人教版選修4 第一章第三節(jié)　化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算 學(xué)案.doc

第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算1理解蓋斯定律的本質(zhì)，了解其在科學(xué)研究中的意義。2能用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的簡(jiǎn)單計(jì)算?！爱惽ぁ笔侵覆煌那{(diào)演得同樣好，或者不同的做法收到同樣好的效果。熱化學(xué)奠基人蓋斯總結(jié)出一條規(guī)律：在任何化學(xué)反應(yīng)過程中的熱量，不論該反應(yīng)是一步完成的還是分步進(jìn)行的，其總熱量變化是相同的。該規(guī)律被命名為“蓋斯定律”。 瑞士化學(xué)家蓋斯一、蓋斯定律1內(nèi)容：不管化學(xué)反應(yīng)是一步或_完成，其反應(yīng)熱是_的?；蛘哒f，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的_和_有關(guān)，而與反應(yīng)的_無關(guān)。2解釋：能量的釋放或吸收是以_的物質(zhì)為基礎(chǔ)的，二者密不可分，但以_為主。3應(yīng)用：對(duì)于進(jìn)行得_的反應(yīng)，不容易_的反應(yīng)，_(即有_)的反應(yīng)，_這些反應(yīng)的反應(yīng)熱有困難，如果應(yīng)用_，就可以_地把它們的反應(yīng)熱計(jì)算出來。二、反應(yīng)熱的計(jì)算1反應(yīng)熱計(jì)算的主要依據(jù)是_、_和_的數(shù)據(jù)。2計(jì)算反應(yīng)熱的常用解題方法有：_、_、_等。答案：1分幾步相同始態(tài)終態(tài)途徑2發(fā)生變化物質(zhì)3很慢直接發(fā)生產(chǎn)品不純副反應(yīng)發(fā)生測(cè)定蓋斯定律間接二、1.熱化學(xué)方程式蓋斯定律燃燒熱2列方程法估算法十字交叉法一、蓋斯定律1對(duì)蓋斯定律的理解。化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)(各反應(yīng)物)和終態(tài)(各生成物)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。即如果一個(gè)反應(yīng)可以分步進(jìn)行，則各分步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和與該反應(yīng)一步完成時(shí)的反應(yīng)熱是相同的。若反應(yīng)物a變?yōu)樯晌飀，可以有兩個(gè)途徑：由a直接變成d，反應(yīng)熱為h；由a經(jīng)過b變成c，再由c變成d，每步的反應(yīng)熱分別為h1、h2、h3。如下圖所示：則有：hh1h2h32運(yùn)用蓋斯定律解題的常用方法。通常有兩種方法：其一，虛擬路徑法：如c(s)o2(g)= co2(g)，可設(shè)置如下：h1 h2h3其二，加合法：即運(yùn)用所給化學(xué)方程式就可通過加減的方法得到新化學(xué)方程式。如：求p4(白磷)p(紅磷)的熱化學(xué)方程式。已知：p4(白磷，s)5o2(g)=p4o10(s)h1p(紅磷，s)o2(g) =p4o10(s)h2即可用4得出白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學(xué)方程式。二、反應(yīng)熱的計(jì)算1反應(yīng)熱的計(jì)算方法和類型。(1)根據(jù)熱化學(xué)方程式計(jì)算：反應(yīng)熱與反應(yīng)物各物質(zhì)的物質(zhì)的量成正比。(2)根據(jù)反應(yīng)物和生成物的能量計(jì)算：h生成物的能量和反應(yīng)物的能量和。(3)根據(jù)反應(yīng)物和生成物的鍵能計(jì)算：h反應(yīng)物的鍵能和生成物的鍵能和。(4)根據(jù)蓋斯定律計(jì)算：將熱化學(xué)方程式進(jìn)行適當(dāng)?shù)摹凹印薄皽p”等變形后，由過程的熱效應(yīng)進(jìn)行計(jì)算、比較。(5)根據(jù)物質(zhì)燃燒放熱數(shù)值計(jì)算：q(放) n(可燃物)h。(6)根據(jù)公式進(jìn)行計(jì)算：qcmt。2反應(yīng)熱的計(jì)算常用的解題方法。(1)列方程法：思路是先寫出熱化學(xué)方程式，再根據(jù)熱化學(xué)方程式所體現(xiàn)的物質(zhì)與反應(yīng)熱間的關(guān)系直接求算反應(yīng)熱。(2)估算法：根據(jù)熱化學(xué)方程式所表示反應(yīng)的熱效應(yīng)與混合物燃燒放出熱量，大致估算各成分的比例。此法主要應(yīng)用于解答選擇題，根據(jù)題給信息找出大致范圍，便可以此為依據(jù)找出答案，此法解題快速、簡(jiǎn)便。(3)十字交叉法：混合物燃燒放熱求比例問題，既可以采用常規(guī)的列方程組法，又可以采用十字交叉法。(4)將熱化學(xué)方程式看做數(shù)學(xué)中的代數(shù)方程，擴(kuò)大或縮小一定倍數(shù)后，直接加減或移項(xiàng)變形，得到需要的熱化學(xué)反應(yīng)，再以此為依據(jù)計(jì)算求解或比較反應(yīng)熱大小等。3反應(yīng)熱的計(jì)算應(yīng)注意的問題。(1)運(yùn)用熱化學(xué)方程式進(jìn)行反應(yīng)熱的計(jì)算，可以從反應(yīng)式中各物質(zhì)的物質(zhì)的量、質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體體積、反應(yīng)熱等對(duì)應(yīng)關(guān)系，列式進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算。(2)注意熱化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)只表示物質(zhì)的物質(zhì)的量，必須與h相對(duì)應(yīng)，如果化學(xué)計(jì)量數(shù)加倍，則h也要加倍。尤其是利用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱時(shí)，熱化學(xué)方程式可以直接相加減，化學(xué)計(jì)量數(shù)必須與h相對(duì)應(yīng)。(3)熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)熱是指按所給形式反應(yīng)完全時(shí)的反應(yīng)熱。(4)正、逆反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，符號(hào)相反。知識(shí)點(diǎn)1 蓋斯定律的應(yīng)用【例題1】 實(shí)驗(yàn)中不能直接測(cè)出由石墨與氫氣反應(yīng)生成甲烷的h，但可測(cè)出下面幾個(gè)反應(yīng)的熱效應(yīng)：ch4(g)2o2(g)=co2(g)2h2o(l)h1890.3 kjmol1c(石墨)o2(g)=co2(g)h2393.5 kjmol1h2(g)o2(g)=h2o(l)h3285.8 kjmol1根據(jù)蓋斯定律求反應(yīng)c(石墨)2h2(g)=ch4(g)的h4。解析：方法一：因?yàn)榉磻?yīng)式和之間有以下關(guān)系：2。所以h4h22h3h1393.52(285.8)(890.3)74.8(kjmol1)方法二：也可以設(shè)計(jì)一個(gè)途徑，使反應(yīng)物經(jīng)過一些中間步驟最后回到產(chǎn)物：可見， h4h22h3h174.8 kjmol1答案：h474.8 kjmol1點(diǎn)撥：應(yīng)用蓋斯定律進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算，關(guān)鍵在于設(shè)計(jì)反應(yīng)過程，同時(shí)要注意以下幾點(diǎn)。(1)當(dāng)熱化學(xué)方程式乘以或除以某數(shù)時(shí)，h也相應(yīng)乘以或除以某數(shù)。(2)當(dāng)熱化學(xué)方程式進(jìn)行加減運(yùn)算時(shí)，h也同樣要進(jìn)行加減運(yùn)算，且要帶“”“”符號(hào)，即把h看做一個(gè)整體進(jìn)行運(yùn)算。(3)通過蓋斯定律計(jì)算比較反應(yīng)熱的大小時(shí)，同樣要把h看做一個(gè)整體。(4)在設(shè)計(jì)的反應(yīng)過程中常會(huì)遇到同一物質(zhì)固、液、氣三態(tài)的相互轉(zhuǎn)化，物質(zhì)的狀態(tài)由“固液氣”變化時(shí)，會(huì)吸熱；反之會(huì)放熱。(5)當(dāng)設(shè)計(jì)的反應(yīng)逆向進(jìn)行時(shí)，其反應(yīng)熱與正反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，符號(hào)相反。知識(shí)點(diǎn)2 反應(yīng)熱的計(jì)算【例題2】 已知： ch4(g)2o2(g) = co2(g)2h2o(l)h1；2h2(g)o2(g)= 2h2o(g)h2；2h2(g)o2(g)= 2h2o(l)h3。室溫下取體積比為41的甲烷和氫氣11.2 l(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，經(jīng)完全燃燒后恢復(fù)至室溫，放出的熱量為()。a(0.4 molh10.05 molh3)b(0.4 molh10.05 molh2)c(0.4 molh10.1 molh3)d(0.4 molh10.1 molh2)解析：先算出甲烷和氫氣各自的體積，再根據(jù)熱化學(xué)方程式分別求算它們各自完全燃燒放出的熱量，就可求出總熱量。也可以求出甲烷和氫氣按體積比41燃燒的熱化學(xué)方程式，列比例來求反應(yīng)放出的總熱量。n(氣體) 0.5 mol，n(ch4)0.5 mol0.4 mol，n(h2)0.5 mol0.1 mol。燃燒后恢復(fù)至室溫，h2o為液態(tài)，所以放出熱量：q0.4 mol(h1)0.1 mol()(0.4 molh10.05 molh3)。答案：a點(diǎn)撥：進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算時(shí)，只要把反應(yīng)熱看做類似于產(chǎn)物之一即可，在實(shí)際計(jì)算時(shí)只對(duì)其取正值，然后與化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)(或質(zhì)量等)列比例計(jì)算。根據(jù)熱化學(xué)方程式進(jìn)行熱量計(jì)算時(shí)，要注意正、負(fù)號(hào)的使用。1(2011海南化學(xué))已知：2zn(s)o2(g)=2zno(s)h701.0 kjmol12hg(l)o2(g)=2hgo(s)h181.6 kjmol1則反應(yīng)zn(s)hgo(s)=zno(s)hg(l)的h為()。a519.4 kjmol1 b259.7 kjmol1c259.7 kjmol1 d519.4 kjmol12(2011海南化學(xué))某反應(yīng)的h100 kjmol1，下列有關(guān)該反應(yīng)的敘述正確的是()。a正反應(yīng)活化能小于100 kjmol1b逆反應(yīng)活化能一定小于100 kjmol1c正反應(yīng)活化能不小于100 kjmol1d正反應(yīng)活化能比逆反應(yīng)活化能大100 kjmol13(2011上海化學(xué))據(jù)報(bào)道，科學(xué)家開發(fā)出了利用太陽能分解水的新型催化劑。下列有關(guān)水分解過程的能量變化示意圖正確的是()。4已知在298 k下的熱化學(xué)方程式：c(石墨，s)o2(g)=co2(g)h1393.5 kjmol1 2co(g)o2(g)=2co2(g)h2566.0 kjmol1。298 k時(shí)，1 mol c(石墨，s)轉(zhuǎn)化為co(g)的反應(yīng)焓變是_。答案：1c由蓋斯定律，第一個(gè)式子減去第二個(gè)式子后再除以2可得：zn(s)hgo(s)=zno(s) hg(l)h(701.0 kjmol1181.6 kjmol1)/2259.7 kjmol1，故c項(xiàng)正確。2d由反應(yīng)的h100 kjmol1知，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量小于生成物的總能量，即正反應(yīng)活化能逆反應(yīng)活化能100 kjmol1。由計(jì)算公式可知，正反應(yīng)活化能大于100 kjmol1，故a、c項(xiàng)錯(cuò)誤；無法判斷逆反應(yīng)活化能大小，故b項(xiàng)錯(cuò)誤。3b依據(jù)使用催化劑能夠改變反應(yīng)的途徑，降低反應(yīng)的活化能，但不能使平衡發(fā)生移動(dòng)，即不能使反應(yīng)的能量發(fā)生變化，所以b項(xiàng)符合題意。4答案：h110.5 kjmol1解析：