[最新]高中化学同步讲练:1.1.3 反应焓变的计算2鲁科版选修4.DOC
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1、优质教学资料 优质教学资料 优质教学资料第3课时反应焓变的计算学习目标定位1.知道盖斯定律的内容,能用盖斯定律进行有关焓变的简单计算。2.学会有关焓变计算的方法技巧,进一步提高化学计算的能力。1(1)化学反应的反应热可分为燃烧热和中和热,其概念分别是燃烧热是298 K、100 kPa时,1 mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。中和热是酸碱稀溶液发生中和反应生成1 mol水时放出的热量。(2)根据概念判断下列H表示物质燃烧热的是;表示物质中和热的是(填序号)。2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H1C(s)O2(g)=CO(g)H2CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O
2、(g)H3C6H12O6(s)6O2(g)=6CO2(g)6H2O(l)H4NaOH(aq)HCl(aq)=NaCl(aq)H2O(l)H52NaOH(aq)H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)2H2O(l)H62已知热化学方程式:N2H4(g)O2(g)=N2(g)2H2O(g)H534 kJmol1(1)该反应是放热(填“放热”或“吸热”)反应,判断的依据是H为负值。(2)当反应的热量变化为2 136 kJ时,参加反应的N2H4质量是128_g。3充分燃烧一定量的丁烷放出的热量为161.9 kJ,生成的CO2恰好与5 molL1 100 mL KOH溶液完全反应生成正盐,则燃烧1 mo
3、l丁烷放出的热量为2_590.4_kJ。4氢气燃烧时耗氧量小,发热量大。已知碳和氢气燃烧热的热化学方程式为C(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1试通过计算说明等质量的氢气和碳燃烧时产生热量的比是4.361。探究点一盖斯定律1同素异形体相互转化的反应焓变相当小而且转化速率较慢,有时还很不完全,测定反应焓变很困难。现在可根据盖斯提出的“不管化学过程是一步完成或分几步完成,这个总过程的热效应是相同的”观点来计算焓变。已知P4(白磷,s)5O2(g)=P4O10(s)H12 983.2 kJmol1P(红磷,s)O2(g)
4、=P4O10(s)H2738.5 kJmol1则白磷转化为红磷的热化学方程式为_。相同状况下,能量状态较低的是_;白磷的稳定性比红磷_(填“高”或“低”)。答案P4(白磷,s)=4P(红磷,s)H29.2 kJmol1红磷低解析根据已知条件可以虚拟如下过程:根据盖斯定律HH1(H2)42 983.2 kJmol1738.5 kJmol1429.2 kJmol1同种元素的不同单质(即同素异形体)具有不同的能量,因此涉及书写此类单质的热化学方程式时,不仅要注明单质的聚集状态,而且应注明同素异形体的名称。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)H29.2 kJmol1同素
5、异形体相互转化的反应中,若正反应放热,则生成物稳定;若正反应吸热,则反应物稳定。即本身所具有的能量越高越活泼,本身所具有的能量越低越稳定。红磷能量较低,白磷能量较高,稳定性较低。2盖斯定律的内容:不管化学反应是一步完成或分几步完成,其反应焓变是相同的。或者说,化学反应的反应焓变只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。3盖斯定律的应用方法(1)“虚拟路径”法若反应物A变为生成物D,可以有两个途径:由A直接变成D,反应焓变为H;由A经过B变成C,再由C变成D,每步的反应焓变分别为H1、H2、H3。如图所示:则有HH1H2H3。(2)加合法运用所给热化学方程式通过加减乘除的方法得到所求的热
6、化学方程式。归纳总结1解题思路2应用盖斯定律计算反应焓变的方法(1)热化学方程式同乘以某一个数时,反应焓变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,反应焓变也随之相加减。(3)将一个热化学方程式左右颠倒时,H的符号必须随之改变(正号常省略)。活学活用1已知:C(s)O2(g)=CO(g)H。上述反应在O2供应充分时,可继续燃烧生成CO2;O2供应不充分时,虽可生成CO,但同时还部分生成CO2。因此该反应的H无法直接测得。但是下述两个反应的H却可以直接测得:(1)C(s)O2(g)=CO2(g)H1393.5 kJmol1(2)CO(g)O2(g)=CO2(g)H22
7、83.0 kJmol1根据盖斯定律,就可以计算出欲求反应的H。分析上述两个反应的关系,即知:H_。则C(s)与O2(g)生成CO(g)的热化学方程式为_。答案H1H2C(s)O2(g)=CO(g)H110.5 kJmol1解析根据已知条件,可以虚拟如下过程:由盖斯定律可知HH1H2110.5 kJmol1热化学方程式是C(s)O2(g)=CO(g)H110.5 kJmol1。2在298 K、100 kPa时,已知:2H2O(g)=O2(g)2H2(g)H1Cl2(g)H2(g)=2HCl(g)H22Cl2(g)2H2O(g)=4HCl(g)O2(g)H3则H3与H1和H2间的关系正确的是()A
8、H3H12H2BH3H1H2CH3H12H2DH3H1H2答案A解析第三个方程式可由第二个方程式乘以2与第一个方程式相加得到,由盖斯定律可知H3H12H2。探究点二反应焓变的计算1100 g碳粉燃烧所得气体中,CO占体积、CO2占体积,且C(s)O2(g)=CO(g)H110.35 kJmol1CO(g)O2(g)=CO2(g)H282.57 kJmol1C(s)O2(g)=CO2(g)H392.92 kJmol1与这些碳完全燃烧相比较,损失的热量是_。答案784.92 kJ解析碳粉完全燃烧可分两步,先生成CO时放热,CO再生成CO2放热,总热量即为完全燃烧放出的热量,因此不完全燃烧与完全燃烧
9、相比,损失的热量就是生成的CO燃烧放出的热量。CO(g)O2(g)=CO2(g)H282.57 kJmol11 mol282.57 kJ(100/12)1/3 molQQ784.92 kJ。2已知:(1)Zn(s)O2(g)=ZnO(s)H348.3 kJmol1(2)2Ag(s)O2(g)=Ag2O(s)H31.0 kJmol1则Zn(s)Ag2O(s)=ZnO(s)2Ag(s)的H等于_。答案317.3 kJmol1解析根据盖斯定律,将反应(1)(2)即可得到相应的反应,H348.3 kJmol1(31.0 kJmol1)317.3 kJmol1。归纳总结有关反应焓变计算的依据(1)热化学
10、方程式与数学上的方程式相似,可以移项同时改变正负号;各项的化学计量数包括H的数值可以同时扩大或缩小相同的倍数。(2)根据盖斯定律,可以将两个或两个以上的热化学方程式包括其H相加或相减,得到一个新的热化学方程式。(3)可燃物完全燃烧产生的热量可燃物的物质的量其燃烧热。(4)根据反应物和生成物的键能,H反应物的键能和生成物的键能和。活学活用3氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷燃烧的热化学方程式分别为H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1CO(g)O2(g)=CO2(g)H283.0 kJmol1C8H18(l)O2(g)=8CO2(g)9H2O(l)H5 518 kJmol1CH4(
11、g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H890.3 kJmol1。相同质量的氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃烧时,放出热量最少的是()AH2 BCO CC8H18 DCH4答案B解析题中各H对应的可燃烧物的物质的量为1 mol,把它们的H值换算成1 g可燃物燃烧放出的热量(即H/M)即可比较。4键能是指在298 K、1.00105 Pa条件下,将1 mol理想气体分子AB拆开为中性气态原子A和B时所需要的能量。已知键能:HH为436 kJmol1;ClCl为243 kJmol1;HCl为431 kJmol1。下列说法中不正确的是()A1 mol H2中的化学键断裂时需要吸收436 kJ能
12、量B2 mol HCl分子中的化学键形成时要释放862 kJ能量C此反应的热化学方程式为H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H183 kJmol1D此反应的热化学方程式为H2(g)Cl2(g)=HCl(g)H91.5 kJmol1答案C解析由键能可知,每摩尔HH键断开需要吸收436 kJ 的能量,每摩尔ClCl键断开需要吸收 243 kJ 能量,每摩尔HCl 键形成会放出431 kJ 的能量,由此可知A、B说法正确;同时根据热化学方程式的书写要求,每摩尔反应的反应热为436 kJmol1243 kJmol1431 kJmol12183 kJmol1,则每 摩尔反应的反应热为91.5 kJmo
13、l1,该反应为放热反应,H为负,故C项的说法错误,D项的说法正确。1下列关于盖斯定律描述不正确的是()A化学反应的反应焓变不仅与反应体系的始态和终态有关,也与反应的途径有关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应的反应焓变D利用盖斯定律可以计算有副反应发生的反应的反应焓变答案A解析化学反应的反应焓变与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关。2已知热化学方程式:C(金刚石,s)O2(g)=CO2(g)H1C(石墨,s)O2(g)=CO2(g)H2C(石墨,s)=C(金刚石,s)H31.9 kJmol1下列说法正确的是()A石墨转化成金刚石的反应是吸热反应B金刚石比
14、石墨稳定CH3H1H2DH1H2答案A解析由方程式中H31.9 kJmol10得出石墨比金刚石稳定,故A项对,B项错;C项中正确结论应为H3H2H1;H1与H2均小于零,石墨具有的能量低于金刚石,故都生成CO2时H1H2,D项错。3已知H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)H184.6 kJmol1,则反应HCl(g)=H2(g)Cl2(g)的H为()A184.6 kJmol1B92.3 kJmol1C369.2 kJmol1D92.3 kJmol1答案D解析据两热化学方程式的关系可知H(184.6 kJmol1)92.3 kJmol1,D正确。4已知热化学方程式:H2O(g)=H2(g)O2
15、(g)H241.8 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1当1 g液态水变为水蒸气时,其热量变化是()AH88 kJmol1BH2.44 kJmol1CH4.98 kJmol1DH44 kJmol1答案B解析将两式相加得到H2O(g)=H2O(l)H44 kJmol1,所以每1 g液态水变成水蒸气需要吸收的热量为 kJ2.44 kJ。5已知:Fe2O3(s)C(s)=CO2(g)2Fe(s)H1234.1 kJmol1(1)C(s)O2(g)=CO2(g)H2393.5 kJmol1(2)则2Fe(s)O2(g)=Fe2O3(s)的H3是()A824.4 kJ
16、mol1 B627.6 kJmol1C744.7 kJmol1 D169.4 kJmol1答案A解析由盖斯定律可知:(2)(1)得2Fe(s)O2(g)=Fe2O3(s),所以H(393.5 kJmol1)234.1 kJmol1824.35 kJmol1824.4 kJmol1。6已知:Na2CO310H2O(s)=Na2CO3(s)10H2O(g)H1532.36 kJmol1Na2CO310H2O(s)=Na2CO3H2O(s)9H2O(g)H2473.63 kJmol1写出Na2CO3H2O脱水反应的热化学方程式:_。答案Na2CO3H2O(s)=Na2CO3(s)H2O(g)H58.
17、73 kJmol1解析通过观察两个热化学方程式,可将两式相减,从而得到Na2CO3H2O(s)=Na2CO3(s)H2O(g)。故HH1H2532.36 kJmol1473.63 kJmol158.73 kJmol1。基础过关一、由反应焓变比较物质的稳定性1化学反应:C(s)O2(g)=CO(g)H10CO(g)O2(g)=CO2(g)H20C(s)O2(g)=CO2(g)H30;下列说法中不正确的是(相同条件下)()A56 g CO和32 g O2所具有的总能量大于88 g CO2所具有的总能量B12 g C所具有的能量一定大于28 g CO所具有的能量CH1H2H3D将两份质量相等的碳燃烧
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