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文本内容:
2019-2020年秋高中化学苏教版选修四教案1-1化学反应中的热效应第3课时反应热的计算
一、教学目标
1、深刻理解基本概念,如反应热、焓变、燃烧热、盖斯定律等
2、根据热化学方程式进行有关的计算
二、教学重点、难点
1、盖斯定律在计算中的应用
三、教学方法讲授法
四、教学过程【复习提问】
1、什么是热化学方程式?书写热化学方程式要注意哪些要点?
2、写出下列反应的热化学方程式
(1)1molC2H5OHl与适量O2g反应,生成CO2g和H2Ol,放出
1366.8kJ热量
(2)18g葡萄糖与适量O2g反应,生成CO2g和H2Ol,放出
280.4kJ热量【讲解】化学反应的反应热,有的能够测量,有的不能测量比如将一些生成不稳定物质的化学反应,例有CCO,CO或多或少的要转化为CO2,还有一些反应进行的比较慢,要几天,几个月,几年,甚至几十年,肯定不能测量对于这样的反应热,我们就要进行计算才能得到这节课我们就来讲讲反应焓变的计算【板书】
一、反应焓变的计算【讲解】反应焓变之所以能够有计算得出,要归功于瑞士科学家盖斯提出的盖斯定律,我们来看看该定律的内容【板书】
(一)盖斯定律
1、内容对于一个化学反应,无论是一步完成还是分几步完成,其反应焓变都是一样的【讲解】这就说明对于化学反应,只要其反应物和反应产物确定了,不管它中间经历了多少步,反应焓变总是一定的好比一个人登山,不管他选择什么途径,只要他从山脚到了山顶,他攀爬的高度总是一定的这也说明了反应焓变有点像物理学中的矢量究其原因是焓是一个状态函数【板书】
2、理解要点
(1)反应焓变(反应热效应)只与始态(反应物)、终态(生成物)有关,与反应过程无关
(2)焓变(反应热)总值一定【投影】△H=△H1+△H2=△H3+△H4+△H5【讲解】下面就结合例题,利用盖斯定律来求反应焓变【板书】
(二)焓变的计算方法
1、利用已知焓变求未知焓变——热化学方程式相加减【例1】试利用298K时下述反应的实验数据,计算此温度下C(s,石墨)+O2(g)=CO(g)的反应焓变C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g)△H1=–
393.5kJ•mol—1CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H2=–
283.0kJ•mol—1解设此反应分两步进行第一步C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g)△H1=–
393.5kJ•mol—1第二步CO2(g)=CO(g)+O2(g)△H2′=–△H2=
283.0kJ•mol—1将上述两步反应相加得总反应为C(s,石墨)+O2(g)=CO(g)△H3=?根据盖斯定律,△H3=△H1+△H2′=–
393.5kJ•mol—1+
283.0kJ•mol—1=–
110.5kJ•mol—1答298KC(s,石墨)+O2(g)=CO(g)的△H为–
110.5kJ•mol—1【例2】试利用298K时下述反应的实验数据,计算此温度下P4(s,白磷)=4P(s,红磷)的反应焓变P4(s,白磷)+5O2(g)=P4O10(S)△H1=–
2983.2kJ•mol—1P(s,红磷)+O2(g)=P4O10(S)△H2=–
738.5kJ•mol—1△H=△H1–4△H2=–
29.2kJ•mol—1【练习1】试利用298K时下述反应的实验数据,计算此温度下2N2H4g+2NO2g==3N2g+4H2Og的反应焓变N2(g)+2O2(g)==2NO2(g)△H1=+
67.7kJ•mol—1N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+H2O(g)△H2=–534kJ•mol—1△H=△H1–2△H2=–
1135.7kJ•mol—1【练习2】试利用298K时下述反应的实验数据,计算此温度下Zn(s)+HgO(s)==ZnO(s)+Hg(l)的反应焓变Zn(s)+O2(g)==ZnO(s)△H1=–
351.1kJ•mol—1Hg(s)+O2(g)==HgO(s)△H2=–
90.7kJ•mol—1△H=△H1–△H2-
260.4kJ•mol—1【讲解】下面我们看看用另外一种方法来求反应焓变的方法【板书】
2、利用化学键的键能求焓变【讲解】首先,我们要知道什么是键能【板书】
(1)键能原子间形成(或断裂)1mol化学键时释放(或吸收)的能量
(2)△H=∑反应物的键能)—∑反应产物的键能【例1】以下是部分共价键键能数据H—S364kJ•mol—1,S—S266kJ•mol—1,S=O522kJ•mol—1,H—O464kJ•mol—1试根据这些数据计算下面这个反应的焓变2H2Sg+SO2g==3Sg+2H2Og△H=?–1484kJ•mol—1【练习】以下是部分共价键键能数据P—P198kJ•mol—1,P—O360kJ•mol—1,O=O498kJ•mol—1试根据这些数据计算下面这个反应的焓变P4s白磷+3O2g==P4O6s△H=?–1638kJ•mol—1氧原子磷原子P4分子结构P4O6分子结构
五、课堂小练
1、已知25℃和101KP时
①CO(g)+1/2O2(g)====CO2(g)ΔH1=-
283.0kJ/mol
②H2(g)+1/2O2(g)====H2O(l)ΔH2=-
285.8kJ/mol
③C2H5OH(l)+3O2(g)====2CO2(g)+3H2O(l)ΔH3=-1370kJ/mol试计算2CO(g)+4H2(g)====H2O(l)+C2H5OH(l)的ΔH4答案-
339.2kJ/mol解析考察盖斯定律的应用
2、
(1)(s,白磷)+
(2)则白磷转化为红磷的热化学方程式______相同的状况下,能量较低的是______;白磷的稳定性比红磷______(填“高”或“低”)答案;红磷;低解析考察利用热化学方程式来比较物质的能量
3、由金红石TiO2制取单质Ti,涉及到的步骤为TiO2TiCl4Ti已知
①Cs+O2g=CO2g=-
393.5kJ·mol-1
②2COg+O2g=2CO2g=-566kJ·mol-1
③TiO2s+2Cl2g=TiCl4s+O2g=+141kJ·mol-1则TiO2s+2Cl2g+2Cs=TiCl4s+2COg的DH=答案-80kJ·mol-1解析利用热化学方程式可加减的方法来解题
4、已知;;欲得到相同的热量,需分别燃烧固体碳和氢气的质量比约为A.2:
3.25B.12:
3.25C.1:1D.
393.5:
241.8答案B解析利用能量和反应热的转化公式来计算
5、氢气、一氧化碳、辛烷、甲烷的热化学方程式分别为H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H=-
285.8kJ/molCO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H=-
283.0kJ/molC8H18(l)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)△H=-5518kJ/molCH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-
89.3kJ/mol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()A.H2(g)B.CO(g)C.C8H18(l)D.CH4(g)答案D解析考察等质量可燃物放热多少的比较
6、CH3—CH3→CH2=CH2+H2;有关化学键的键能如下化学键C-HC=CC-CH-H键能(kJ/mol)
414.
4615.
3347.
4435.3试计算该反应的反应热答案+
125.6kJ/mol解析根据键能计算反应热的方法
7、已知CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(l);ΔH1=-Q1kJ·mol-1,=2H2O(g);△H2=-Q2kJ·,=2H2O(l);△H3=-Q3kJ·常温下,取体积比4∶1的甲烷和氢气的混合气体
11.2L(标准状况下),经完全燃烧后恢复至室温,则放出的热量为答案(
0.4Q1+
0.05Q3)KJ解析考察混合气体的计算
8、下列各组热化学方程式中,化学反应的△H前者大于后者的是()
①C(s)+O2(g)===CO2(g);△H1C(s)+O2(g)===CO(g);△H2
②S(s)+O2(g)===SO2(g);△H3S(g)+O2(g)===SO2(g);△H4
③H2(g)+O2(g)===H2O(l);△H52H2(g)+O2(g)===2H2O(l);△H6
④CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)△H7;CaO(s)+H2O(l)===Ca(OH)2(s)△H8A.
①B.
④C.
②③④D.
①②③答案C解析考察反应热的比较方法【课后作业】
1.C8H18的燃烧热为5518kJ/mol,用燃烧热的热化学方程式表示则为__________
2.在同温同压下,下列各组热化学方程式中,的是()A.B.C.D.
3.下列说法正确的是()A.在101kPa时,1mol物质完全燃烧时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热B.酸和碱发生中和反应生成1mol水,这时的反应热叫中和热C.燃烧热或中和热是反应热的种类之一D.在稀溶液中,1molCH3COOH和1molNaOH完全中和时放出的热量为
57.3kJ
4.在101kPa时,H2与
1.00molO2完全燃烧,生成
2.00mol液态水,放出
571.6kJ的热量,表示氢气燃烧热的热化学反应方程式为____________
5.已知反应X+Y=M+N为放热反应,对该反应的下列说法中正确的()A.X的能量一定高于MB.Y的能量一定高于NC.X和Y的总能量一定高于M和N的总能量D.因该反应为放热反应,故不必加热就可发生
6.今有如下三个热化学方程式H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g);ΔH=aKJ·mol-1,H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l);ΔH==bkJ·mol-1,2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);ΔH==ckJ·mol-1,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==bD.2b==c
7.1g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2,需吸收
10.94KJ热量,此反应的热化学方程式为
8.已知在1×105Pa,298K条件下,2mol氢气燃烧生成水蒸气放出484kJ热量,下列热化学方程式正确的是()A.H2O(g)=H2(g)+1/2O2(g)ΔH=+242kJ·mol-1B.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=-484kJ·mol-1C.H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)ΔH=+242kJ·mol-1D.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=+484kJ·mol-
19.下列反应中生成物总能量高于反应物总能量的是()A.碳酸钙受热分解 B.乙醇燃烧C.铝粉与氧化铁粉末反应 D.氧化钙溶于水
10.下列说法中正确的是()A.需要加热才能发生的反应一定是吸热反应;B.放热反应在常温下一定很容易发生;C.反应是放热还是吸热,必须看反应物和生成物所具有的总能量的相对大小;D.吸热反应在一定条件下也能发生
11.已知A(g)+B(g)=C(g)△H1,D(g)+B(g)=E(g)△H2若A和D混合气体1mol完全与B反应,放热△H3,则A和D物质的量之比为()A.(△H2-△H3)(△H1-△H3)B.(△H3-△H2)(△H1-△H3)C.(△H3-△H2)(△H3-△H1)D.(△H1-△H3)(△H3-△H1)
12.2molCl2与足量H2反应生成HCl气,放出
369.2kJ的热量其正确的热化学方程式是()A.H2+Cl2==2HCl;△H=-
369.2kJ.mol-1B.2H2(g)+2Cl2(g)==4HCl;△H=-
369.2kJ.mol-1C.H2(g)+Cl2(g)==HCl(g);△H=-
92.3kJ.mol-1D.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g);△H=-
369.2kJ.mol-1参考答案
1.C8H18(l)+O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l);△H=-5518kJ/mol
2.AC
3.C
4.H2(g)+O2(g)=H2O(l);△H=-
285.8kJ/mol
5.C
6.D
7.C(S)+H2O(g)==CO(g)+H2(g);ΔH=+
131.28kJ·
8.A
9.A
10.CD
11.BD
12.C反应物a生成物△H△H2△H1cb△H5△H4△H3S8分子结构。