2019-2020学年高中化学第1章第3节化学反应热的计算课件新人教版选修.ppt

第三节化学反应热的计算 新知预习 自主预测 1 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 换句话说 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 意义 对于进行得很慢的反应 不容易直接发生的反应 产品不纯 即有副反应发生 的反应 测定其反应热比较困难 如果应用盖斯定律 就可以间接地把它们的反应热计算出来 3 举例 下图表示始态到终态的反应热 则 H H1 H2 H3 H4 H5 新知预习 自主预测 2 根据热化学方程式 盖斯定律和燃烧热的数据 可以计算一些反应的反应热 新知预习 自主预测 1 判断正误 正确的打 错误的打 1 一个反应一步完成或分几步完成 两者相比 经过的步骤越多 放出的热量就越多 2 化学反应的反应热与化学反应的始态有关 与终态无关 3 利用盖斯定律 可计算某些反应的反应热 4 任何化学反应的反应热都可以直接测定 5 不同的热化学方程式之间 因反应的物质不同 故热化学方程式不能相加减 答案 1 2 3 4 5 新知预习 自主预测 A 317 3kJ mol 1B 379 3kJ mol 1C 332 8kJ mol 1D 317 3kJ mol 1解析 H H1 H2 348 3kJ mol 1 31 0kJ mol 1 317 3kJ mol 1 答案A 探究一 探究二 盖斯定律的应用问题探究1 物质相互转化过程中 对于同一反应 经历的过程越多 损失的能量越大 正确吗 答案不正确 根据盖斯定律可知 反应过程无论经历多少步 其焓变不变 2 利用盖斯定律计算反应热时需要注意哪些事项 答案 1 求总反应的反应热 不能将各步反应的反应热简单地相加 2 不论反应是一步进行还是分步进行 只有始态和终态完全一致 盖斯定律才成立 3 某些物质在反应分步进行时作为中间产物出现 最后应该恰好 消耗 完 探究一 探究二 答案要计算C s O2 g CO g 的反应热 分析已知的两个热化学方程式 可得到如下图所示的关系 根据盖斯定律 H H1 H2还可以利用化学键断裂与形成时的能量变化 热化学方程式 燃烧热 中和热等计算反应热 探究一 探究二 知识归纳盖斯定律应用的常用方法 1 虚拟路径法 若反应物A变为生成物D 可以有两个途径 a 由A直接变成D 反应热为 H b 由A经过B变成C 再由C变成D 每步反应的反应热分别为 H1 H2 H3 如图所示 则有 H H1 H2 H3 探究一 探究二 2 加和法 利用加和法计算反应焓变一般要经过4步 a 确定待求反应的热化学方程式 b 找出待求热化学方程式中各物质出现在已知热化学方程式中的位置 是同侧还是异侧 c 根据待求热化学方程式中各物质的化学计量数来调整已知热化学方程式中的化学计量数 d 对调整后的已知热化学方程式进行加和 利用同侧相加 异侧相减原则 计算待求反应的焓变 探究一 探究二 典例剖析 典例1 煤可通过下列两种途径成为燃料 途径 C s O2 g CO2 g H10 再燃烧水煤气 2CO g O2 g 2CO2 g H3 0 2H2 g O2 g 2H2O g H4 0 请填写下列空白 1 判断两种途径放出的热量 途径 放出的热量 填 大于 等于 或 小于 途径 放出的热量 2 H1 H2 H3 H4的数学关系是 3 由于制取水煤气的反应里 反应物具有的总能量 填 大于 等于 或 小于 生成物具有的总能量 所以该反应发生时 反应物须能量才能转化为生成物 因此其反应条件为 探究一 探究二 答案 1 等于 2 H1 H2 H3 H4 3 小于吸收高温 探究一 探究二 应用盖斯定律计算反应热时应注意的问题 1 首先要明确所求反应的始态和终态 各物质的化学计量数 判断反应的吸 放热情况 2 不同途径对应的最终结果应一样 3 当热化学方程式乘以或除以某一个数时 H也应乘以或除以同一个数 方程式进行加减运算时 H也同样要进行加减运算 注意各步反应 H的正负 4 将一个热化学方程式逆向书写时 H的符号也随之改变 但绝对值不变 5 在设计反应过程中 可能会遇到同一物质的三态 固 液 气 的相互转化 状态由固 液 气变化时 会吸热 反之会放热 探究一 探究二 变式训练1已知 2Zn s O2 g 2ZnO s H 701 0kJ mol 12Hg l O2 g 2HgO s H 181 6kJ mol 1则反应Zn s HgO s ZnO s Hg l 的 H为 A 519 4kJ mol 1B 259 7kJ mol 1C 259 7kJ mol 1D 519 4kJ mol 1 答案C 探究一 探究二 反应热的计算问题探究1 相同质量的H2分别与O2完全反应时生成液态水和气态水 哪一个过程放出的能量多 为什么 答案生成液态水时放出的能量大 起始时反应物能量相同 但气态水到液态水还会放出能量 所以生成液态水放出的能量多 答案根据盖斯定律分析 放出的热量Q 241 8kJ mol 1 44kJ mol 1 1mol 285 8kJ 探究一 探究二 知识归纳1 反应热计算的依据 1 根据热化学方程式计算 反应热与反应物各物质的物质的量成正比 2 根据反应物和生成物的能量计算 H 生成物的能量总和 反应物的能量总和 3 根据反应物和生成物的键能计算 H 反应物的键能总和 生成物的键能总和 4 根据盖斯定律计算 将热化学方程式进行适当的 加 减 等变形后 由过程的热效应进行计算 比较 5 根据物质的燃烧热数值计算 Q 放 n 可燃物 H 探究一 探究二 2 反应热计算的常用解题方法 1 列方程法 先写出热化学方程式 再根据热化学方程式所体现的物质与反应热间的关系直接求算反应热 2 估算法 根据热化学方程式所表示反应的热效应与混合物燃烧放出的热量 大致估算各成分的比例 此法主要应用于解答选择题 根据题给信息找出大致范围 此法解题快速 简便 探究一 探究二 典例剖析 典例2 工业上利用天然气 主要成分为CH4 与CO2进行高温重整制备CO 已知CH4 H2和CO的燃烧热 H分别为 890 3kJ mol 1 285 8kJ mol 1和 283 0kJ mol 1 则生成1m3 标准状况 CO所需热量为 探究一 探究二 答案5520kJ 探究一 探究二 变式训练2甲烷的燃烧热 H 890 3kJ mol 1 1kgCH4在25 101kPa时充分燃烧生成液态水放出的热量约为 A 5 56 104kJ mol 1B 5 56 104kJ mol 1C 5 56 104kJD 5 56 104kJ解析16gCH4燃烧放出890 3kJ热量 1kgCH4燃烧放出的热量为 1000g 55643 75kJ 5 56 104kJ 答案C 1 2 3 4 5 1 在298K 101kPa时 已知 2H2O g O2 g 2H2 g H1 Cl2 g H2 g 2HCl g H2 2Cl2 g 2H2O g 4HCl g O2 g H3则 H3与 H1和 H2间的关系正确的是 A H3 H1 2 H2B H3 H1 H2C H3 H1 2 H2D H3 H1 H2解析因为反应式 之间存在关系 2 故 H1 2 H2 H3 答案A 1 2 3 4 5 2 已知25 101kPa条件下 4Al s 3O2 g 2Al2O3 s H 2834 9kJ mol 1 4Al s 2O3 g 2Al2O3 s H 3119 1kJ mol 1由此得出的正确结论是 A 等质量的O2比O3能量低 由O2变O3为吸热反应B 等质量的O2比O3能量低 由O2变O3为放热反应C O3比O2稳定 由O2变O3为吸热反应D O2比O3稳定 由O2变O3为放热反应解析由 得 2O3 g 3O2 g H 284 2kJ mol 1 等质量的O2比O3能量低 答案A 1 2 3 4 5 答案D 1 2 3 4 5 4 已知Na2CO3 10H2O s Na2CO3 s 10H2O g H1 532 36kJ mol 1 Na2CO3 10H2O s Na2CO3 H2O s 9H2O g H2 473 63kJ mol 1 写出Na2CO3 H2O脱水反应的热化学方程式 解析根据盖斯定律 由 可得Na2CO3 H2O脱水反应的热化学方程式 该反应的焓变 H H1 H2 58 73kJ mol 1 答案Na2CO3 H2O s Na2CO3 s H2O g H 58 73kJ mol 1 1 2 3 4 5 5 水煤气 主要成分是CO H2 是重要的燃料和化工原料 可用水蒸气通过炽热的碳层制得 已知 1 将2 4g碳转化为水煤气 再完全燃烧 整个过程的 H kJ mol 1 2 由CO H2在一定条件下获得汽油的替代品 甲醇 甲醇的燃烧热 H 726 5kJ mol 1 试写出由CO H2生成甲醇的热化学方程式 1 2 3 4 5 解析 1 由盖斯定律可知C s O2 g CO2 g H 393 5kJ mol 1 所以0 2molC完全燃烧 H 78 7kJ mol 1 2 CO g 2H2 g CH3OH l H1CH3OH l O2 g CO2 g 2H2O l H 726 5kJ mol 1由盖斯定律可得 H1 283 0 285 8 2 726 5 kJ mol 1 128 1kJ mol 1答案 1 78 7 2 CO g 2H2 g CH3OH l H 128 1kJ mol 1