(3)中H2O的狀態(tài)不一樣，化學(xué)計(jì)量數(shù)不一樣a、c不會(huì)有任何關(guān)系D方程式(3)的化學(xué)計(jì)量數(shù)是(2)的2倍H2<H3A[A項(xiàng)，H2的焚燒是放熱反響，H1、H2、H3分別表示熱化學(xué)方程式的焓變，a、b、c分別表示焓變數(shù)值，故a、b、c均大于零，正確；B項(xiàng)，物質(zhì)狀態(tài)不同樣，故a≠b，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，方程式(1)和(3)表示的反響實(shí)質(zhì)同樣，故a、c之間應(yīng)有必定的關(guān)系；D項(xiàng)，比較H的大小應(yīng)同時(shí)注意數(shù)值和符號(hào)，因方程式(3)的化學(xué)計(jì)量數(shù)是方程式(2)的2倍，所以2b＝c，但H2＝－bkJ·mol－1，H3＝－ckJ·mol－1，故H2>H3，錯(cuò)誤。]2H＝－221.0kJ·mol－124．已知：①2C(s)＋O(