人教版選修4 第一章第三節(jié)　化學反應熱的計算 學案.doc

第三節(jié)化學反應熱的計算1理解蓋斯定律的本質(zhì)，了解其在科學研究中的意義。2能用蓋斯定律進行有關反應熱的簡單計算。“異曲同工”是指不同的曲調(diào)演得同樣好，或者不同的做法收到同樣好的效果。熱化學奠基人蓋斯總結出一條規(guī)律：在任何化學反應過程中的熱量，不論該反應是一步完成的還是分步進行的，其總熱量變化是相同的。該規(guī)律被命名為“蓋斯定律”。 瑞士化學家蓋斯一、蓋斯定律1內(nèi)容：不管化學反應是一步或_完成，其反應熱是_的?；蛘哒f，化學反應的反應熱只與反應體系的_和_有關，而與反應的_無關。2解釋：能量的釋放或吸收是以_的物質(zhì)為基礎的，二者密不可分，但以_為主。3應用：對于進行得_的反應，不容易_的反應，_(即有_)的反應，_這些反應的反應熱有困難，如果應用_，就可以_地把它們的反應熱計算出來。二、反應熱的計算1反應熱計算的主要依據(jù)是_、_和_的數(shù)據(jù)。2計算反應熱的常用解題方法有：_、_、_等。答案：1分幾步相同始態(tài)終態(tài)途徑2發(fā)生變化物質(zhì)3很慢直接發(fā)生產(chǎn)品不純副反應發(fā)生測定蓋斯定律間接二、1.熱化學方程式蓋斯定律燃燒熱2列方程法估算法十字交叉法一、蓋斯定律1對蓋斯定律的理解。化學反應的反應熱只與反應的始態(tài)(各反應物)和終態(tài)(各生成物)有關，而與反應的途徑無關。即如果一個反應可以分步進行，則各分步反應的反應熱之和與該反應一步完成時的反應熱是相同的。若反應物a變?yōu)樯晌飀，可以有兩個途徑：由a直接變成d，反應熱為h；由a經(jīng)過b變成c，再由c變成d，每步的反應熱分別為h1、h2、h3。如下圖所示：則有：hh1h2h32運用蓋斯定律解題的常用方法。通常有兩種方法：其一，虛擬路徑法：如c(s)o2(g)= co2(g)，可設置如下：h1 h2h3其二，加合法：即運用所給化學方程式就可通過加減的方法得到新化學方程式。如：求p4(白磷)p(紅磷)的熱化學方程式。已知：p4(白磷，s)5o2(g)=p4o10(s)h1p(紅磷，s)o2(g) =p4o10(s)h2即可用4得出白磷轉化為紅磷的熱化學方程式。二、反應熱的計算1反應熱的計算方法和類型。(1)根據(jù)熱化學方程式計算：反應熱與反應物各物質(zhì)的物質(zhì)的量成正比。(2)根據(jù)反應物和生成物的能量計算：h生成物的能量和反應物的能量和。(3)根據(jù)反應物和生成物的鍵能計算：h反應物的鍵能和生成物的鍵能和。(4)根據(jù)蓋斯定律計算：將熱化學方程式進行適當?shù)摹凹印薄皽p”等變形后，由過程的熱效應進行計算、比較。(5)根據(jù)物質(zhì)燃燒放熱數(shù)值計算：q(放) n(可燃物)h。(6)根據(jù)公式進行計算：qcmt。2反應熱的計算常用的解題方法。(1)列方程法：思路是先寫出熱化學方程式，再根據(jù)熱化學方程式所體現(xiàn)的物質(zhì)與反應熱間的關系直接求算反應熱。(2)估算法：根據(jù)熱化學方程式所表示反應的熱效應與混合物燃燒放出熱量，大致估算各成分的比例。此法主要應用于解答選擇題，根據(jù)題給信息找出大致范圍，便可以此為依據(jù)找出答案，此法解題快速、簡便。(3)十字交叉法：混合物燃燒放熱求比例問題，既可以采用常規(guī)的列方程組法，又可以采用十字交叉法。(4)將熱化學方程式看做數(shù)學中的代數(shù)方程，擴大或縮小一定倍數(shù)后，直接加減或移項變形，得到需要的熱化學反應，再以此為依據(jù)計算求解或比較反應熱大小等。3反應熱的計算應注意的問題。(1)運用熱化學方程式進行反應熱的計算，可以從反應式中各物質(zhì)的物質(zhì)的量、質(zhì)量、標準狀況下氣體體積、反應熱等對應關系，列式進行簡單計算。(2)注意熱化學方程式中化學計量數(shù)只表示物質(zhì)的物質(zhì)的量，必須與h相對應，如果化學計量數(shù)加倍，則h也要加倍。尤其是利用蓋斯定律計算反應熱時，熱化學方程式可以直接相加減，化學計量數(shù)必須與h相對應。(3)熱化學方程式中的反應熱是指按所給形式反應完全時的反應熱。(4)正、逆反應的反應熱數(shù)值相等，符號相反。知識點1 蓋斯定律的應用【例題1】 實驗中不能直接測出由石墨與氫氣反應生成甲烷的h，但可測出下面幾個反應的熱效應：ch4(g)2o2(g)=co2(g)2h2o(l)h1890.3 kjmol1c(石墨)o2(g)=co2(g)h2393.5 kjmol1h2(g)o2(g)=h2o(l)h3285.8 kjmol1根據(jù)蓋斯定律求反應c(石墨)2h2(g)=ch4(g)的h4。解析：方法一：因為反應式和之間有以下關系：2。所以h4h22h3h1393.52(285.8)(890.3)74.8(kjmol1)方法二：也可以設計一個途徑，使反應物經(jīng)過一些中間步驟最后回到產(chǎn)物：可見， h4h22h3h174.8 kjmol1答案：h474.8 kjmol1點撥：應用蓋斯定律進行簡單計算，關鍵在于設計反應過程，同時要注意以下幾點。(1)當熱化學方程式乘以或除以某數(shù)時，h也相應乘以或除以某數(shù)。(2)當熱化學方程式進行加減運算時，h也同樣要進行加減運算，且要帶“”“”符號，即把h看做一個整體進行運算。(3)通過蓋斯定律計算比較反應熱的大小時，同樣要把h看做一個整體。(4)在設計的反應過程中常會遇到同一物質(zhì)固、液、氣三態(tài)的相互轉化，物質(zhì)的狀態(tài)由“固液氣”變化時，會吸熱；反之會放熱。(5)當設計的反應逆向進行時，其反應熱與正反應的反應熱數(shù)值相等，符號相反。知識點2 反應熱的計算【例題2】 已知： ch4(g)2o2(g) = co2(g)2h2o(l)h1；2h2(g)o2(g)= 2h2o(g)h2；2h2(g)o2(g)= 2h2o(l)h3。室溫下取體積比為41的甲烷和氫氣11.2 l(標準狀況)，經(jīng)完全燃燒后恢復至室溫，放出的熱量為()。a(0.4 molh10.05 molh3)b(0.4 molh10.05 molh2)c(0.4 molh10.1 molh3)d(0.4 molh10.1 molh2)解析：先算出甲烷和氫氣各自的體積，再根據(jù)熱化學方程式分別求算它們各自完全燃燒放出的熱量，就可求出總熱量。也可以求出甲烷和氫氣按體積比41燃燒的熱化學方程式，列比例來求反應放出的總熱量。n(氣體) 0.5 mol，n(ch4)0.5 mol0.4 mol，n(h2)0.5 mol0.1 mol。燃燒后恢復至室溫，h2o為液態(tài)，所以放出熱量：q0.4 mol(h1)0.1 mol()(0.4 molh10.05 molh3)。答案：a點撥：進行有關反應熱的計算時，只要把反應熱看做類似于產(chǎn)物之一即可，在實際計算時只對其取正值，然后與化學方程式的化學計量數(shù)(或質(zhì)量等)列比例計算。根據(jù)熱化學方程式進行熱量計算時，要注意正、負號的使用。1(2011海南化學)已知：2zn(s)o2(g)=2zno(s)h701.0 kjmol12hg(l)o2(g)=2hgo(s)h181.6 kjmol1則反應zn(s)hgo(s)=zno(s)hg(l)的h為()。a519.4 kjmol1 b259.7 kjmol1c259.7 kjmol1 d519.4 kjmol12(2011海南化學)某反應的h100 kjmol1，下列有關該反應的敘述正確的是()。a正反應活化能小于100 kjmol1b逆反應活化能一定小于100 kjmol1c正反應活化能不小于100 kjmol1d正反應活化能比逆反應活化能大100 kjmol13(2011上?；瘜W)據(jù)報道，科學家開發(fā)出了利用太陽能分解水的新型催化劑。下列有關水分解過程的能量變化示意圖正確的是()。4已知在298 k下的熱化學方程式：c(石墨，s)o2(g)=co2(g)h1393.5 kjmol1 2co(g)o2(g)=2co2(g)h2566.0 kjmol1。298 k時，1 mol c(石墨，s)轉化為co(g)的反應焓變是_。答案：1c由蓋斯定律，第一個式子減去第二個式子后再除以2可得：zn(s)hgo(s)=zno(s) hg(l)h(701.0 kjmol1181.6 kjmol1)/2259.7 kjmol1，故c項正確。2d由反應的h100 kjmol1知，該反應為吸熱反應，反應物的總能量小于生成物的總能量，即正反應活化能逆反應活化能100 kjmol1。由計算公式可知，正反應活化能大于100 kjmol1，故a、c項錯誤；無法判斷逆反應活化能大小，故b項錯誤。3b依據(jù)使用催化劑能夠改變反應的途徑，降低反應的活化能，但不能使平衡發(fā)生移動，即不能使反應的能量發(fā)生變化，所以b項符合題意。4答案：h110.5 kjmol1解析：