高中化學選修四《化學反應熱的計算》-定稿全解教學內(nèi)容

高中化學選修四《化學反應熱的計算》-定稿全解如何測出下列反應的反應熱：C(s)+1/2O2(g)==CO(g)ΔH1=?①C(s)+1/2O2(g)==CO(g)ΔH1=?②CO(g)+1/2O2(g)==CO2(g)ΔH2=-283.0kJ/mol③C(s)+O2(g)==CO2(g)ΔH3=-393.5kJ/mol

1、定義：不管化學反應是分一步完成或分幾步完成，其反應熱是相同的。

換句話說：化學反應的反應熱只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),而與反應的途徑無關(guān)。蓋斯定律

蓋斯是俄國化學家，早年從事分析化學研究，1830年專門從事化學熱效應測定方法的改進，曾改進拉瓦錫和拉普拉斯的冰量熱計，從而較準確地測定了化學反應中的能量。1836年經(jīng)過多次試驗，他總結(jié)出一條規(guī)律：在任何化學反應過程中的熱量，不論該反應是一步完成的還是分步進行的，其總熱量變化是相同的，1840年以熱的加和性守恒定律形式發(fā)表。這就是舉世聞名的蓋斯定律。蓋斯定律是斷定能量守恒的先驅(qū)，也是化學熱力學的基礎(chǔ)。當一個不能直接發(fā)生的反應要求計算反應熱時，便可以用分步法測定反應熱并加和起來而間接求得。故而我們常稱蓋斯是熱化學的奠基人。⒉蓋斯定律直觀化：山的高度與上山的途徑無關(guān)海拔400mC△H1△H2AB△H△H＝△H1＋△H2⒊應用能量守恒定律對蓋斯定律進行論證SL△H1＜0△H2＞0△H1＋△H2≡0CO(g)C(s)CO2(g)H1H3H2例1C(s)+1/2O2(g)=CO(g)△H1＝？CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H2＝-283.0kJ/molC(s)+O2(g)=CO2(g)△H3＝-393.5kJ/mol+)△H1+△H2=△H3

∴△H1=△H3－△H2

=-393.5kJ/mol－(-283.0kJ/mol)=-110.5kJ/mol例2：已知：①P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s)△H1=-2983.2kJ/mol②P(s、紅磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)△H2=-738.5kJ/mol試寫出白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學方程式

。

P4(s、白磷)=4P(s、紅磷)△=-29.2kJ/mol①－4×②：例3：已知下列各反應的焓變①Ca(s)+C(s,石墨)+3/2O2(g)=CaCO3(s)△H1=-1206.8kJ/mol②Ca(s)+1/2O2(g)=CaO(s)△H2=-635.1kJ/mol③C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g)△H3=-393.5kJ/mol試求④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)的焓變△H4=+178.2kJ/mol④=②＋③－①【例題4】已知①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)ΔH1=－283.0kJ/mol②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH2=－285.8kJ/mol

③C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)ΔH3=－1370kJ/mol

試計算④2CO(g)＋4H2(g)=H2O(l)＋C2H5OH(l)的ΔH解：①×2+②×4-③=④2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH1=－566.0kJ/mol4H2(g)+2O2(g)=4H2O(l)ΔH2=－1143.2kJ/mol

2CO2(g)+3H2O(l)=C2H5OH(l)+3O2(g)ΔH3=+1370kJ/mol+)2CO(g)＋4H2(g)=H2O(l)＋C2H5OH(l)ΔH

＝－339.2kJ/mol解題方法：⒋蓋斯定律的應用首先要找出用已知反應組合成新的反應的步驟，然后在計算新反應熱效應時，要遵守組合反應式時的加減乘除。有些化學反應進行很慢，或不易直接發(fā)生，或產(chǎn)品不純，很難直接測得這些反應的反應熱，可通過蓋斯定律獲得它們的反應熱數(shù)據(jù)。練習：已知：①Cs＋O2g＝CO2g

H＝3935kJ·mol1②2COg＋O2g＝2CO2g

H＝566kJ·mol1③TiO2s＋2Cl2g＝TiCl4s＋O2g

H＝+141kJ·mol1則TiO2s＋2Cl2g＋2Cs＝TiCl4s＋2COg的H＝

。80kJ·mol-1復習：⒈蓋斯定律的內(nèi)容：

化學反應的反應熱只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應的途徑無關(guān)。⒉蓋斯定律的直觀表示：ABCD△H1△H2△H3△H△H＝△H1＋△H2＋△H3

練習1：寫出石墨變成金剛石的熱化學方程式(25℃,101kPa時)查燃燒熱表知：①C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ/mol②C(金剛石，s)+O2(g)=CO2(g)△H2=-395.0kJ/mol所以，①-②得：C(石墨，s)=C(金剛石，s)△H=+1.5kJ/mol練習2：某次發(fā)射火箭，用N2H4（肼）在NO2中燃燒，生成N2、液態(tài)H2O。已知：

①N2(g)+2O2(g)==2NO2(g)△H1=+67.2kJ/mol

②N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(l)△H2=-534kJ/mol請寫出發(fā)射火箭反應的熱化學方程式。2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(l)△H=-1135.2kJ/mol

2×②－①：正逆反應的反應熱效應數(shù)值相等，符號相反?！?”不能省去。練習31.已知石墨的燃燒熱：△H=-393.5kJ/mol(1)寫出石墨的完全燃燒的熱化學方程式(2)二氧化碳轉(zhuǎn)化為石墨和氧氣的熱化學方程式①C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ/mol②CO2(g)=C(石墨，s)+O2(g)△H=+393.5kJ/mol練習4.已知25℃、101kPa下，石墨、金剛石燃燒的熱化學方程式分別為C(石墨)+O2(g)=CO2(g)△H=－393.51kJ·mol－1C(金剛石)+O2(g)=CO2(g)△H=－395.41kJ·mol－1據(jù)此判斷，下列說法中正確的是()A、由石墨制備金剛石是吸熱反應；等質(zhì)量時，石墨的能量比金剛石的低B、由石墨制備金剛石是吸熱反應；等質(zhì)量時，石墨的能量比金剛石的高C、由石墨制備金剛石是放熱反應；等質(zhì)量時，石墨的能量比金剛石的低D、由石墨制備金剛石是放熱反應；等質(zhì)量時，石墨的能量比金剛石的高A練習5.已知①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)ΔH1=－283.0kJ/mol②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH2=－285.8kJ/mol

③C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)ΔH3=-1370kJ/mol

試計算④2CO(g)＋4H2(g)=H2O(l)＋C2H5OH(l)的ΔH

【解】：①×2+②×4-③=④

所以，ΔH＝ΔH1×2＋ΔH2×4－ΔH3

＝－283.2×2－285.8×4＋1370＝－339.2kJ/mol

練習6.已知下列熱化學方程式：Zn（S）+1/2O2（g）===ZnO（S）△H1；Hg（l）+1/2O2（g）===HgO（S）△H2；則Zn（S）+HgO（S）==Hg（l）+ZnO（S），△H值為（）A、△H2-△H1B、△H2+△H1

C、△H1-△H2D、-△H1-△H2C

練習7.已知①2C（S）+O2（g）===2CO（g）△H=-221.0kJ/mol，②2H2（g）+O2（g）==2H2O（g）△H=-483.6kJ/mol則制備水煤氣的反應C(S)+H2O(g)==CO(g)+H2(g)的△H為()A、+262.6kJ/molB、-131.3kJ/molC、-352.kJ/molD、+131.3kJ/molD

練習9、氫氣、一氧化碳、辛烷、甲烷的熱化學方程式分別為：H2(g)＋1/2O2(g)＝H2O(l)；△H＝－285.8kJ/molCO(g)＋1/2O2(g)＝CO2(g)；△H＝－283.0kJ/molC8H18(l)＋25/2O2(g)＝8CO2(g)＋9H2O(l)；△H＝－5518kJ/molCH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)；△H＝－890.3kJ/mol相同質(zhì)量的氫氣、一氧化碳、辛烷、甲烷完全燃燒時放出熱量最少的是（）AH2(g)BCO(g)CC8H18(l)DCH4(g)B練習4：已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=－571.6kJ/molCO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H=－283.0kJ/mol某H2和CO的混合氣體完全燃燒時放出113.74kJ熱量，同時生成3.6g液態(tài)水，求原混合氣體中H2和CO的物質(zhì)的量之比。解：n(H2)=n(H2O)==0.2m