2020-2021學年高中化學第1章化學反應與能量轉化第1節(jié)化學反應的熱效應第2課時熱化學方程式反應焓變的計算學案魯科版選修4 （經典實用）

1、第2課時熱化學方程式反應焓變的計算學習目標：1.掌握熱化學方程式的書寫。(重點)2.理解蓋斯定律的內容。3.能運用蓋斯定律進行有關反應焓變的簡單計算。(難點)自 主 預 習探 新 知一、熱化學方程式1概念把一個化學反應中的物質的變化和反應的焓變同時表示出來的式子。2意義熱化學方程式不僅表明了物質的變化，還表示了能量的變化。3實例C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.3 kJmol1，表示在25 和101 kPa的條件下，1 mol C(s)和1 mol H2O(g)完全反應生成1 mol CO(g)和1 mol H2(g)時吸收的熱量為131.1 kJ。微點撥：熱化學方程式中物質

2、的系數(shù)僅表示物質的量，因此可以是整數(shù)或分數(shù)，而普通的化學方程式中物質的系數(shù)只能是整數(shù)。二、反應焓變的計算1蓋斯定律(1)定義：對于一個化學反應，無論是一步完成還是分幾步完成，其反應焓變都是一樣的。(2)蓋斯定律的特點：化學反應的焓變只與反應的始態(tài)和終態(tài)有關，與反應的途徑無關。反應焓變一定。如圖分別有三個途徑：()()()。則有HH1H2H3H4H5。微點撥：化學反應的焓變與反應的過程、條件無關。2蓋斯定律的應用(1)科學意義：對于無法或較難通過實驗測定的反應的焓變，可應用蓋斯定律計算求得。(2)方法“疊加法”原理：若一個化學方程式可由另外幾個化學方程式相加減而得到，則該化學反應的焓變即為這幾個

3、化學反應焓變的代數(shù)和。步驟微點撥：“疊加法”思維流程：找目標看來源變方向調系數(shù)相疊加得答案。基礎自測1判斷對錯(對的在括號內打“”，錯的在括號內打“”。)(1)熱化學方程式前面的系數(shù)代表分子數(shù)或物質的量。()(2)H2(g)O2(g)=H2O(l)和2H2(g)O2(g)=2H2O(l)的H相同。()(3)相同條件下，等質量的S(s)和S(g)完全燃燒釋放的熱量不同。()(4)中，存在關系式：H1H2H3。()提示(1)熱化學方程式中的系數(shù)只代表物質的量。(2)同一反應的熱化學方程式系數(shù)不同，H不同。(3)(4)H3H1H2。2熱化學方程式C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)H131.3

4、 kJmol1表示() 【導學號：41722012】A碳和水反應吸收131.3 kJ能量B1 mol碳和1 mol水反應生成一氧化碳和氫氣，并吸收131.3 kJ熱量C1 mol固態(tài)碳和1 mol水蒸氣反應生成1 mol一氧化碳氣體和1 mol氫氣，并吸收131.3 kJ熱量D1個固態(tài)碳原子和1分子水蒸氣反應吸收131.3 kJ熱量CH的數(shù)值要與熱化學方程式中物質的系數(shù)、狀態(tài)相對應，A、B項錯誤，C項正確；熱化學方程式中的系數(shù)表示對應物質的物質的量，D項錯誤。3在298 K、100 kPa時，已知：C(s，石墨)O2(g)=CO2(g)H1393.5 kJmol12H2(g)O2(g)=2H2

5、O(l)H2571.6 kJmol12C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l)H32 599 kJmol1則相同條件下時由C(s，石墨)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反應的焓變H4是() 【導學號：41722013】A226.7 kJmol1B326 kJmol1C226.7 kJmol1D326 kJmol1C據(jù)蓋斯定律可知H4226.7 kJmol1。合 作 探 究攻 重 難熱化學方程式的書寫如圖是NO2和CO反應生成CO2和NO過程中能量變化示意圖。思考交流1寫出NO2和CO反應的熱化學方程式。提示NO2(g)CO(g)=CO2(g)NO(g)H234 kJm

6、ol1。2為什么熱化學方程式中要注明物質的聚集狀態(tài)？提示反應的焓變與各反應物和反應產物的聚集狀態(tài)有關。3反應的焓變與熱化學方程式的寫法有關嗎？提示有關。如NO2(g)CO(g)=CO2(g)NO(g)H117 kJmol1，即化學方程式中各物質的系數(shù)加倍，則H數(shù)值的絕對值也加倍。對點訓練1完全燃燒m g液態(tài)乙醇得到液態(tài)水時放出的熱量為a kJ，經測定m g乙醇與Na反應時最多可生成0.5 g H2，則液態(tài)乙醇完全燃燒生成液態(tài)水的熱化學方程式為()AC2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)Ha kJmol1BC2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)Ha k

7、Jmol1CC2H5OH(l)O2(g)=CO2(g)H2O(l)Ha kJmol1DC2H5OH(l)3O2(g)=2CO2(g)3H2O(l)H2a kJmol1D根據(jù)相關的化學方程式進行計算2C2H5OH2Na2C2H5ONaH2 2 mol 2 g n(C2H5OH) 0.5 g則有n(C2H5OH)0.5 mol，即m g乙醇的物質的量為0.5 mol，其完全燃燒放出的熱量為a kJ，D項正確。2寫出298 K時下列反應的熱化學方程式：(1)3 mol NO2(g)與1 mol H2O(l)反應生成HNO3(aq)和NO(g)，放出熱量138 kJ。_(2)用CO還原1 mol Fe

8、2O3，放出熱量24.8 kJ。_(3)1 mol HgO(s)分解為液態(tài)汞和氧氣，吸收熱量90.7 kJ。_解析書寫熱化學方程式時要注意：a.標明物質的聚集狀態(tài)；b.寫出反應焓變的大小及單位，H0為放熱反應，H0為吸熱反應，H的大小與反應方程式中系數(shù)的大小相對應；C熱化學方程式中各物質前的系數(shù)表示物質的量的多少，可用分數(shù)表示；d.反應熱的大小在不同壓強和溫度下測量會有變化，因此書寫熱化學方程式時要注明反應條件，若不特殊說明，就是指通常狀況(25 ，1.01105 Pa)。答案(1)3NO2(g)H2O(l)=2HNO3(aq)NO(g)H138 kJmol1(2)3CO(g)Fe2O3(s)

9、=2Fe(s)3CO2(g)H24.8 kJmol1(3)2HgO(s)=2Hg(l)O2(g)H181.4 kJmol1“五步”突破熱化學方程式的書寫反應焓變的計算方法2C(s)O2(g)=2CO(g)H1221 kJmol12CO(g)O2(g)=2CO2(g)H2566.0 kJmol1C(s)O2(g)=2CO2(g)H3393.5 kJmol1思考交流1上述反應中，H1、H2、H3之間有什么關系？提示H3。2計算反應焓變的方法主要有哪些？提示主要方法有：(1)利用熱化學方程式進行有關計算；(2)根據(jù)焓變定義計算：HH(反應產物)H(反應物)；(3)根據(jù)鍵能進行計算：H反應物鍵能之和反

10、應產物鍵能之和。(4)根據(jù)蓋斯定律進行計算。對點訓練1已知：Fe(s)O2(g)=FeO(s)H1272 kJmol1，2Al(s)O2(g)=Al2O3(s) H21 675 kJmol1，則2Al(s)3FeO(s)=Al2O3(s)3Fe(s)的H為()A859 kJmol1B859 kJmol1C1 403 kJmol1D2 491 kJmol1B根據(jù)蓋斯定律，HH23H11 675 kJmol13272 kJmol1859 kJmol1，B項正確。2如圖是某條件時N2與H2反應過程中能量變化的曲線圖。下列敘述正確的是()A該反應的熱化學方程式為：N23H22NH3H92 kJmol1

11、B1 mol N2和3 mol H2充分反應可放出92 kJ的熱量Cb曲線是加入催化劑時的能量變化曲線D使用催化劑能改變反應的焓變CA項中未標狀態(tài)；B項合成氨反應為可逆反應，反應不徹底，故1 mol N2和3 mol H2充分反應放出的熱量小于92 kJ；D項，焓變是反應的熱效應，催化劑不能改變反應的熱效應。3已知H2(g)Br2(l)=2HBr(g)H72 kJmol1，蒸發(fā)1 mol Br2(l)需要吸收能量30 kJ，其他相關數(shù)據(jù)如表所示：物質H2(g)Br2(g)HBr(g)1 mol氣態(tài)分子中的化學鍵斷裂時需要吸收的能量/kJ436a369則表中a為() 【導學號：41722014】

12、A404B260C230D200D由題意知：H2(g)Br2(l)=2HBr(g)H72 kJmol1，Br2(l)=Br2(g)H30 kJmol1，根據(jù)蓋斯定律，由可得H2(g)Br2(g)=2HBr(g)H102 kJmol1，故102 kJmol1436 kJmol1a kJmol12369 kJmol1，則a200。4將0.3 mol氣態(tài)高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧氣中完全燃燒，生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水，放出649.5 kJ熱量，該反應的熱化學方程式為_。已知：H2O(g)=H2O(l)H144 kJmol1，則標準狀況下11.2 L乙硼烷完全燃燒生成氣態(tài)水時放出的熱量為_kJ。

13、解析0.3 mol乙硼烷完全燃燒生成液態(tài)水時放出649.5 kJ熱量，則1 mol乙硼烷完全燃燒放出的熱量為1 mol2 165 kJ，故乙硼烷燃燒的熱化學方程式為B2H6(g)3O2(g)=B2O3(s)3H2O(l)H2 165 kJmol1。由于1 mol液態(tài)水汽化需吸收熱量44 kJ，則3 mol液態(tài)水全部汽化吸收的熱量為3 mol44 kJmol1132 kJ，所以1 mol乙硼烷完全燃燒生成氣態(tài)水時放出的熱量為2 165 kJ132 kJ2 033 kJ，則標準狀況下11.2 L乙硼烷完全燃燒生成氣態(tài)水時放出的熱量為0.5 mol2 033 kJmol11 016.5 kJ。答案B

14、2H6(g)3O2(g)=B2O3(s)3H2O(l)H2 165 kJmol11 016.5利用蓋斯定律計算H的步驟當 堂 達 標固 雙 基1下列敘述正確的是()A反應產物的總能量一定低于反應物的總能量B放熱反應的反應速率總是大于吸熱反應的反應速率C根據(jù)蓋斯定律，可計算某些難以直接測量的反應的焓變D同溫同壓下，H2(g)Cl2(g)=2HCl(g)在光照條件下和點燃條件下的H不同C對于吸熱反應，反應產物的總能量高于反應物的總能量，A項錯誤；反應速率與反應是吸熱反應還是放熱反應沒有必然的聯(lián)系，B項錯誤；C項是蓋斯定律的重要應用，C項正確；反應焓變與反應條件無關，D項錯誤。2下列熱化學方程式書寫

15、正確的是()A2SO2O22SO3H196.6 kJmol1B4H2(g)2O2(g)=4H2O(l)H1 143.2 kJmol1CC(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJDC(s)O2(g)=CO2(g)H393.5 kJmol1BA中未注明各物質的聚集狀態(tài)，C、D中H的符號錯誤，放熱反應的H0，且C中H的單位錯誤。3已知：2Zn(s)O2(g)=2ZnO(s)H701.0 kJmol12Hg(l)O2(g)=2HgO(s) H181.6 kJmol1則反應Zn(s)HgO(s)=ZnO(s)Hg(l)的H為() 【導學號：41722015】A519.4 kJmol1B259.7

16、 kJmol1C259.7 kJmol1D519.4 kJmol1C給兩個反應標號2Zn(s)O2(g)=2ZnO(s)H701.0 kJmol12Hg(l)O2(g)=2HgO(s)H181.6 k Jmol1則所求反應可表示為()1/2；則其H(701.0 kJmol1)(181.6 kJmol1)1/2259.7 kJmol1。4寫出298 K時，下列反應的熱化學方程式：(1)1 mol HgO(s)分解為液態(tài)汞和氧氣，吸熱90.7 kJ。_(2)16 g固體硫完全燃燒時放出148.4 kJ的熱量。_(3)2.00 g C2H2氣體完全燃燒生成液態(tài)水和CO2，放出99.6 kJ的熱量。_(4)甲醇合成反應及其能量變化如圖所示，合成甲醇的熱化學方程式為_。解析(2)16 g固體硫完全燃燒時放出148.4 kJ的熱量，故其熱化學方程式可寫為S(s)O2(g)=SO2(g)H148.4 kJmol1或S(s)O2(g)=SO2(g)H296.8 kJmol1。(3)1 mol C2H2燃燒生成液態(tài)水和CO2放熱：26 g1 294.8 kJ，熱化學方程式為C2H2(g)O2(g)=2CO2(g)H2O(l)H1 294.8 kJmol1。(4)反應產物的能量比