内容正文:
第二节 反应热的计算
课程解读
课标要点
学科素养
1. 了解盖斯定律及其简单应用
2. 能进行反应焓变的简单计算
1. 构建盖斯定律模型,理解盖斯定律的本质,形成运用盖斯定律进行相关判断或计算的思维模型
2. 了解盖斯定律对反应热测定的重要意义,增强为人类科学发展而努力的意识与社会责任感
(见学生用书P13)
知识点一 盖斯定律
1.实验证明,一个化学反应,不管是一步完成的还是分几步完成的,其反应热是__相同__的。换句话说,在一定条件下,化学反应的反应热只与反应体系的__始态__和__终态__有关,而与反应的__途径__无关。
例:下图表示始态到终态的反应热。
2.盖斯定律的意义
应用盖斯定律可以间接计算出反应很慢的或不容易直接发生的或者伴有副反应的反应的反应热。
1.已知:P4(s,白磷)+5O2(g)===P4O10(s) ΔH1
P(s,红磷)+O2(g)===P4O10(s) ΔH2
设计成如下转化路径:
则ΔH=__ΔH1-4ΔH2__。
2.已知下列热化学方程式:
①C(s)+O2(g)===CO2(g)
ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
②H2(g)+O2(g)===H2O(l)
ΔH2=-285.8 kJ·mol-1
③CH3COOH(l)+2O2(g)===2CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=-870.3 kJ·mol-1
计算2C(s)+2H2(g)+O2(g)===CH3COOH(l)的反应热(写出计算过程)。
解析: ΔH=-488.3 kJ·mol-1
由①×2+②×2-③可得:2C(s)+2H2(g)+O2(g)===CH3COOH(l) ΔH=2ΔH1+2ΔH2-ΔH3=2×(-393.5 kJ·mol-1)+2×(-285.8 kJ·mol-1)-(-870.3 kJ·mol-1)=-488.3 kJ·mol-1。
知识点二 反应热的计算
1.利用热化学方程式计算
已知:FeS2(s)+O2(g)===Fe2O3(s)+2SO2(g) ΔH=-853 kJ·mol-1
则1 kg黄铁矿(FeS2的含量为90%)完全燃烧放出的热量为__6_397.5__kJ。
2.利用燃烧热计算
(1)已知乙烷的燃烧热为1 560 kJ·mol-1,则25 ℃、101 kPa时15 g乙烷完全燃烧生成液态水时放出的热量为__780__kJ。
(2)ΔH=反应物燃烧热(ΔH)之和-生成物燃烧热(ΔH)之和
3.利用盖斯定律计算
4.根据反应物和生成物的总能量计算
ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“”)。
(1)同温同压下,氢气和氯气分别在光照条件下和点燃条件下发生反应时,ΔH不同。( × )
(2)对于放热反应,放出的热量越多,ΔH就越大。( × )
(3)2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1的含义是指每摩尔该反应所放出的热量为571.6 kJ。( √ )
(4)如果用E表示破坏(或形成)1 mol 化学键所消耗(或释放)的能量,则求2H2(g)+O2(g)===2H2O(g)的反应热时,可用下式表示:ΔH=2E(H—H)+E(O===O)-2E(H—O)。( × )
2.关于如图所示转化关系,下列说法正确的是( D )
A.ΔH2>0
B.ΔH1>ΔH3
C.ΔH3=ΔH1+ΔH2
D.ΔH1=ΔH2+ΔH3
解析: CO(g)+O2(g)===CO2(g)为CO的燃烧,放出热量,ΔH2<0,故A错误; C不充分燃烧生成CO,充分燃烧生成CO2,充分燃烧放出的热量大于不充分燃烧放出的热量,焓变为负值,则ΔH1<ΔH3,故B错误;根据①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1,②CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH2,③C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH3,结合盖斯定律③=①-②,则ΔH3=ΔH1-ΔH2,故C错误;根据C项分析可知,ΔH1=ΔH2+ΔH3,故D正确。
(见学生用书P14)
类型一利用盖斯定律计算反应热(ΔH)
角度1:虚拟路径法
若反应物A转变为生成物D,可以有两个途径:①由A直接转变成D,反应热为ΔH;②由A经过B转变成C,再由C转变成D,每步的反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,如图所示:
则有:ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。
已知:①Cu(s)+2H+(aq)===Cu2+(aq)+H2(g) ΔH1
②2H2O2(l)===2H2O(l)+O2(g) ΔH2
③2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH3
则反应Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)===Cu2+(aq)+2H2O(l)的ΔH是( A )
A.ΔH=ΔH1+Δ