《化学反应热的计算》学案14(人教版选修4).docx

第三节 化学反响热的计算重难点一 盖斯定律的应用1．盖斯定律的应用反响热的热效应只与始态和终态有关，就像登山至山顶一样，不管选择哪一条路线，山的海拔是不变的假设反响物A变为生成物D，可以有两个途径：①由A直接变成D，反响热为ΔH；②由A经过B变成C，再由C变成D，每步的反响热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3如以下列图所示：那么有：ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3如：以下两个热化学方程式：①P4(白磷，s)+5O2(g)===P4O10(s)ΔH1=-2 983.2 kJ/mol②P(红磷，s)+O2(g)===P4O10(s)ΔH2=-738.5 kJ/mol要写出白磷转化为红磷的热化学方程式可虚拟如下过程：根据盖斯定律ΔH=ΔH1+(-ΔH2)×4=-2 983.2 kJ/mol+738.5 kJ/mol×4=-29.2 kJ/mol所以白磷转化为红磷的热化学方程式为P4(白磷，s)===4P(红磷，s)ΔH=-29.2 kJ/mol2．应用盖斯定律计算反响热时的本卷须知(1)热化学方程式同乘以某一个数时，反响热数值也必须乘上该数2)热化学方程式相加减时，同种物质之间可相加减，反响热也随之相加减。

3)将一个热化学方程式颠倒时，ΔH的“+〞、“-〞号必须随之改变重难点二 反响热计算的类型及方法1．根据热化学方程式计算：反响热与反响物各物质的物质的量成正比2．根据反响物和生成物的能量和计算：ΔH＝生成物的能量和－反响物的能量和3．根据反响物和生成物的键能和计算：ΔH＝反响物的键能和－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)×ΔH6．根据比热公式进行计算：Q＝cmΔT特别提醒反响热计算的本卷须知(1)反响热数值与各物质的化学计量数成正比，因此热化学方程式中各物质的化学计量数改变时，其反响热数值需同时做相同倍数的改变2)热化学方程式中的反响热是指反响按所给形式完全进行时的反响热3)正、逆反响的反响热数值相等，符号相反4)求总反响的反响热，不能不假思索地将各步反响的反响热简单相加不管一步进行还是分步进行，始态和终态完全一致，盖斯定律才成立某些物质只是在分步反响中暂时出现，最后应该恰好消耗完例11840年，瑞士化学家盖斯提出了化学反响的热效应仅与反响物的最初状态及生成物的最终状态有关，而与其中间步骤无关。

按此规律，结合下述反响方程式，答复以下问题1)NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)ΔH＝－176 kJ/mol(2)NH3(g)＋H2O(l)===NH3·H2O(aq)ΔH＝－35.1 kJ/mol(3)HCl(g)＋H2O(l)===HCl(aq)ΔH＝－72.3 kJ/mol(4)NH3·H2O(aq)＋HCl(aq)===NH4Cl(aq)ΔH＝－52.3 kJ/mol(5)NH4Cl(s)＋2H2O(l)===NH4Cl(aq)ΔH＝Q那么第(5)个方程式中的反响热是__________答案　＋16.3kJ/mol解析考查盖斯定律的理解运用此题可用“加合法〞，也可用“虚拟路径法〞a．加合法(4)＋(3)＋(2)－(1)与(5)相比较得反响热是＋16.3kJ/molb．虚拟路径法设计反响的虚拟过程那么有：－35.1kJ/mol＋(－72.3kJ/mol)＋(－52.3kJ/mol)＋176kJ/mol＝ΔHΔH＝＋16.3kJ/mol利用盖斯定律进行问题分析时，常用加合法和虚拟途径法1)加合法：根据需要将化学方程式进行代数转换，应注意各物质的计量数与ΔH的数值同等倍数的改变，ΔH的符号也作相应的改变。

2)虚拟途径法①先根据题意虚拟转化过程，然后根据盖斯定律列式求解，即可求得待求的反响热②同种元素形成不同的单质(称为同素异形体)具有不同的能量，因此涉及书写该类单质的热化学方程式不仅要注明单质的聚集状态，还要注明同素异形体的名称 例2(1)CH3－CH3―→CH2===CH2＋H2，其中有关化学键的键能如下：化学键C－HC－CH－H键能(kJ/mol)414.4615.3347.4435.3试计算该反响的反响热2)：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－Q1 kJ/mol2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)ΔH＝－Q2 kJ/mol2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－Q3kJ/mol常温下，取体积比为4∶1的甲烷和氢气的混合气体11.2 L(标准状况)，经完全燃烧后恢复至常温，放出的热量为________kJ答案(1)＋125.6kJ/mol(2)0.4Q1＋0.45Q3－0.4Q2解析(1)ΔH＝[6E(C－H)＋E(C－C)]－[E(C＝C)＋4E(C－H)＋E(H－H)]＝(6×414.4＋347.4)kJ/mol－(615.3＋4×414.4＋435.3)kJ/mol＝＋125.6kJ/mol(2)n(CH4)＝0.5 mol×＝0.4 mol，n(H2)＝0.5 mol×＝0.1 mol。

0.4molCH4燃烧时放出的热量为0.4Q1kJ，此时生成0.8molH2O(g)0.1molH2燃烧时放出的热量为0.05Q3kJ，此时生成0.1molH2O(l)根据盖斯定律导出，H2O(g)===H2O(l)ΔH＝kJ/mol0．8molH2O(g)转化为0.8molH2O(l)时放出的能量为：0.8mol×(－)kJ/mol＝(0.4Q1－0.4Q2)kJ混合气体完全燃烧时，放出的总热量为：0．4Q1kJ＋0.05Q3kJ＋(0.4Q3－0.4Q2)kJ＝(0.4Q1＋0.45Q3－0.4Q2)kJ在解答化学键的键能与反响热之类的试题时，需要弄清每种反响物分子和生成物分子中所含有的共价键数目，这是求解的关键所在运用盖斯定律进行反响热的计算是高考的要求，解答该类题通常可将给出的几个热化学方程式进行适当的组合，也可求出同一物质不同状态之间转化时对应的热化学方程式1．放出983.8kJ的热量点拨C(s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH＝－393.5kJ/mol2．5molC完全燃烧，ΔH＝2.5mol×(－393.5kJ/mol)＝－983.8kJ/mol2．3.5molH2点拨H2(g)燃烧热ΔH＝－285.8kJ/mol，要使H2完全燃烧生成液态水，得到1000kJ的热量，需要H21000kJ÷285.8kJ/mol＝3.5mol。

3．燃烧热为296kJ/mol点拨S(s)＋O2(g)===SO2(g)ΔH32 g/molΔH4 g－37kJΔH＝32g/mol×(－37kJ)÷4 g＝－296kJ/mol4．燃烧热为889.6kJ/mol点拨CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH16 g/mol ΔH1.00 g －55.6 kJΔH＝16 g/mol×(－55.6 kJ)÷1.00 g＝－889.6 kJ/mol5．3 884.4 kJ，C2H2放出的热量多点拨C2H2(g)＋O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l)ΔH26 g/mol ΔH2.00 g－99.6 kJΔH＝26 g/mol×(－99.6 kJ)÷2.00 g＝－1 294.6 kJ/molQ＝3.00 mol×(－1 294.8 kJ/mol)＝－3 884.4 kJ从第4题CH4的燃烧热为889.6kJ/mol，与之相比，燃烧相同物质的量的C2H2放出的热量多6．282.8kJ/mol点拨NH3燃烧的热化学方程式为NH3(g)＋O2(g)===NO2(g)＋H2O(g)将题中(1)式乘以，得H2(g)＋O2(g)===H2O(g)ΔH1＝×(－241.8kJ/mol)＝－362.7kJ/mol。

将题中(2)式照写：N2(g)＋O2(g)===NO2(g)ΔH2＝＋33.9kJ/mol将题中(3)式反写，得NH3(g)===N2(g)＋H2(g)ΔH′3＝＋46.0kJ/mol再将改写后的三式相加，得：NH3(g)＋O2(g)===NO2(g)＋H2O(g)ΔH＝－282.8kJ/molNH3的燃烧热为282.8kJ/mol7．9.64 kg点拨1 kg人体脂肪储存32200kJ能量，行走1 km消耗170kJ，每天走5 km,1年因此而消耗的脂肪量：170kJ/km×5 km/d×365d÷32200kJ/kg＝9.64 kg8．1000 km点拨此人脂肪储存的能量为4.2×105kJ，快速奔跑1 km要消耗420kJ能量，此人脂肪可以维持奔跑的距离为4.2×105kJ÷420kJ/km＝1000 km9．57.7%点拨1t煤燃烧放热2.9×107kJ,50t水由20℃升温至100℃，温差100℃－20℃＝80℃，此时需吸热：50×103 kg×80℃×4.184kJ/(kg·℃)＝1.6736×107kJ，锅炉的热效率＝(1.6736×107)kJ÷(2.9×107)kJ×100%＝57.7%。

10．1.7×106kJ点拨各种塑料可回收的能量分别是：耐纶5 m3×4.2×104kJ/m3＝21×104kJ聚氯乙烯50 m3×1.6×104kJ/m3＝80×104kJ丙烯酸类塑料5 m3×1.8×104kJ/m3＝9×104kJ聚丙烯40m3×1.5×104kJ/m3＝60×104kJ将回收的以上塑料加工成燃料，可回收能量为21×104kJ＋80×104kJ＋9×104kJ＋60×104kJ＝170×104kJ＝1.7×106kJ1．以下关于盖斯定律描述不正确的选项是()A．化学反响的反响热不仅与反响体系的始态和终态有关，也与反响的途径有关B．盖斯定律遵守能量守恒定律C．利用盖斯定律可间接计算通过实验难测定的反响的反响热D．利用盖斯定律可以计算有副反响发生的反响的反响热答案A2．胆矾溶于水时溶液温度降低胆矾分解的热化学方程式为CuSO4·5H2O(s)CuSO4(s)＋5H2O(l)ΔH＝＋Q1kJ/mol，室温下，假设将1mol无水硫酸铜溶解为溶液时放热Q2kJ，那么()A．Q1>Q2B．Q1＝Q2 C．Q1

3．常温时红磷比白磷稳定，在以下反响中：4P(白磷，s)＋5O2(g)===2P2O5(s)ΔH＝－a kJ/mol4P(红磷，s)＋5O2(g)===2P2O5(s)ΔH＝－b kJ/mol假设a、b均大于零，那么a和b的关系为()A．abD．无法确定答案C解析根据盖斯定律，将两方程式加合，得：4P(白磷，s)===4P(红磷，s)ΔH＝b－akJ/mol由于常温下红磷比白磷稳定，上述转化为放热过程，即ΔH<0，那么a>bC项正确4．A(g)＋B(g)===C(g)ΔH1，D(g)＋B(g)===E(g)ΔH2，且ΔH1<ΔH2，假设A和D的混合气体1mol完全与B反响，反响热为ΔH3，那么A和D的物质的量之比为()A.B.C.D.。