内容正文:
第二节 反应热的计算
第2课时 反应热的计算
第一章 化学反应的热效应
1.综合利用热化学方程式、盖斯定律等进行有关反应热的相关计算方法
2.培养从图表文字中获取有效信息解决实际问题的能力。
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例题1 (P17页)黄铁矿(主要成分为FeS2)的燃烧是工业上制硫酸时得到SO2的途径之一,反应的化学方程式为:
4FeS2+11O2===2Fe2O3+8SO2
在25℃和101kPa时,1 mol FeS2(s)完全燃烧生成Fe2O3(s)和SO2(g)时放出853kJ的热量。这些热量(工业中叫做“废热”)在生产过程中得到了充分利用,大大降低了生产成本,对于节约资源、能源循环利用具有重要意义。
(1)请写出FeS2燃烧的热化学方程式。
(2)计算理论上1kg黄铁矿(FeS2的含量为90%)完全燃烧放出的热量。
1、利用热化学方程式计算反应热
二、反应热的计算
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例题2 (P17页)葡萄糖是人体所需能量的重要来源之一,设它在人体组织中完全氧化时的热化学方程式为:
C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+ 6H2O(1) Δ H=-2 800 kJ/mol
计算100g葡萄糖在人体组织中完全氧化时产生的热量。
【解】根据热化学方程式可知,1 mol C6H12O6在人体组织中完全氧化时产生的热量为2 800 kJ。
C6H12O6的摩尔质量为180 g·mol-1。
100 g C6H12O6的物质的量为:0.556 mol
C6H12O6完全氧化时产生的热量为:0.556 mol×2 800 kJ/mol=1557 kJ
答:100 g葡萄糖在人体组织中完全氧化时产生的热量为1557 kJ。
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例题3 (P18页)焦炭与水蒸气反应、甲烷与水蒸气反应均是工业上制取氢气的重要方法。这两个反应的热化学方程式分别为:
① C(s)+H2O(g)=CO (g)+H2 (g) △H1=+131.5kJ/mol
② CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H2 =+205.9 kJ/mol
试计算CH4(g)=C(s)+2H2(g)的△H
根据盖斯定律: △H= △H2 -△H1
△H=+205.9kJ/mol-131.5kJ/mol
=+74.4kJ/mol
答:CH4(g) = C(s)+2H2(g)的ΔH=+74.4kJ/mol。
2、利用盖斯定律计算反应热
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3、根据反应物、生成物的键能计算反应热
ΔH=E(反应物的键能总和)-E(生成物的键能总和)。
例题4、我国是世界上第二大乙烯生产国,乙烯可由乙烷裂解得到:C2H6(g) C2H4(g)+H2(g),相关化学键的键能数据如下表所示,则上述反应的ΔH等于 。
化学键 C—H C—C C==C H—H
键能/(kJ·mol-1) 412 348 612 436
+124 kJ·mol-1
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4、根据图表或燃烧热等信息等计算反应热
例题5、碳燃烧的过程如图所示:
则下列说法正确的是( )
A.1 mol C(s)与0.5 mol O2(g)的总能量小于
1 mol CO(g)的能量
B.CO2(g) C(g)+O2(g) ΔH=+393.5 kJ·mol-1
C.2C(s)+O2(g) 2CO(g) ΔH=-221.0 kJ·mol-1
D.等量的碳燃烧C(s) CO2(g)过程比C(s) CO(g) CO2(g)过程释放
的能量多
C
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例题6、[2020·全国卷Ⅱ,28(1)①]乙烷在一定条件可发生如下反应:C2H6(g)
C2H4(g)+H2(g) ΔH1,相关物质的燃烧热数据如下表所示:
物质 C2H6(g) C2H4(g) H2(g)
燃烧热ΔH/( kJ·mol-1) -1 560 -1 411 -286
ΔH1= kJ·mol-1。
+137
【解析】先写出表示三种气体燃烧热的热化学方程式,然后根据盖斯定律,ΔH1=-1 560 kJ·mol-1-(-1 411 kJ·mol-1)-(-286 kJ·mol-1)=+137 kJ·mol-1。
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1、在298 K、101 kPa时,已知:
①2H2O(g)===O2(g)+2H2(g) ΔH1
②H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g) ΔH2
③2Cl2(g)+2H2O(g)===4HCl(g)+O2(g) ΔH3
则ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系正确的是( )
A.ΔH3=ΔH1+2ΔH2 B.ΔH3=ΔH1+ΔH2
C.ΔH3=ΔH1-2ΔH2 D.ΔH3=ΔH1-ΔH2
A
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2、已知化学反应的热效应只与反应物的初始状态和生成物的最终状态有关,下列各反应热关系中不正确的是( )
A.A→F ΔH=-ΔH6
B.A→D ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3
C. ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6=0
D. ΔH1+ΔH6=ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5
D
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3、黑火药是中国古代的四大发明之一,其爆炸的热化学方程式为
S(s)+2KNO3(s)+3C(s)=K2S(s)+N2(g)+3CO2(g) ΔH=x kJ·mol-1
已知:碳的燃烧热ΔH1=a kJ·mol-1
S(s)+2K(s)=K2S(s) ΔH2=b kJ·mol-1
2K(s)+N2(g)+3O2(g)=2KNO3(s) ΔH3=c kJ·mol-1
则x为( )
A.3a+b-c B.c-3a-b
C.a+b-c D.c-a-b
A
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4、在298 K、101 kPa时,已知:
(1)C(s,石墨)+O2(g) ===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
(2)2H2(g)+O2(g) ===2H2O(l) ΔH2=-571.6 kJ·mol-1
(3)2C2H2(g)+5O2(g) ===4CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=-2 599 kJ·mol-1
则相同条件下,由C(s,石墨)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反应的焓变ΔH4是( )
A.-226.7 kJ·mol-1 B.-326 kJ·mol-1
C.+226.7 kJ·mol-1 D.+326 kJ·mol-1
C
P19页课本练习与应用第5-6题。 P22页课本复习与提高第8-9题。
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本课总结
盖斯定律与
反应热的计算
内容
盖斯定律
应用
依据热化学方程式计算
反应热计算
意义
根据盖斯定律计算
13
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