内容正文:
第一章 化学反应的热效应
第二节 反应热
第二课时 反应热计算
教学目标
1.通过计算反应热,体会反应热与反应条件、能量利用的关系,能合理利用反应热。
2.总结反应热的各种计算形式,巩固应用盖斯定律计算反应热。
3.感受定量研究的意义,提高学生的认识水平和应用水平。
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。
0.3mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中完全燃烧,生成固态B2O3和液态水,放出649.5kJ热量,其热化学方程式为 。又已知H2O(l) = H2O(g) △H=+44kJ/mol,则11.2L(标况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出热量是多少千焦? 。
B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l) △H =-2165kJ/mol
题型一
1016.5kJ
在298 K时通过实验测得如下数据,写出下列反应的热化学方程式。
(1)NO2(g)与H2O(l)反应生成2 mol HNO3(aq)时,放出138 kJ热量。
________________________________________________________。
(2)1 mol C2H5OH(l)与适量O2(g)反应,生成CO2(g)和H2O(l),放出1366.8 kJ热量。
________________________________________________________。
(3)2 mol Al(s)与适量O2(g)发生反应,生成Al2O3(s)放出1669.8 kJ热量。
________________________________________________________。
3NO2(g)+H2O(l)=2HNO3(aq)+NO(g) ΔH=-138 kJ·mol-1
C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-1366.8 kJ·mol-1
4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(s) ΔH=-1669.8 kJ·mol-1
例:实验中不能直接测出由石墨和氢气生成甲烷反应的ΔH,但可测出CH4燃烧反应的ΔH1,根据盖斯定律求ΔH4 。
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-890.3kJ·mol-1 (1)
C(石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-393·5kJ·mol-1 (2)
H2(g)+ O2(g)=H2O(l)ΔH3=-285.8kJ·mol-1 (3)
C(石墨)+2H2(g)=CH4(g) ΔH4 (4)
-74.8kJ·mol-1
利用盖斯定律求反应热
题型二
ΔH4=ΔH2+2ΔH3-ΔH1
已知反应:
①2H2(g)+O2(g) 2H2O(g) ΔH1;
②N2(g)+2O2(g) 2NO2(g) ΔH2;
③N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH3。
则反应4NH3(g)+7O2(g) 4NO2(g)+6H2O(g)的ΔH为( )
A.2ΔH1+2ΔH2-2ΔH3 B.ΔH1+ΔH2-ΔH3
C.3ΔH1+2ΔH2-2ΔH3 D.3ΔH1+2ΔH2+2ΔH3
解析 由①×3+②×2-③×2整理可得4NH3(g)+7O2(g)
4NO2(g)+6H2O(g),则该反应的ΔH=3ΔH1+2ΔH2-2ΔH3
C
氢气和氧气反应生成水的能量关系如图所示,下列说法正确的是( )
一定条件下,气态原子生成 、 、 放出的能量分别是 则
ABCD
B
根据图中的各物质间的能量循环图,下列说法正确的是( )
A.△H1=△H2+△H3+△H4+△H5+△H6+△H7+△H8
B.△H5<0,△H7>0,△H8<0
C.Br(g)的△H6小于Cl(g)的△H6
D.△H5+△H6+△H7+△H8<△H2
D
发射火箭时使用的燃料可以是液氢和液氧,已知下列热化学方程式:
①H2(g)+1/2O2(g)===H2O(l) ΔH1=-285.8 kJ·mol-1
②H2(g)===H2(l) ΔH2=-0.92 kJ·mol-1
③O2(g)===O2(l) ΔH3=-6.84 kJ·mol-1
④H2O(l)===H2O(g) ΔH4=+44.0 kJ·mol-1
则反应H2(l)+1/2O2(l)===H2O(g)的反应热ΔH为( )
A.+237.46 kJ·mol-1 B.-474.92 kJ·mol-1
C.-118.73 kJ·mol-1 D.-237.46 kJ·mol-1
D
ΔH=ΔH1-ΔH2-ΔH3+ΔH4
在298 K、101 kPa时,已知:2H2O(g)===O2(g)+2H2(g) ΔH1Cl2(g)+H2(g)===2HCl(g) ΔH22Cl2(g)+2H2O(g)===4HCl(g)+O2(g) ΔH3则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是 ( )
A.ΔH3=ΔH1+2ΔH2 B.ΔH3=ΔH1+ΔH2
C.ΔH3=ΔH1-2ΔH2 D.ΔH3=ΔH1-ΔH2
A
(1)H2与O2反应生成气态水的热化学方程式是
_____________________________________________________。
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1
462.9
氢气是一种清洁能源,氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究特点。已知:①4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-115.6 kJ·mol-1②H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=-184 kJ·mol-1
(2)断开1 mol H—O所需能量为_______kJ。
③
利用键能计算反应热
题型三
(偏难)将2 mol Cl2和3 mol F2置于密闭容器中,在250 ℃下只发生如下两个放热反应:①F2(g)+Cl2(g) 2ClF(g) ΔH1=a kJ·mol-1;②Cl2(g)+3F2(g) 2ClF3(g) ΔH2=b kJ·mol-1。一段时间后,Cl2和F2恰好全部消耗,共放出303 kJ热量。已知:部分化学键的键能如下表所示:
化学键 F—F Cl—Cl F—Cl
(ClF中) F—Cl
(ClF3中)
157 243 248 x
则x的值为( )
A.172 B.208
C.256 D.371
ΔH1=(157+243) kJ·mol-1-2×248 kJ·mol-1=-96 kJ·mol-1=a kJ·mol-1,
ΔH2=(243+157×3) kJ·mol-1-2×3x=(714-6x) kJ·mol-1=b kJ·mol-1
设NA为阿伏加德罗常数的值。已知反应:
①CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l) ΔH=a kJ·mol-1
②CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(g) ΔH=b kJ·mol-1。其他数据如表:
化学键 C=O O=O C—H O—H
798 x 413 463
下列说法正确的是( )
A.上表中x=
B.H2O(g ) H2O(l) ΔH=(a-b)kJ·mol-1
C.当有4NA个C—H断裂时,反应放出的热量一定为a kJ
D.a>b且甲烷的燃烧热ΔH=b kJ·mol-1
A
人们常把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能,键能的单位是kJ/mol。
例5、CH3—CH3→CH2=CH2+H2;
有关化学键的键能如下:
化学键 C-H C=C C-C H-H
键能(kJ/mol) 414.4 615.3 347.4 435.3
试计算该反应的反应热。
$$