内容正文:
高二
“学为中心”探究式学习高效课堂导学案
年级: 高二 班别: 姓名: 制作人: 化学备课组 科目: 化学
化学 1.2 反应热的计算
学习目标
1.通过学习理解盖斯定律的内容,认识其在科学研究中的意义。(宏观辨识与微观探析)
2.运用盖斯定律能进行有关反应热的简单计算,进一步提高化学计算能力。(证据推理与模型认知)
3.运用盖斯定律,书写未知反应的热化学方程式。(证据推理与模型认知)
学习重难点
运用盖斯定律,能进行有关反应热的简单计算,书写未知反应的热化学方程式。
导学指导与检测
一、盖斯定律(课本13-15页)
1. 内容: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 的。即:化学反应的反应热只与反应体系的 和 有关,而与反应进行的 无关。
2. 理解
(1)途径角度:如同山的绝对高度与上山的途径无关一样,
A点相当于反应体系的 ,
B点相当于反应体系的 ,
山的高度相当于化学反应的 。
(2)能量守恒角度:不管反应历程如何,一个反应的反应热只取决于
。
3. 意义:利用盖斯定律,可以间接地计算很难直接测量的反应热。
4. 盖斯定律的应用
【典例导航】 已知:
① CO(g) +O2(g)= CO2(g) ΔH1=-283.0 kJ/mol
② H2(g) +O2(g) = H2O(l) ΔH2=-285.8 kJ/mol
③C2H5OH(l) + 3 O2(g) = 2 CO2(g) + 3H2O(l) ΔH3= -1370 kJ/mol
试计算:
④2CO(g)+ 4 H2(g) = H2O(l)+ C2H5OH (l) 的ΔH
【学习评价】1、已知:
①P4(s,白磷)+5O2(g)=P4O10(s) △H1=-2983.2 kJ/mol
②P(s,红磷)+O2(g)=P4O10(s) △H2= -738.5 kJ/mol
试写出白磷转化为红磷的热化学方程式。
2、已知下列反应的反应热
CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) △H1= -870.3 kJ/mol
C(s) + O2 (g) = CO2(g) △H2= -393.5 kJ/mol
H2(g) + O2(g) =H2O(l) △H3= -285.8 kJ/mol
试计算下述反应的反应热:2C(s) + 2H2 (g) + O2 (g) = CH3COOH (l)
3、Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行:
CuCl2(s)=CuCl(s)+Cl2(g) ΔH1=+83 kJ·mol-1
CuCl(s)+O2(g)=CuO(s)+Cl2(g) ΔH2=-20 kJ·mol-1
CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g) ΔH3=-121 kJ·mol-1
则4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)的ΔH=__________kJ·mol-1。
二、反应热的计算(课本15-17页)
(1)根据热化学方程式计算:反应热的绝对值与反应物的物质的量成正比。
(2)根据反应物和生成物的能量计算:
ΔH=生成物的能量总和-反应物的能量总和。
(3)根据反应物和生成物的键能计算:
ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和
(4)根据盖斯定律计算:
将热化学方程式进行适当的“加”“减”等变形,ΔH也进行相应“加”“减”计算。
(5)根据物质的燃烧热数值计算:Q(放)=n(可燃物)×|ΔH|。
【例题1】见课本15页;【例题2】见课本16页;【例题3】见课本16-17页。
【学习评价】
4、25 ℃、101 kPa时,使1.0 g钠与足量的氯气反应,生成氯化钠晶体并放出17.87 kJ的热量,求生成1 mol氯化钠的反应热。
5、乙醇的燃烧热ΔH= -1366.8 kJ/mol,在25℃、101 kPa时,1 kg乙醇充分燃烧后放出多少热量?
6、已知25 ℃、101 kPa时:
4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) ΔH=-1 648 kJ·mol-1 ①
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393 kJ·mol-1 ②
2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)=2FeCO3(s) ΔH=-1 480 kJ·mol-1 ③
FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是:
7、已知化学反应A2(g)+B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示,判断下列叙述中正确的是( )
A.每生成2分子AB吸收b kJ热量
B.该反应热ΔH=+(a-b) kJ·mol-1
C.该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D.断裂1 mol A-A键和1 mol B-B键,放出a kJ能量
三、反应热ΔH的大小比较:
ΔH的大小比较时包含“+”“-”的比较。
1. 看符号比较ΔH
吸热反应ΔH > 0,放热反应ΔH < 0,可判断吸热反应的ΔH 放热反应的ΔH。
2. 看化学计量数比较ΔH
同一化学反应:ΔH与化学计量数成正比。
如:H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH1=-a kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)= 2H2O(l) ΔH2=-b kJ·mol-1
可判断:b=2a,所以ΔH1_____ΔH2。
3. 看物质的聚集状态比较ΔH
(1)同一反应,生成物的聚集状态不同
如:A(g)+B(g)=C(g) ΔH1<0
A(g)+B(g)=C(l) ΔH2<0
由物质的能量(E)的大小知热量:Q1_____Q2,
反应为放热反应,所以ΔH1_____ΔH2。
(2)同一反应,反应物的聚集状态不同
如:S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1
S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2
由物质的能量(E)的大小知热量:Q1____Q2,
反应为放热反应,则ΔH1_____ΔH2。
4. 看反应之间的联系比较ΔH
如:C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1
ΔH2+ΔH3=ΔH1,又因为ΔH3<0,所以ΔH2______ΔH1。
5. 看可逆反应比较ΔH
如:工业生产硫酸过程中,SO2在接触室中被催化氧化为SO3,已知该反应为可逆反应,现将
2 mol SO2、1 mol O2充入一密闭容器中充分反应后,放出的热量为98.3 kJ,2SO2(g)+O2(g) =2SO3(g) ΔH=-Q kJ·mol-1,则Q _____98.3。
6. 看中和反应的酸碱比较ΔH
生成1 mol H2O时:强酸和强碱的稀溶液的中和反应反应热ΔH=-57.3 kJ·mol-1;弱酸、弱碱电离时吸热,反应时放出的总热量小于57.3 kJ,其ΔH1 ΔH;浓硫酸稀释时放热,反应时放出的总热量大于57.3 kJ,其ΔH2 ΔH。
【学习评价】
8、已知:C(s,金刚石)=C(s,石墨) ΔH=-1.9 kJ·mol-1 C(s,金刚石)+O2(g)=CO2(g) ΔH1
C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH2
根据上述反应所得出的结论正确的是
A.ΔH1=ΔH2 B.ΔH1>ΔH2 C.ΔH1<ΔH2 D.金刚石比石墨稳定
9、下列选项中ΔH2>ΔH1的是
A.H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH1 H2(g)+Cl2(g)=2HCl(l) ΔH2
B.H2O(l)=H2(g)+O2(g) ΔH1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH2
C.已知2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) ΔH<0
D.已知:弱酸电离时吸热
HCl(aq)+NaOH(aq) = NaCl(aq)+H2O(l) ΔH1
CH3COOH(aq)+NaOH(aq) = CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH2
【巩固提升】
1.已知由氢气和氧气反应生成水蒸气时放出的热量,则反应中,为
A. B. C. D.
2.已知丙烷的燃烧热, ,若一定量的丙烷完全燃烧后生成18g水蒸气,则放出的热量为
A.2039kJ B.509.75kJ C.553.75kJ D.597.75kJ
3.依据图示关系,下列说法不正确的是
A.
B.完全燃烧放出的热量小于
C.
D.的燃烧热为
4.氮是地球上最丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产生活中有着重要作用。
已知:① ;
② 。
则的为
A. B. C. D.
5.天然气水蒸气转化法是目前获取的主流方法,经过两步反应完全转化为和,其能量变化如图:
则总反应的等于
A. B. C. D.
6.根据以下热化学方程式,和的大小比较错误的是
A. , ,则
B. ,
,则
C.
, ,则
D.
, 则
7.在载人航天器中,可以利用与的反应,将航天员呼出的转化为等,然后通过电解得到,从而实现的再生。已知:
①
②
请写出甲烷与氧气反应生成二氧化碳和液态水的热化学方程式
。
8.含氮化合物与生产、生活和环境息息相关,可加速臭氧层破坏,其反应过程如图所示。
已知:
反应1:
则反应2的热化学方程式为 。
9.把煤作为燃料可通过下列两种途径:
途径I:C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1<0 ①
途径II:先制成水煤气:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H2>0 ②
再燃烧水煤气:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H3<0 ③
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H4<0 ④
请回答下列问题:
(1)途径I放出的热量 ( 填“大于”“等于”或“小于”) 途径II放出的热量。
(2)△H1、△H2、△H3、△H4的数学关系式是 。
(3)12g 炭粉在氧气中不完全燃烧生成一氧化碳,放出110.35kJ热量。其热化学方程式为 。
高二化学 1.2 反应热的计算 参考答案
一、1.相同 。 始态 , 终态 , 途径 。
2. (1) 始态 , 终态 , 反应热 。
(2)反应物与生成物的总能量的差值。
4.盖斯定律的应用
【典例导航】 -339.2 kJ/mol
【学习评价】1、P4(s,白磷)= 4P(s,红磷) △H= -29.2kJ/mol
2、△H= -488.3 kJ/mol
3、-116
二、【学习评价】
4、∆H =-411 kJ/mol
5、2.971×104 kJ
6、2FeCO3(s)+O2(g)= Fe2O3(s) + 2CO2(g) ΔH=-130 kJ·mol-1
7、 B 观察题给图像可以得到,上述反应的反应物的总能量低于生成物的总能量,为吸热反应,其中反应热ΔH=+(a-b) kJ·mol-1。化学反应过程中,化学键断裂为吸热过程,化学键形成为放热过程。
三、反应热ΔH的大小比较:
1. > 2. > 3.(1)< ,> (2)> ,< 4. > 5. > 6. >,<
【学习评价】8、C 9、D
【巩固提升】
1.【答案】A【详解】已知氢气和氧气反应生成水蒸气时放热,设反应生成时放热Q,依据比例关系,解得Q=483.6kJ,则△H=-483.6kJ·mol-1,A正确;答案为A。
2.【答案】B【详解】已知丙烷的燃烧热, ,
则C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(g) ,若一定量的丙烷完全燃烧后生成18g水蒸气(即物质的量为1mol),则放出的热量为,故B符合题意。
综上所述,答案为B。
3.【答案】B【详解】A.S(s)→S(g)为吸热过程,则ΔH2>0,A正确;
B.等量S(s)能量低于S(g),则等量S(g)完全燃烧放出的热量大于S(s)完全燃烧放出的热量,则1molS(g)完全燃烧释放的能量大于2968kJ,B错误;
C.根据盖斯定律:ΔH1=ΔH2+ΔH3,则ΔH2=ΔH1-ΔH3,C正确;
D.S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH=-2968kJ/mol,说明1molS(s)完全燃烧放出2968kJ热量,的燃烧热为,D正确; 故答案为:B。
4.【答案】A【详解】根据盖斯定律,由①②得:,答案选A。
5.【答案】A【详解】由图知第一步反应的热化学方程式,第二步反应的热化学方程式,由盖斯定律,(第一步+第二步反应)可得总反应,=(+206.4-41.0)= ,故选:A。
6.【答案】B【详解】A.已知 ,根据盖斯定律可得,即,故A正确;
B.已知为放热反应,根据盖斯定律可得,即,故B错误;
C.已知为吸热反应,,为放热反应,,即,故C正确;
D.已知氯元素的非金属性强于溴元素,因此氯气与氢气反应放出的热量多于溴与氢气,又因放热焓变为负值,放热越多焓变值越小,即,故D正确;
故答案选B选项。
7.【答案】CH4(g)+2O2(g)= CO2(g)+2H2O(l) = -890.3 kJ/mol
【详解】根据盖斯定律:①+②×2得到:CO2(g)+2H2O(l)=CH4(g)+2O2(g)=-252.9kJ/mol+2×571.6 kJ/mol=+890.3 kJ/mol;所以甲烷与氧气反应生成二氧化碳和液态水的热化学方程式:CH4(g)+2O2(g)= CO2(g)+2H2O(l) = -890.3 kJ/mol。
8.【答案】
【详解】设反应3:,根据反应过程图,结合盖斯定律,反应3-反应1=反应2,热化学方程式: 。
9.【答案】 等于 △H1=△H2+(△H3+△H4) C(s) +O2(g) = CO(g) △H=-110.35kJ/mol
【详解】(1)由盖斯定律可知:若是一个反应可以分步进行,则各步反应的吸收或放出的热量总和与这个反应一次发生时吸收或放出的热量相同,故答案为等于;
(2)根据盖斯定律,反应1=反应2+反应3×+反应4×,所以△H1=△H2+(△H3+△H4),故答案为△H1=△H2+(△H3+△H4);
(3)12g 炭粉在氧气中不完全燃烧生成一氧化碳,放出110.35kJ热量,即1mol炭粉在氧气中不完全燃烧生成一氧化碳,放出110.35kJ热量,热化学方程式为:C(s)+O2(g)=CO(g) △H=-110.35 kJ•mol-1,故答案为C(s)+O2(g)=CO(g) △H=-110.35kJ•mol-1。
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