2016年春高中化学人教选修4课件第1章第3节化学反应热的计算

成才之路 · 化学,路漫漫其修远兮 吾将上下而求索,人教版 · 选修,化学反应与能量,第一章,第三节 化学反应热的计算,第一章,新知导学,分几步,相同,始态,终态,途径,发生变化,物质,很慢,直接发生,产品不纯,副反应发生,测定,盖斯定律,间接,热化学方程式,盖斯定律,燃烧热,列方程法,估算法,十字交叉法,1登山的高度与上山的途径是否有关？化学反应的反应热是否与反应的途径有关？,自主探究,提示：人们在登山时，往往有多条路径可以选择，但不论选择哪条路径，从山脚爬到山顶，总的上升高度并不改变。即登山的高度与上山的途径无关。,化学反应的反应热与反应的途径无关。因为在指定的状态下各种物质的焓值都是确定且唯一的，因此无论经过哪些步骤从反应物变成反应产物，它们的差值是不会改变的，即反应焓变是一样的。,2盖斯定律在生产和科学研究中有何重要意义？ 提示：有的化学反应的反应热能够直接测定，有的化学反应由于反应很慢或者产物不纯等原因无法直接测定其反应热，盖斯定律的应用很好地解决了这一难题。,1盖斯定律的内容 不管化学反应是一步完成，还是分几步完成，其总的反应热是相同的。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。 盖斯定律记忆口诀：盖斯定律盖斯提，大小只由始终定；途径再多不顶用，计算方法有多种，基本方法盖斯定，加减乘除处理好。,盖斯定律,教材点拨,2对盖斯定律的理解 (1)从途径角度 化学反应热效应只与反应的始态和终态有关，与过程无关。就像登山到山顶(如图)，不管选哪一条路走，从A点到B点，山的海拔总是不变。,3盖斯定律在科学研究中的重要意义 因为有些反应进行得很慢，有些反应不容易发生，有 些反应的产品不纯(有副反应发生)，这给测定反应热造成 了困难。此时如果应用盖斯定律，就可以间接地把它们的反应热计算出来。,4运用盖斯定律解题的常用方法。 通常有两种方法： 其一，虚拟路径法：如C(s)O2(g)=CO2(g)，可设置如下：H1H2H3,(2015·经典习题选萃)实验中不能直接测出由石墨和氢气反应生成甲烷的H，但可测出下面几个反应的热效应：,典例透析,【解析】 方法一：因为反应式和之间有以下关系：×2。 所以H4H22H3H1393.52×(285.8)(890.3)74.8(kJ·mol1) 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，H4H22H3H174.8 kJ·mol1 【答案】 H474.8 kJ·mol1,【点评】 应用盖斯定律进行简单计算，关键在于设计反应过程，同时要注意： (1)当热化学方程式乘以或除以某数时，H也相应乘以或除以某数。 (2)当热化学方程式进行加减运算时，H也同样要进行加减运算，且要带“”“”符号，即把H看做一个整体进行运算。,(3)通过盖斯定律计算比较反应热的大小时，同样要把H看做一个整体。 (4)在设计的反应过程中常会遇到同一物质固、液、气三态的相互转化，物质的状态由“固液气”变化时，会吸热；反之会放热。 (5)当设计的反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反。,1(2015·重庆理综)黑火药是中国古代的四大发明之一，其爆炸的热化学方程式为： S(s)2KNO3(s)3C(s)=K2S(s)N2(g)3CO2(g) Hx kJ·mol1 已知：碳的燃烧热H1a kJ·mol1 S(s)2K(s)=K2S(s) H2b kJ·mol1 2K(s)N2(g)3O2(g)=2KNO3(s) H3c kJ·mol1 则x为( ) A3abc Bc3ab Cabc Dcab,变式训练,解析：本题已知的三个热化学方程式为： C(s)O2(g)=CO2(g) H1a kJ·mol1 S(s)2K(s)=K2S(s) H2b kJ·mol1 2K(s)N2(g)3O2(g)=2KNO3(s) H3c kJ·mol1 由盖斯定律可推出，3×可得热化学方程式S(s)2KNO3(s)3C(s)=K2S(s)N2(g)3CO2(g) Hx kJ·mol1(3abc)kJ·mol1，因此A项正确。 答案：A,1反应热的计算方法和类型 (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生成物的能量和反应物的能量和。,反应热的计算,教材点拨,(3)根据反应物和生成物的键能计算：H反应物的键能和生成物的键能和。 (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)根据物质燃烧放热数值计算：Q(放)n(可燃物)×H。 (6)根据公式进行计算：Qcmt。,2反应热的计算常用的解题方法 (1)列方程法：思路是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，便可以此为依据找出答案，此法解题快速、简便。,(3)十字交叉法：混合物燃烧放热求比例问题，既可以采用常规的列方程组法，也可以采用十字交叉法。 (4)将热化学方程式看做数学中的代数方程，扩大或缩小一定倍数后，直接加减或移项变形，得到需要的热化学反应，再以此为依据计算求解或比较反应热大小等。,3反应热的计算应注意的问题 (1)运用热化学方程式进行反应热的计算，可以从反应式中各物质的物质的量、质量、标准状况下气体体积、反应热等对应关系，列式进行简单计算。 (2)注意热化学方程式中化学计量数只表示物质的物质的量，必须与H相对应，如果化学计量数加倍，则H也要加倍。尤其是利用盖斯定律计算反应热时，热化学方程式可以直接相加减，化学计量数必须与H相对应。 (3)热化学方程式中的反应热是指按所给形式反应完全时的反应热。 (4)正、逆反应的反应热数值相等，符号相反。,(2015·经典习题选萃)在298 K、1.01×105 Pa下，将22 g CO2通入750 mL 1 mol·L1 NaOH溶液中充分反应，测得反应放热x kJ。已知在该条件下，将1 mol CO2通入1 L 2 mol·L1 NaOH溶液中充分反应放出y kJ的热量。则CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学方程式书写正确的是( ),典例透析,ACO2(g)NaOH(aq)=NaHCO3(aq) H(2yx)kJ·mol1 BCO2(g)NaOH(aq)=NaHCO3(aq) H(2xy)kJ·mol1 CCO2(g)NaOH(aq)=NaHCO3(aq) H(4xy)kJ·mol1 D2CO2(g)2NaOH(l)=2NaHCO3(l) H(8x2y) kJ·mol1,1 mol CO2通入1 L 2 mol·L1 NaOH溶液中充分反应放出y kJ的热量，可得CO2(g)2NaOH(aq)=Na2CO3(aq)H2O(l) Hy kJ·mol1。×4，得CO2(g)NaOH (aq) =NaHCO3(aq) H(4xy)kJ·mol1，故C项正确。D项中NaOH、NaHCO3存在于溶液中，不是液体，故D项错误。 【答案】 C,(1)实验测得，5 g甲醇(CH3OH)在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5 kJ 的热量，试写出甲醇燃烧的热化学方程式：_。,(3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。 已知：C(石墨，s)O2(g)=CO2(g) H1393.5 kJ/mol 2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H2571.6 kJ/mol 2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l) H32 599 kJ/mol 根据盖斯定律，计算298 K时由C(石墨，s)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反应的焓变：_。,变式训练,解析：根据盖斯定律，由第二个反应减去第一个反应可得：C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)，则H3H2H1110.5 kJ·mol1(241.8 kJ·mol1)131.3 kJ·mol1，A项正确。 答案：A,3红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如下图所示(图中的H表示生成1 mol产物的数据)。,根据图回答下列问题： (1)P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式为_ _。 (2)PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式为_ _。 (3)P和Cl2分两步反应生成1 mol PCl5的H3_，P和Cl2一步反应生成1 mol PCl5的H4_(填“”“”或“”)H3。,【答案】 B,解析：将方程式依次编号为、，由盖斯定律得：，即H3H1H2351.1 kJ/mol(90.7 kJ/mol)260.4 kJ/mol，故选A。 答案：A,解析：认真观察已知反应和目标反应，将已知反应分别记为、，应用盖斯定律，由反应×2即可解题。 答案：D,4(2014·高考重庆卷)已知：C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g) Ha kJ·mol1 2C(s)O2(g)=2CO(g) H220 kJ·mol1 HH、O=O和OH键的键能分别为436、496和462 kJ·mol1，则a为( ) A332 B118 C350 D130,解析：本题考查盖斯定律和反应热的相关计算，意在考查考生的化学计算能力。根据盖斯定律由题给的两个热化学方程式可得：2H2O(g)=2H2(g)O2(g) H(2a220) kJ·mol1，则有：4×462 kJ·mol12×436 kJ·mol1496 kJ·mol1(2a220) kJ·mol1，解得a130，故选项D正确。 答案：D 误区警示：用键能计算反应热时，错误地应用生成物的总键能减去反应物的总能量，或计算H2O的总键能时，忽视1 mol H2O含有2 mol HO键，导致计算错误。,5CO和H2可作为能源和化工原料，应用十分广泛。 已知：C(s)O2(g)=CO2(g) H1393.5 kJ·mol1 2H2(g)O2(g)=2H2O(g) H2483.6 kJ·mol1 C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g) H3131.3 kJ·mol1 则反应CO(g)H2(g)O2(g)=H2O(g)CO2(g)的H_kJ·mol1。 标准状况下的水煤气(CO、H2)33.6 L与氧气反应生成CO2和H2O，反应过程中转移_mol电子。,答案：524.8 3,盖斯简介 盖斯，瑞士化学家，1802年8月8日生于瑞士日内瓦市一个画家家庭，三岁时随父亲定居俄国莫斯科，因而在俄国上学