高中化学 第一章 第三节 化学反应热的计算学案 新人教版选修41

化学反应热的计算【学习目标】1.从能量守恒的角度理解并掌握盖斯定律。2.能正确运用盖斯定律解决具体问题。3.掌握化学反应热的有关计算。【学习过程】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，其反应热是相同的。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，而与反应的途径无关。2应用：因为有些反应进行得很慢，有些反应不容易直接发生，有些反应的产品不纯，这给测定反应热造成了困难。应用盖斯定律，就可以间接地把它们的反应热计算出来。如求C(s)O2(g)=CO(g)的反应热：根据盖斯定律，H1H3H2，H3H1H2，这样就可以求出C(s)O2(g)=CO(g)的反应热H3。二、反应热的计算1.计算依据：计算依据计算方法热化学方程式热化学方程式与数学上的方程式相似，可以左右颠倒同时改变正负号，各项的化学计量数包括H的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数盖斯定律根据盖斯定律，可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其H相加或相减，得到一个新的热化学方程式燃烧热可燃物完全燃烧产生的热量可燃物的物质的量其燃烧热键能H反应物的键能和生成物的键能和总能量HE(生成物)E(反应物)比热公式Qcmt2.应用盖斯定律求反应热的方法：(1)加和法：将所给热化学方程式适当加减得到所求的热化学方程式，反应热也作相应的变化。如已知：2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H1483.6 kJmol1，H2O(g)=H2O(l)H244.0 kJmol1，写出H2(g)O2(g)=H2O(l)的热化学方程式。根据盖斯定律：将便得出：H2(g)O2(g)=H2O(l) HH1H2(483.6 kJmol1)(44.0 kJmol1)285.8 kJmol1，所求热化学方程式为：H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1。（2）虚拟途径法：先根据题意虚拟转化过程，然后根据盖斯定律列式求解，即可求得待求的反应热。如若反应物A变为生成物D，可以有两个途径：由A直接变成D，反应热为H；由A经过B变成C，再由C变成D，每步的反应热分别为H1、H2、H3。如图所示，则有：HH1H2H3。H【当堂检测】1.已知：C(s)O2(g)=CO2(g)H1，CO2(g)C(s)=2CO(g)H2，2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H3，4Fe(s)3O2(g)=2Fe2O3(s)H4，3CO(g)Fe2O3(s)=3CO2(g)2Fe(s)H5。下列关于上述反应焓变的判断正确的是()AH10，H30，H40 CH1H2H3 DH3H4H52.已知：2C(s)O2(g)=2CO(g)H221.0 kJmol1；2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H483.6 kJmol1。则制备水煤气的反应C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)的H为 ()A262.6 kJmol1 B131.3 kJmol1C352.3 kJmol1 D131.3 kJmol13. 氯原子对O3的分解有催化作用：O3(g)Cl(g)=ClO(g)O2(g)H1，ClO(g)O(g)=Cl(g)O2(g)H2，大气臭氧层的分解反应是O3(g)O(g)=2O2(g)H，该反应的能量变化示意图如图，下列叙述中正确的是 ()A反应O3(g)O(g)=2O2(g)的HE1E3 B反应O3(g)O(g)=2O2(g)的HE2E3CO3(g)O(g)=2O2(g)是吸热反应 DHH1H24. 已知下列两个热化学方程式：H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.0 kJmol1C3H8(g)5O2(g)=3CO2(g)4H2O(l)H2 220.0 kJmol1(1)实验测得H2和C3H8的混合气体共5 mol，完全燃烧生成液态水时放热6 262.5 kJ，则混合气体中H2和C3H8的体积比为_。(2)已知：H2O(l)=H2O(g)H44.0 kJmol1，写出丙烷燃烧生成CO2和气态水的热化学方程式：_。5. 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)上图是N2(g)和H2(g)反应生成1 mol NH3(g)过程中能量变化示意图，请写出N2和H2反应的热化学方程式：_。(2)已知化学键键能是形成或拆开1 mol化学键放出或吸收的能量，单位kJmol1。若已知下列数据，试根据表中及图中数据计算NH的键能_kJmol1。化学键HHNN键能/kJmol1435943(3)用NH3催化还原NOx还可以消除氮氧化物的污染。例如：4NH3(g)3O2(g)=2N2(g)6H2O(g)H1a kJmol1N2(g)O2(g)=2NO(g)H2b kJmol1若1 mol NH3还原NO至N2，则该反应过程中的反应热H3_kJmol1(用含a、b的式子表示)。答案与解析题号答案解析1CAC(s)、CO(g)在O2(g)中燃烧生成CO2，均为放热反应，则有H10、H30；Fe(s)与O2(g)反应生成Fe2O3(s)为放热反应，则有H40。C将五个热化学方程式依次编号为、，根据盖斯定律，由可得，则有H1H2H3。D将五个热化学方程式依次编号为、，根据盖斯定律，由32可得，则有H43H32H52D根据盖斯定律，由题意知：1/21/2得：H(221.0 kJmol1)1/2(483.6 kJmol1)1/2131.3 kJmol13D 4(1)11(2)C3H8(g)5O2(g)=3CO2(g)4H2O(g)H2 044.0 kJmol1(1)设H2、C3H8的物质的量分别为n1、n2，则解得：在相同p、T时，11。(2)由H2O(l)=H2O(g)H44.0 kJmol1，则4 mol H2O(l)变为气态水吸热为176 kJ，故C3H8(g)5O2(g)=3CO2(g)4H2O(g)H2 044.0 kJmol15(1)N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92 kJmol1(2)390(3)(3ba)/4(1)由图像可知，该反应为放热反应，且生成1 mol NH3(g)时，放出的热量为(300254)kJ46 kJ。故N2和H2反应的热化学方程式为N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92 kJmol1。(2)设NH的键能为x，故反应热H92 kJmol1(3435943) kJmol16x，解得x390 kJmol1。(3)将3，反写，然后再与相加，可得，4NH3(g)6NO(g)=5N2(g)6H2O(g)，故其反应热H3ba，故1 mol NH3还原NO至N2，反应热为(3ba)/4 kJmol1