第三节 《化学反应热的计算》
文档属性
| 名称 | 第三节 《化学反应热的计算》 |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 31.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2009-07-08 09:58:00 | ||
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文档简介
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第三节 化学反应热的计算
[教学目标] 1.巩固化学反应热效应与反应的焓变之间的关系
2.能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。
[教学重点、难点] 用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。
[知识梳理]
[复习]已知1g氢气燃烧生成液态水和气态水时分别放出142.9 kJ和120.9 kJ的热量，分别写出氢气燃烧生成液态水和气态水的热化学方程式。
一、盖斯定律
1.1840年，盖斯（G．H．Hess，俄国化学家）从大量的实验事实中总结出一条规律：化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其 是相同的。也就是说，化学反应的 只与反应的 和 有关，而与具体反应进行的 无关。如果一个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是 的，这就是盖斯定律。
2.盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得，但利用盖斯定律不难间接计算求得。
二、反应热的计算
[例1]对于反应：C（s）+ O2（g）=CO（g）因为C燃烧时不可能完全生成CO，总有一部分CO2生成，因此这个反应的ΔH无法直接测得，请同学们自己根据盖斯定律设计一个方案求该反应的ΔH 。
[分析]我们可以测得C与O2反应生成CO2以及CO与O2反应生成CO2的反应热：
C（s）＋O2（g） =CO2（g） ΔH=－393．5 kJ／mol
CO（g）+ O2（g）=CO2（g） ΔH=－283．0 kJ／mol
根据盖斯定律.可以很容易求算出C（s）+ O2（g）=CO（g）的ΔH 。
由ΔH1=ΔH2+ΔH3
知ΔH2=ΔH1－ΔH3=－393．5kJ/mol－（－283．0kJ/mol）＝－110．5 kJ／mol
即：C（s）+ O2（g）=CO（g）的ΔH=－110．5 kJ／mol
[试一试]根据上面[复习]中的信息通过计算求出液态水转化为气态水的反应热：
[小结] 有些化学反应进行很慢或不易直接发生，很难直接测得这些反应的反应热，可通过盖斯定律获得它们的反应热数据。
关键：目标方程式的“四则运算式”的导出。
方法：写出目标方程式确定“过渡物质”（要消去的物质） 然后用消元法逐一消去“过渡物质”，导出“四则运算式”
[试一试] 实验中不能直接测出由石墨和氢气生成甲烷反应的ΔH，已知下列数据，
CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-890.3kJ·mol-1
C(石墨，s)+O2(g)＝CO2(g) ΔH2=-393.5kJ·mol-1
H2（g）+O2（g）=H2O（l） ΔH3=-285.8kJ·mol-1
写出由石墨和氢气生成甲烷反应的热化学方程式
[例2]乙醇的燃烧热: △H＝－1366.8kJ/mol,在25℃、101kPa,1kg乙醇充分燃烧放出多少热量
解：C2H6O(l) + 3O2(g)== 2CO2(g) ＋3H2O (l) ΔH=－1366.8kJ/mol
1000g 乙醇的物质的量为1000g/(46g/mol)=21.74mol
1kg乙醇充分燃烧放出热量为： 1366.8kJ/mol×21.74mol=2.971×104k J
答：
[例3]在100g 碳不完全燃烧所得气体中，CO占1/3体积，CO2占2/3体积，且
C(s) +1/2O2(g) = CO(g) △H = －110.35 kJ/mol
CO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g) △H = －282.57 kJ/mol
与这些碳完全燃烧相比，损失的热量是（ ）。
A.392.92 kJ B. 2489.44 kJ C. 784.92 kJ D. 3274.3 kJ
[归纳]
[知能训练]
1.1g炭与适量水蒸气反应生成一氧化碳和氢气，需吸收10.94 kJ的热量，相应的热化学方程式为 ( )
A．C+H2O=CO+H2 ； ΔH=+10.9 kJ/ mol
B．C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ；ΔH=+10.94 kJ/ mol
C．C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ； ΔH=+131.28 kJ/ mol
D．1/2C(s)+ 1/2H2O(g)= 1/2CO(g)+ 1/2H2(g ) ； ΔH=+65.64 kJ/ mol
2．已知1mol白磷转化成红磷，放出18.39 kJ热量，
又知：P4(白，s)+5O2 = 2P2O5(s) ΔH1,
4P（红，s）+5O2 = 2P2O5 （s）ΔH2，则ΔH1和ΔH2的关系正确的是( )
A．ΔH1＞ΔH2 B．ΔH1＜ΔH2 C．ΔH1=ΔH2 D．无法确定
3．今有如下三个热化学方程式：
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ； ΔH=a kJ/ mol
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ； ΔH=b kJ/ mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)；ΔH=c kJ/ mol
关于它们的下列表述正确的是
A．它们都是吸热反应 B．a、b和c均为正值
C．a=b D．2b=c
4 、已知下列热化学方程式：
①；△H＝－285.8kJ/mol
②；△H＝－241.8kJ/mol
③；△H＝－110.5kJ/mol
④；△H＝－393.5kJ/mol
回答下列问题：
(1)上述反应中属于放热反应的是________________。
(2) H2的燃烧热为_________________________；C的燃烧热为_____________________。
(3)燃烧10g H2生成液体水，放出的热量为__________________．
(4)CO的燃烧热为______________________________________；
其热化学方程式为________________________________________________．
5、已知下列热化学方程式：
①；△H＝－25kJ/mol
②；△H＝－47kJ/mol
③；△H＝+19kJ/mol
写出FeO(s)与CO反应生成Fe(s)和的热化学方程式：
___________________________________________________．
6、物质的生成热可定义为由稳定单质生成1mol物质所放出的热量，如二氧化碳气体的生成热就是的反应热．已知下列几种物质的生成热：
葡萄糖(C6H12O6)：1259kJ/mol H2O(1)：285.8kJ/mol CO2：393.5kJ/mol
试计算1kg葡萄糖在人体内完全氧化生成二氧化碳气体和液态水，最多可提供的能量．
7 某次发射卫星火箭用N2H4(肼)作燃料， NO2作助燃剂，反应生成N2和液态H2O．资料显示：
；△H＝+67.2kJ/mol ①
；△H＝－534kJ/mol ②
则火箭燃烧1molN2H4时所放出的热量为______________．
8.在 101 kPa时，1mol CH4 完全燃烧生成CO2和液态H2O，放出 890 kJ的热量，CH4 的燃烧热为多少？ 1000 L CH4（标准状况）燃烧后所产生的热量为多少？
9. 通常人们把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱，也可用于估算化学反应的反应热（△H），化学反应的△H等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。
化学键 Si—O Si—Cl H—H H—Cl Si—Si Si—C
键能/kJ·mol—1 460 360 436 431 176 347
工业上高纯硅可通过下列反应制取：
SiCl4(g) + 2H2(g) 高温 Si(s) + 4 HCl(g) 该反应的反应热△H = kJ/mol.
参考答案：
1.C
2.B设想P4（白）转化为P（红），由题意第一个反应放的热量大于第二个反应，故ΔH1＜ΔH2。
3.D
4.(1)①②③④(2)285.8kJ/mol；393.5kJ/mol
(3)1429kJ
(4)283kJ/mol； △H＝－283kJ/mol
5. △H＝－11kJ/mol
6.先求出1 mol 氧化时放出的热量．即：
；△H＝？
根据已知条件得知
7. 567.6kJ
解析:将方程②×2－①，消去O2，再移项可得
△H＝－567.6kJ/mol
8. 解：根据题意，在 101 kPa时，1mol CH4 完全燃烧的热化学方程式为：
CH4(g)＋2O2(g)= CO2(g)＋ 2H2O(l)；ΔH=－890 kJ／mol
即CH4 的燃烧热为 890 kJ／mol。1000 L CH4 (标准状况)的物质的量为：
n(CH4)=V (CH4) / V m=1000L / 22.4L·mol-1 = 44.6mol
1mol CH4 完全燃烧放出 890 kJ的热量，44.6 molCH4 完全燃烧放出的热量为：
44.6 mol×890 kJ／mol＝3.97×104kJ
答：CH4的燃烧热为 890 kJ／mol，1000 L CH4(标准状况)完全燃烧产生的热量为 3.97×104kJ。
9.+236
题型一：有关热化学反应方程式的的含义及书写
1. 已知一定量的物质参加反应放出的热量，写出其热化学反应方程式。
2. 有关反应热的计算
（1） 盖斯定律及其应用
（2） 根据一定量的物质参加反应放出的热量（或根据已知的热化学方程式），进行有关反应热的计算或比较大小。
(3)利用键能计算反应热
题型二：燃烧热、中和热的判断、求算及测量
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第三节 化学反应热的计算
[教学目标] 1.巩固化学反应热效应与反应的焓变之间的关系
2.能用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。
[教学重点、难点] 用盖斯定律进行有关反应热的简单计算。
[知识梳理]
[复习]已知1g氢气燃烧生成液态水和气态水时分别放出142.9 kJ和120.9 kJ的热量，分别写出氢气燃烧生成液态水和气态水的热化学方程式。
一、盖斯定律
1.1840年，盖斯（G．H．Hess，俄国化学家）从大量的实验事实中总结出一条规律：化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其 是相同的。也就是说，化学反应的 只与反应的 和 有关，而与具体反应进行的 无关。如果一个反应可以分几步进行，则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是 的，这就是盖斯定律。
2.盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得，但利用盖斯定律不难间接计算求得。
二、反应热的计算
[例1]对于反应：C（s）+ O2（g）=CO（g）因为C燃烧时不可能完全生成CO，总有一部分CO2生成，因此这个反应的ΔH无法直接测得，请同学们自己根据盖斯定律设计一个方案求该反应的ΔH 。
[分析]我们可以测得C与O2反应生成CO2以及CO与O2反应生成CO2的反应热：
C（s）＋O2（g） =CO2（g） ΔH=－393．5 kJ／mol
CO（g）+ O2（g）=CO2（g） ΔH=－283．0 kJ／mol
根据盖斯定律.可以很容易求算出C（s）+ O2（g）=CO（g）的ΔH 。
由ΔH1=ΔH2+ΔH3
知ΔH2=ΔH1－ΔH3=－393．5kJ/mol－（－283．0kJ/mol）＝－110．5 kJ／mol
即：C（s）+ O2（g）=CO（g）的ΔH=－110．5 kJ／mol
[试一试]根据上面[复习]中的信息通过计算求出液态水转化为气态水的反应热：
[小结] 有些化学反应进行很慢或不易直接发生，很难直接测得这些反应的反应热，可通过盖斯定律获得它们的反应热数据。
关键：目标方程式的“四则运算式”的导出。
方法：写出目标方程式确定“过渡物质”（要消去的物质） 然后用消元法逐一消去“过渡物质”，导出“四则运算式”
[试一试] 实验中不能直接测出由石墨和氢气生成甲烷反应的ΔH，已知下列数据，
CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-890.3kJ·mol-1
C(石墨，s)+O2(g)＝CO2(g) ΔH2=-393.5kJ·mol-1
H2（g）+O2（g）=H2O（l） ΔH3=-285.8kJ·mol-1
写出由石墨和氢气生成甲烷反应的热化学方程式
[例2]乙醇的燃烧热: △H＝－1366.8kJ/mol,在25℃、101kPa,1kg乙醇充分燃烧放出多少热量
解：C2H6O(l) + 3O2(g)== 2CO2(g) ＋3H2O (l) ΔH=－1366.8kJ/mol
1000g 乙醇的物质的量为1000g/(46g/mol)=21.74mol
1kg乙醇充分燃烧放出热量为： 1366.8kJ/mol×21.74mol=2.971×104k J
答：
[例3]在100g 碳不完全燃烧所得气体中，CO占1/3体积，CO2占2/3体积，且
C(s) +1/2O2(g) = CO(g) △H = －110.35 kJ/mol
CO(g) + 1/2O2(g) = CO2(g) △H = －282.57 kJ/mol
与这些碳完全燃烧相比，损失的热量是（ ）。
A.392.92 kJ B. 2489.44 kJ C. 784.92 kJ D. 3274.3 kJ
[归纳]
[知能训练]
1.1g炭与适量水蒸气反应生成一氧化碳和氢气，需吸收10.94 kJ的热量，相应的热化学方程式为 ( )
A．C+H2O=CO+H2 ； ΔH=+10.9 kJ/ mol
B．C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ；ΔH=+10.94 kJ/ mol
C．C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ； ΔH=+131.28 kJ/ mol
D．1/2C(s)+ 1/2H2O(g)= 1/2CO(g)+ 1/2H2(g ) ； ΔH=+65.64 kJ/ mol
2．已知1mol白磷转化成红磷，放出18.39 kJ热量，
又知：P4(白，s)+5O2 = 2P2O5(s) ΔH1,
4P（红，s）+5O2 = 2P2O5 （s）ΔH2，则ΔH1和ΔH2的关系正确的是( )
A．ΔH1＞ΔH2 B．ΔH1＜ΔH2 C．ΔH1=ΔH2 D．无法确定
3．今有如下三个热化学方程式：
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ； ΔH=a kJ/ mol
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ； ΔH=b kJ/ mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)；ΔH=c kJ/ mol
关于它们的下列表述正确的是
A．它们都是吸热反应 B．a、b和c均为正值
C．a=b D．2b=c
4 、已知下列热化学方程式：
①；△H＝－285.8kJ/mol
②；△H＝－241.8kJ/mol
③；△H＝－110.5kJ/mol
④；△H＝－393.5kJ/mol
回答下列问题：
(1)上述反应中属于放热反应的是________________。
(2) H2的燃烧热为_________________________；C的燃烧热为_____________________。
(3)燃烧10g H2生成液体水，放出的热量为__________________．
(4)CO的燃烧热为______________________________________；
其热化学方程式为________________________________________________．
5、已知下列热化学方程式：
①；△H＝－25kJ/mol
②；△H＝－47kJ/mol
③；△H＝+19kJ/mol
写出FeO(s)与CO反应生成Fe(s)和的热化学方程式：
___________________________________________________．
6、物质的生成热可定义为由稳定单质生成1mol物质所放出的热量，如二氧化碳气体的生成热就是的反应热．已知下列几种物质的生成热：
葡萄糖(C6H12O6)：1259kJ/mol H2O(1)：285.8kJ/mol CO2：393.5kJ/mol
试计算1kg葡萄糖在人体内完全氧化生成二氧化碳气体和液态水，最多可提供的能量．
7 某次发射卫星火箭用N2H4(肼)作燃料， NO2作助燃剂，反应生成N2和液态H2O．资料显示：
；△H＝+67.2kJ/mol ①
；△H＝－534kJ/mol ②
则火箭燃烧1molN2H4时所放出的热量为______________．
8.在 101 kPa时，1mol CH4 完全燃烧生成CO2和液态H2O，放出 890 kJ的热量，CH4 的燃烧热为多少？ 1000 L CH4（标准状况）燃烧后所产生的热量为多少？
9. 通常人们把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱，也可用于估算化学反应的反应热（△H），化学反应的△H等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。
化学键 Si—O Si—Cl H—H H—Cl Si—Si Si—C
键能/kJ·mol—1 460 360 436 431 176 347
工业上高纯硅可通过下列反应制取：
SiCl4(g) + 2H2(g) 高温 Si(s) + 4 HCl(g) 该反应的反应热△H = kJ/mol.
参考答案：
1.C
2.B设想P4（白）转化为P（红），由题意第一个反应放的热量大于第二个反应，故ΔH1＜ΔH2。
3.D
4.(1)①②③④(2)285.8kJ/mol；393.5kJ/mol
(3)1429kJ
(4)283kJ/mol； △H＝－283kJ/mol
5. △H＝－11kJ/mol
6.先求出1 mol 氧化时放出的热量．即：
；△H＝？
根据已知条件得知
7. 567.6kJ
解析:将方程②×2－①，消去O2，再移项可得
△H＝－567.6kJ/mol
8. 解：根据题意，在 101 kPa时，1mol CH4 完全燃烧的热化学方程式为：
CH4(g)＋2O2(g)= CO2(g)＋ 2H2O(l)；ΔH=－890 kJ／mol
即CH4 的燃烧热为 890 kJ／mol。1000 L CH4 (标准状况)的物质的量为：
n(CH4)=V (CH4) / V m=1000L / 22.4L·mol-1 = 44.6mol
1mol CH4 完全燃烧放出 890 kJ的热量，44.6 molCH4 完全燃烧放出的热量为：
44.6 mol×890 kJ／mol＝3.97×104kJ
答：CH4的燃烧热为 890 kJ／mol，1000 L CH4(标准状况)完全燃烧产生的热量为 3.97×104kJ。
9.+236
题型一：有关热化学反应方程式的的含义及书写
1. 已知一定量的物质参加反应放出的热量，写出其热化学反应方程式。
2. 有关反应热的计算
（1） 盖斯定律及其应用
（2） 根据一定量的物质参加反应放出的热量（或根据已知的热化学方程式），进行有关反应热的计算或比较大小。
(3)利用键能计算反应热
题型二：燃烧热、中和热的判断、求算及测量
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