高中化學(xué) 第1章 化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化 第1節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)（第3課時）課件 魯科版選修4-魯科版高二選修4化學(xué)課件

1、第3課時反應(yīng)焓變的計算第1章 第1節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1.知道蓋斯定律的內(nèi)容，能用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)焓變的簡 單計算。2.學(xué)會有關(guān)焓變計算的方法技巧，進(jìn)一步提高化學(xué)計算的 能力。一蓋斯定律達(dá)標(biāo)檢測提升技能二反應(yīng)焓變的計算與比較內(nèi)容索引一蓋斯定律新知導(dǎo)學(xué)1.蓋斯定律的內(nèi)容：不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成或分幾步完成，其反應(yīng)焓變是 ?；蛘哒f，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)焓變只與反應(yīng)體系的_有關(guān)，而與反應(yīng)的_無關(guān)。2.蓋斯定律的應(yīng)用利用蓋斯定律可以計算出無法或較難測定的化學(xué)反應(yīng)的焓變，其方法有：(1)“虛擬路徑”法若反應(yīng)物A變?yōu)樯晌顳，可以有兩個途徑：由A直接變成D，反應(yīng)焓變?yōu)镠；相同的始態(tài)和終態(tài)途徑由A經(jīng)過B變成C，再由C變

2、成D，每步的反應(yīng)焓變分別為H1、H2、H3。如圖所示： 則有H 。(2)加合法運(yùn)用所給熱化學(xué)方程式通過 的方法得到所求的熱化學(xué)方程式。H1H2H3加減乘除3.同素異形體相互轉(zhuǎn)化的反應(yīng)焓變相當(dāng)小而且轉(zhuǎn)化速率較慢，有時還很不完全，測定反應(yīng)焓變很困難?，F(xiàn)在可根據(jù)蓋斯提出的“不管化學(xué)過程是一步完成或分幾步完成，這個總過程的熱效應(yīng)是相同的”觀點(diǎn)來計算焓變。已知：P4(白磷，s)5O2(g)=P4O10(s)H12 983.2 kJmol1P(紅磷，s) O2(g)= P4O10(s)H2738.5 kJmol1則白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學(xué)方程式為_。相同狀況下，能量狀態(tài)較低的是 ；白磷的穩(wěn)定性比紅磷 (填“

3、高”或“低”)。P4(白磷，s)=4P(紅磷，s)紅磷低H29.2 kJmol1 答案 解析(1)“虛擬路徑”法根據(jù)已知條件可以虛擬如下過程：根據(jù)蓋斯定律HH1(H2)42 983.2 kJ mol1738.5 kJ mol1429.2 kJ mol1同種元素的不同單質(zhì)(即同素異形體)具有不同的能量，因此涉及書寫此類單質(zhì)的熱化學(xué)方程式時，不僅要注明單質(zhì)的聚集狀態(tài)，而且應(yīng)注明同素異形體的名稱。所以白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學(xué)方程式為P4(白磷，s)=4P(紅磷，s)H29.2 kJmol1。(2)“加合”法P4(白磷，s)5O2(g)=P4O10(s)H12 983.2 kJ mol1P4O10(s)

4、=5O2(g)4P(紅磷，s)H22 954 kJ mol1上述兩式相加得：P4(白磷)=4P(紅磷，s)H29.2 kJ mol1。由于白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以白磷比紅磷能量高，物質(zhì)能量越低越穩(wěn)定，白磷不如紅磷穩(wěn)定。1.加合法求焓變的解題模型歸納總結(jié)歸納總結(jié)(3)將一個熱化學(xué)方程式顛倒時，H的“”、“”號必須隨之改變。(4)為了防止出錯，應(yīng)將方程式左、右顛倒，用“加法”計算。2.解題注意事項(xiàng)(1)熱化學(xué)方程式同乘以某一個數(shù)時，反應(yīng)熱數(shù)值也必須乘上該數(shù)。(2)熱化學(xué)方程式相加減時，同種物質(zhì)之間可相加減，反應(yīng)熱也隨之相加減，所求之和為其代數(shù)和。 1.在1 200 時，天然氣脫硫工藝中

5、會發(fā)生下列反應(yīng)：H2S(g) O2(g)=SO2(g)H2O(g)H12H2S(g)SO2(g)= S2(g)2H2O(g)H2H2S(g) O2(g)=S(g)H2O(g)H32S(g)=S2(g)H4則H4的正確表達(dá)式為A.H4 (H1H23H3) B.H4 (3H3H1H2)C.H4 (H1H23H3) D.H4 (H1H23H3)活學(xué)活用 答案 解析給題中方程式依次編號為、，3得3S(g)= S2(g)H4H1H23H3，故2S(g)=S2(g)H4 (H1H23H3)。2.根據(jù)蓋斯定律，結(jié)合下述熱化學(xué)方程式，回答問題。已知：(1)NH3(g)HCl(g)=NH4Cl(s)H176 k

6、Jmol1(2)HCl(g)H2O(l)=HCl(aq)H72.3 kJmol1(3)NH3(g)HCl(aq)=NH4Cl(aq)H52.3 kJmol1(4)NH4Cl(s)H2O(l)=NH4Cl(aq)HQ則第(4)個方程式中的反應(yīng)熱是 。 答案 解析51.4 kJmol1利用蓋斯定律知，(3)(2)(1)(4)，則H52.3 kJmol1(72.3 kJmol1)(176 kJmol1)51.4 kJmol1。二反應(yīng)焓變的計算與比較1.100 g碳粉燃燒所得氣體中，CO占 體積、 CO2占體積，且C(s) O2(g)=CO(g)H110.35 kJmol1CO(g) O2(g)=CO

7、2(g)H282.57 kJmol1C(s)O2(g)=CO2(g)H392.92 kJmol1與這些碳完全燃燒相比較，損失的熱量是 。新知導(dǎo)學(xué)784.92 kJ 答案 解析碳粉完全燃燒可分兩步，先生成CO時放熱，CO再生成CO2放熱，總熱量即為完全燃燒放出的熱量，因此不完全燃燒與完全燃燒相比，損失的熱量就是生成的CO燃燒放出的熱量。CO(g) O2(g)=CO2(g)H282.57 kJmol11 mol282.57 kJ mol QQ784.92 kJ。2.已知：(1)Zn(s) O2(g)=ZnO(s)H348.3 kJmol1(2)2Ag(s) O2(g)=Ag2O(s)H31.0 k

8、Jmol1則Zn(s)Ag2O(s)=ZnO(s)2Ag(s)的H等于 。317.3 kJmol1 答案 解析根據(jù)蓋斯定律，將反應(yīng)(1)(2)即可得到相應(yīng)的反應(yīng)，H348.3 kJmol1(31.0 kJmol1)317.3 kJmol1。3.試比較下列三組H的大小(填“”“”或“”)(1)同一反應(yīng)，生成物狀態(tài)不同時A(g)B(g)=C(g)H10A(g)B(g)=C(l)H2 答案 解析因?yàn)镃(g)=C(l)H30則H3H2H1，H2H1。(2)同一反應(yīng)，反應(yīng)物狀態(tài)不同時S(g)O2(g)=SO2(g)H10S(s)O2(g)=SO2(g)H20則H1 H2。 答案 解析H2H3H1，則H3

9、H1H2，又H30，所以H1H2。(3)兩個有聯(lián)系的不同反應(yīng)相比C(s)O2(g)=CO2(g)H10C(s) O2(g)=CO(g)H20則H1 H2。 答案 解析根據(jù)常識可知CO(g) O2(g)=CO2(g)H3H1。1.有關(guān)反應(yīng)熱計算的依據(jù)(1)根據(jù)熱化學(xué)方程式計算反應(yīng)熱與反應(yīng)物各物質(zhì)的物質(zhì)的量成正比。(2)根據(jù)蓋斯定律計算根據(jù)蓋斯定律，可以將兩個或兩個以上的熱化學(xué)方程式包括其H相加或相減，得到一個新的熱化學(xué)方程式。(3)根據(jù)物質(zhì)燃燒放熱數(shù)值(或燃燒熱)計算可燃物完全燃燒產(chǎn)生的熱量可燃物的物質(zhì)的量其燃燒熱。歸納總結(jié)歸納總結(jié)(4)根據(jù)反應(yīng)物和反應(yīng)產(chǎn)物的鍵能計算H反應(yīng)物的鍵能和反應(yīng)產(chǎn)物的鍵

10、能和。2.反應(yīng)熱H的大小比較方法(1)比較H時，把反應(yīng)熱的符號與反應(yīng)熱的數(shù)值看作一個整體進(jìn)行比較，而比較反應(yīng)放出或吸收的熱量時只比較數(shù)值。(2)直接比較法依據(jù)規(guī)律、經(jīng)驗(yàn)和常識直接判斷不同反應(yīng)的H的大小的方法可稱為直接比較法，如：吸熱反應(yīng)的H肯定比放熱反應(yīng)的大(前者大于0，后者小于0)。H與物質(zhì)的量有關(guān)，同一反應(yīng)且物質(zhì)的狀態(tài)都相同時，|H|與反應(yīng)物的物質(zhì)的量成正比。等質(zhì)量的反應(yīng)物完全燃燒肯定比不完全燃燒放出的熱量多；H則要小。一般情況下，生成等物質(zhì)的量的水時，強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的稀溶液反應(yīng)肯定比弱酸和強(qiáng)堿、弱堿和強(qiáng)酸、弱酸和弱堿的稀溶液反應(yīng)放出的熱量多(電離要吸熱)；中和反應(yīng)在生成水的同時若還產(chǎn)生沉淀如

11、硫酸和Ba(OH)2溶液反應(yīng)，則放出的熱量比只生成水的反應(yīng)放出的熱量多。H與物質(zhì)的狀態(tài)有關(guān)。等量的可燃物完全燃燒生成液態(tài)水肯定比生成氣態(tài)水放出的熱量多；等量的氣態(tài)反應(yīng)物反應(yīng)放出的熱量肯定比固態(tài)反應(yīng)物放出的熱量多。(3)圖示比較法反應(yīng)熱是生成物所具有的總能量與反應(yīng)物所具有的總能量的差，即HE生E反，畫出化學(xué)變化過程中的能量變化圖后，依據(jù)反應(yīng)物的總能量與生成物的總能量的高低關(guān)系可以很方便地比較H的大小。這種方法稱為圖示比較法。例如：S(g)O2(g)=SO2(g)H1a kJmol1；S(s)O2(g)=SO2(g)H2b kJmol1。由于S(g)的能量高于S(s)，如圖所示，故相同條件時，S(

12、g)能量高，生成SO2(g)放出熱量多，所以ab，H1H20。(4)蓋斯定律法依據(jù)蓋斯定律，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)(反應(yīng)物)和終態(tài)(生成物)有關(guān)，而與反應(yīng)進(jìn)行的具體途徑無關(guān)。比較兩個熱化學(xué)方程式相減所得到的熱化學(xué)方程式的H是大于0還是小于0，可以用來判斷原來兩個反應(yīng)的H的大小。這種方法稱為蓋斯定律法。 3.標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，氣態(tài)分子斷開1 mol化學(xué)鍵的焓變稱為鍵焓。已知HH鍵、HO鍵和O=O鍵的鍵焓分別為436 kJmol1、463 kJmol1和495 kJmol1，下列熱化學(xué)方程式正確的是A.H2O(g)=H2(g) O2(g) H485 kJmol1B.H2O(g)=H2(g) O2

13、(g) H485 kJmol1C.2H2(g)O2(g)=2H2O(g) H485 kJmol1D.2H2(g)O2(g)=2H2O(g) H485 kJmol1活學(xué)活用 答案 解析根據(jù)題中所給數(shù)據(jù)，可以計算出2 mol H2和1 mol O2完全反應(yīng)生成2 mol H2O(g)產(chǎn)生的焓變是436 kJmol12495 kJmol1463 kJmol14485 kJmol 1，所以該過程的熱化學(xué)方程式為2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H485 kJmol1，D正確。 4.下列各組熱化學(xué)方程式中，化學(xué)反應(yīng)的H前者大于后者的是C(s)O2(g)=CO2(g)H1C(s) O2(g)=CO(g

14、)H2S(s)O2(g)=SO2(g)H3S(g)O2(g)=SO2(g)H4H2(g) O2(g)=H2O(l)H52H2(g)O2(g)=2H2O(l)H6CaCO3(s)=CaO(s)CO2(g)H7CaO(s)H2O(l)=Ca(OH)2(s)H8A. B. C. D. 答案 解析解答本題要注意以下兩點(diǎn)：(1)依據(jù)蓋斯定律，設(shè)計合理的途徑。(2)注意H的正、負(fù)符號問題，作出正確判斷。達(dá)標(biāo)檢測提升技能1.下列關(guān)于蓋斯定律描述不正確的是A.化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱不僅與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，也與反應(yīng)的途 徑有關(guān)B.蓋斯定律遵守能量守恒定律C.利用蓋斯定律可間接計算通過實(shí)驗(yàn)難以測定的反應(yīng)的反應(yīng)熱

15、D.利用蓋斯定律可以計算有副反應(yīng)發(fā)生的反應(yīng)的反應(yīng)熱 答案 解析1234化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，與反應(yīng)途徑無關(guān)。2.在298 K、100 kPa時，已知：2H2O(g)=O2(g)2H2(g)H1Cl2(g)H2(g)=2HCl(g)H22Cl2(g)2H2O(g)=4HCl(g)O2(g)H3則H3與H1和H2間的關(guān)系正確的是A.H3H12H2 B.H3H1H2C.H3H12H2 D.H3H1H2 答案 解析第三個方程式可由第二個方程式乘以2與第一個方程式相加得到，由蓋斯定律可知H3H12H2。12343.根據(jù)以下三個熱化學(xué)方程式：2H2S(g)3O2(g)=2SO2(g)

16、2H2O(l)HQ1 kJmol12H2S(g)O2(g)=2S(s)2H2O(l)HQ2 kJmol12H2S(g)O2(g)=2S(s)2H2O(g)HQ3 kJmol1判斷Q1、Q2、Q3三者關(guān)系正確的是A.Q1Q2Q3 B.Q1Q3Q2C.Q3Q2Q1 D.Q2Q1Q3 答案 解析1234假設(shè)已知三個方程式分別為、，則、相比可知為H2S完全燃燒的熱化學(xué)方程式，故放出熱量比多，即Q1Q2；、相比H2O的狀態(tài)不同，因?yàn)榈攘康乃?，H2O(l)比H2O(g)能量低，故放出熱量Q2Q3，則有Q1Q2Q3。12344.把煤作為燃料可通過下列兩種途徑：途徑C(s)O2(g)=CO2(g)H10再燃燒水煤氣：2CO(g)O2(g)=2CO2(g)H302H2(g)O2(g)=2H2O(g)H40請回答下列問題：(1)判斷兩種途徑放熱：途徑放出的熱量 (填“大于”“等于”或“小于”)途徑放出的熱量。 答案1234等于(2)H1、H2、H3、H4的數(shù)學(xué)關(guān)系是 。(3)由于制取水煤氣反應(yīng)中反應(yīng)物所具有的總能量 (填“大于”“等于”或“小于”)反應(yīng)產(chǎn)物具有的總能