高中化學(xué)第一章化學(xué)反應(yīng)與能量第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)熱的計(jì)算教案高二化學(xué)教案

化學(xué)反響熱的計(jì)算教課目標(biāo)1．理解蓋斯定律的意義；2．會利用反響熱的觀點(diǎn)、蓋斯定律和熱化學(xué)方程式進(jìn)行有關(guān)反響熱的計(jì)算。教課內(nèi)容一、課前回首1．焓變的定義是什么？2．化學(xué)反響的能量是如何變化的？3．中和熱與焚燒熱的差別？二、針對上節(jié)課練習(xí)1．25℃、1.01×105Pa，以下哪個(gè)反響放出的熱量表示乙炔的燃燒熱(單位：kJ/mol)（）A．2CH2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(g)H＝akJ·mol5H＝bkJ·molB．C2H2(g)＋2O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l)3H＝ckJ·molC．C2H2(g)＋2O2(g)===2CO(g)＋H2O(g)3H＝dkJ·molD．C2H2(g)＋2O2(g)===2CO(g)＋H2O(l)2．以下對于熱化學(xué)反響的描繪中正確的選項(xiàng)是（）

1111A．HCl和NaOH反響的中和熱H＝－57.3kJ/mol，則H2SO4和Ca(OH)2反響的中和熱H＝2×(－57.3)kJ/molB．CO(g)的焚燒熱是283.0kJ/mol，則2CO(g)===2CO(g)＋O2(g)反響的H＝2×283.0kJ/molC．需要加熱才能發(fā)生的反響必定是吸熱反響D．1mol甲烷焚燒生成氣態(tài)水和二氧化碳所放出的熱量是甲烷的焚燒熱3．依照實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，寫出以下反響的熱化學(xué)方程式。（1）18g葡萄糖與適當(dāng)O2（g）反響，生成CO2（g）和H2O（l），放出280.4kJ熱量：____________2）2.3g某液態(tài)有機(jī)物和必定量的氧氣混淆點(diǎn)燃，恰巧完整焚燒，生成2.7g水和2.24LCO2（標(biāo)準(zhǔn)情況）并放出68.35kJ熱量：_________________________參照答案：二、課前復(fù)習(xí)1．焓變：化學(xué)反響過程中所開釋或汲取的能量，都能夠用熱量(或變換成相應(yīng)的熱量)來表示，稱為焓變(H)。單位：kJ/mol或kJ·mol1。2．答案：當(dāng)反響物的總能量低于生成物的總能量時(shí)，反響的最后結(jié)果就為汲取能量；反之，當(dāng)反響物的總能量高于生成物的總能量時(shí)，反響的最后結(jié)果就為放出能量。3．差別：中和熱是以生成1mol水所放出的能量來測定的，所以書寫它們的熱化學(xué)方程式時(shí)，應(yīng)以生成1molH2O為標(biāo)準(zhǔn)來配平其余物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)；而焚燒熱是以1mol可燃物質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)，故書寫焚燒熱的熱化學(xué)方程式時(shí)，應(yīng)以此為標(biāo)準(zhǔn)配平，其余反響物、生成物的化學(xué)計(jì)量數(shù)既可用整數(shù)表示，也可用分?jǐn)?shù)來表示。三、針對上節(jié)課的練習(xí)1．答案B分析只有1mol乙炔完整焚燒生成CO2和液態(tài)水時(shí)放出的熱量才能表示乙炔的焚燒熱。2．答案B分析中和熱是以生成1molH2O作為標(biāo)準(zhǔn)的，所以A不正確；焚燒熱是指1mol燃料完整焚燒生成穩(wěn)固化合物所放出的熱量，所以B正確，D不正確；有些反響需加熱才能發(fā)生，但卻是放熱反響，比如燃料的焚燒需點(diǎn)燃引起才能發(fā)生，但倒是放熱反響。3．答案（1）C6H12O6（s）+6O2（g）=6H2O（l）+6CO2（g）△H-2804kJ·mol12）C2H6O（l）+3O2（g）→3H2O（l）+2CO（g）△H-1367kJ·mol1分析觀察物質(zhì)焚燒的熱化學(xué)方程式的書寫。三、知識點(diǎn)解說重難點(diǎn)一蓋斯定律1．含義1）不論化學(xué)反響是一步達(dá)成或分幾步達(dá)成，其反響熱是同樣的。2）化學(xué)反響的反響熱只與反響系統(tǒng)的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反響的門路沒關(guān)。如右圖所示，H1、H2、H3之間有以下的關(guān)系：H1＝H2＋H3。2．意義利用蓋斯定律，能夠間接地計(jì)算一些難以測定的反響熱。1比如：C(s)＋2O2(g)===CO(g)上述反響在O2供給充分時(shí)，可焚燒生成CO2；O2供給不充分時(shí)，雖可生成CO，但同時(shí)還部分生成CO2。所以該反響的H不易測定，可是下述兩個(gè)反響的H卻能夠直接測得：1）C(s)＋O2(g)===CO2(g)H1＝－393.5kJ·mol1；（2）CO(g)1H2＝－283.0kJ·mol1＋2O2(g)===CO2(g)依據(jù)蓋斯定律，就能夠計(jì)算出欲求反響的H。剖析上述兩個(gè)反應(yīng)的關(guān)系，即知：H＝H1－H2。1則C(s)與O2(g)生成CO(g)的熱化學(xué)方程式為C(s)＋2O2(g)===CO(g)H＝－110.5kJ·mol1。思想拓展：熱化學(xué)方程式的性質(zhì)①熱化學(xué)方程式能夠進(jìn)行方向改變，方向改變時(shí)，反響熱數(shù)值不變，符號相反。②熱化學(xué)方程式中物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)和反響熱能夠同時(shí)改變倍數(shù)。③熱化學(xué)方程式能夠疊加，疊加時(shí)，物質(zhì)和反響物同時(shí)疊加。3．運(yùn)用蓋斯定律解答問題往常有兩種方法：其一：虛構(gòu)路徑法：如C(s)＋O2(g)===CO2(g)，可設(shè)置如右圖：H1H2＋H3其二：加合(或疊加)法：即運(yùn)用所給方程式便可經(jīng)過加減的方法獲得新化學(xué)方程式?！镜淅?】求P4(白磷)===4P(紅磷)的熱化學(xué)方程式。已知：

P4(s

，白磷

)＋5O2(g)===P4O10(s)

H1①

4P(s

，紅磷

)＋

5O2(g)===P

4O10(s)

H2②答案

P4(

白磷)===4P(紅磷)

H＝

H1－

H2分析可用①－②得出白磷轉(zhuǎn)變?yōu)榧t磷的熱化學(xué)方程式。【典例2】已知：H2O(g)===H2O(l)H＝Q1kJ·mol1C2H5OH(g)===C2H5OH(l)H＝Q2kJ·mol1CHOH(g)＋3O(g)===2CO(g)＋3HO(g)H＝2522Q3kJ·mol1若使46g酒精液體完整焚燒，最后恢復(fù)到室溫，則放出的熱量為（

）A．(Q1＋Q2＋Q3)kJ

B．0.5(

Q1＋Q2＋Q3)kJ

C．(0.5

Q1－1.5

Q2＋0.5

Q3)kJ

D

．(3Q1－Q2＋Q3)kJ答案

D分析

46g

酒精即

1molC

2H5OH(l)

，依據(jù)題意寫出目標(biāo)反響C2H5OH(l)

＋3O2(g)===2CO2(g)

＋3H2O(l)

H而后確立題中各反響與目標(biāo)反響的關(guān)系，則H＝(Q3－Q23Q1)kJ·mol1重難點(diǎn)二反響熱的計(jì)算1．依據(jù)熱化學(xué)方程式進(jìn)行物質(zhì)和反響熱之間的求算【典例1】由氫氣和氧氣反響生成4.5g水蒸氣放出60.45kJ的熱量，則反響：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)的H為（）A．－483.6kJ·mol1B．－241.8kJ·mol1C．－120.6kJ·mol1D．＋241.8kJ·mol1答案A分析已知4.5g水蒸氣生成時(shí)放熱60.45kJ，要求方程式中生成2molH2O(g)的H，4.5g60.45kJ解得Q＝比率關(guān)系：2mol×18g·mol－1＝Q483.6kJ，故H＝－483.6kJ·mol1。2．利用焚燒熱數(shù)據(jù)，求算焚燒反響中的其余物理量【典例2】甲烷的焚燒熱H＝－890.3kJ·mol11kgCH在25℃，4101kPa時(shí)充分焚燒生成液態(tài)水放出的熱量約為（）A．－5.56×104kJ·mol1B．5.56×104kJ·mol1C．5.56×104kJD．－5.56×104kJ答案C分析16gCH4焚燒放出890.3kJ熱量，1kgCH4焚燒放出的熱量為890.3kJ×1000g＝55643.75kJ≈5.56×104kJ。16g【典例3】已知葡萄糖的焚燒熱是H＝－2840kJ·mol1，當(dāng)它氧化生成1g液態(tài)水時(shí)放出的熱量是（）A．26.0kJB．51.9kJC．155.8kJD．467.3kJ答案A分析葡萄糖焚燒的熱化學(xué)方程式是612622CHO(s)＋6O(g)＝6CO(g)＋6H2O(l)H＝－2840kJ·mol1據(jù)此成立關(guān)系式6H2O～H6×18g2840kJ1gxkJ解得x＝2840kJ×1g＝26.3kJ，A選項(xiàng)切合題意。6×18g3．利用蓋斯定律的計(jì)算【典例4】已知以下熱化學(xué)方程式：①Fe2O3(s)＋3CO(g)===2Fe(s)＋3CO2(g)H1＝－26.7kJ·mol1②3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g)H2＝－50.75kJ·mol1③Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)H3＝－36.5kJ·mol1則反響FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)的焓變?yōu)?)A．＋7.28kJ·mol1B．－7.28kJ·mol1C．＋43.68kJ·mol1D．－43.68kJ·mol1答案A分析依據(jù)蓋斯定律，第一考慮目標(biāo)反響與三個(gè)已知反響的關(guān)系，三個(gè)反響中，F(xiàn)eO、CO、Fe、CO2是要保存的，而與這四種物質(zhì)沒關(guān)的Fe2O3、Fe3O4要經(jīng)過方程式的疊加處理予以消去：所以將①×3－②－③×2獲得：6FeO(s)＋6CO(g)＝6Fe(s)＋6CO(g)H＝＋43.652kJ·mol1化簡：FeO(s)＋CO(g)＝Fe(s)＋CO2(g)H＝＋7.28kJ·mol1【典例5】已知：2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)H＝－571.6kJ·mol11H＝－282.8kJ·mol1CO(g)＋2O2(g)===CO2(g)現(xiàn)有CO、H2、CO2構(gòu)成的混淆氣體67.2L(標(biāo)準(zhǔn)情況)，經(jīng)完整燃燒后放出的總熱量為710.0kJ，并生成18g液態(tài)水，則焚燒前混淆氣體中CO的體積分?jǐn)?shù)為（）A．80%B．50%C．60%D．20%答案B分析依據(jù)生成18g液態(tài)H2O知混淆氣體中含1molH2，該反響571.6產(chǎn)生的熱量為kJ＝285.8kJ。CO焚燒放出2的熱量為710.0kJ－285.8kJ＝424.2kJ，則CO的物質(zhì)的424.2kJ量為n(CO)＝282.8kJ·mol－1＝1.5mol，V(CO)%＝×100%＝50%。五、講堂練習(xí)1．以下與化學(xué)反響能量變化有關(guān)的表達(dá)正確的選項(xiàng)是（）A．生成物總能量必定低于反響物總能量B．放熱反響的反響速率老是大于吸熱反響的反響速率C．應(yīng)用蓋斯定律，可計(jì)算某些難以直接丈量的反響焓變D．同溫同壓下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和點(diǎn)燃條件下的H不一樣2．已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(l)的焚燒熱分別是285.8kJ·mol1、1411.0kJ·mol1和1366.8kJ·mol1，則由C2H4(g)和H2O(l)反響生成C2H5OH(l)的H為（）A．－44.2kJ·mol1B．＋44.2kJ·mol330kJ·mol1D．＋330kJ·mol

1C．－13．氫氣、一氧化碳、辛烷、甲烷焚燒的熱化學(xué)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)＋2O(g)===CO2(g)＋2H2O(l)H＝－890.3kJ/mol同樣質(zhì)量的氫氣、一氧化碳、辛烷、甲烷完整焚燒時(shí)，放出熱量最少的是（）A．H2B．COC．C8H18D．CH44．在298K、100kPa時(shí)，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)系正確的選項(xiàng)是（）A．H＝H＋2HB．H＝H＋HC．H3123123H1－2H2D．H3＝H1－H25．已知25℃、101kPa下，石墨、金剛石焚燒的熱化學(xué)方程式分別為C(石墨，

s)＋

O2(g)===CO2(g)

H＝－393.51kJ

·mol

1①C(金剛石，

s)＋

O2(g)===CO2(g)

H＝－395.41kJ

·mol

1②據(jù)此判斷，以下說法中正確的選項(xiàng)是（

）A．由石墨制備金剛石是吸熱反響；等質(zhì)量時(shí)石墨的能量比金剛石的低B．由石墨制備金剛石是吸熱反響；等質(zhì)量時(shí)石墨的能量比金剛石的高C．由石墨制備金剛石是放熱反響；等質(zhì)量時(shí)石墨的能量比金剛石的低D．由石墨制備金剛石是放熱反響；等質(zhì)量時(shí)石墨的能量比金剛石的高33H1＝＋6．已知：（1）Fe2O3(s)＋2C(s)===2CO2(g)＋2Fe(s)234.1kJ·mol11222kJ·mol（2）C(s)＋O(g)===CO(g)H＝－393.53H是（則2Fe(s)＋2O2(g)===Fe2O3(s)的）A．－824.4kJ·mol1B．－627.6kJ·mol1C．－744.7kJ·mol1D．－169.4kJ·mol17．由磷灰石[主要成分Ca5(PO4)3F]在高溫下制備黃磷(P4)的熱化學(xué)方程式為4Ca5(PO4)3F(s)＋21SiO2(s)＋30C(s)===3P4(g)＋20CaSiO3(s)＋30CO(g)＋SiF4(g)H已知同樣條件下：4Ca5(PO4)3F(s)＋3SiO2(s)===6Ca3(PO4)2(s)＋2CaSiO3(s)＋SiF4(g)H12Ca3(PO4)2(s)＋10C(s)===P4(g)＋6CaO(s)＋10CO(g)H2SiO2(s)＋CaO(s)===CaSiO3(s)H3用H1、H2和H3表示H，H＝________。8．已知25℃、101kPa時(shí)以下反響的熱化學(xué)方程式為：①CHCOOH(l)＋2O(g)===2CO(g)＋2HO(l)H＝－870.33221kJ·mol1②C(s)＋O2(g)===CO2(g)H2＝－393.5kJ·mol11H3＝－285.8kJ·mol1③H(g)＋2O2(g)===H2O(l)2則反響：④2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)在該條件下的反響熱H4＝____________。9．假如1個(gè)反響能夠分幾步進(jìn)行，則各分步反響的反響熱之和與該反響一步達(dá)成時(shí)的反響熱是同樣的，這個(gè)規(guī)律稱為蓋斯定律。據(jù)此回答以下問題：1）北京奧運(yùn)會“祥云”火炬燃料是丙烷(C3H8)，亞特蘭大奧運(yùn)會火炬燃料是丙烯(C3H6)。丙烷脫氫可得丙烯。已知：C3H8(g)―→CH4(g)＋HC≡CH(g)＋H2(g)H1＝＋156.6kJ/molCH3CH===CH2(g)―→CH4(g)＋HC≡CH(g)H2＝＋32.4kJ/mol則同樣條件下，丙烷脫氫得丙烯的熱化學(xué)方程式為____________________________。（2）已知：Na2CO3·10H2O(s)===Na2CO3(s)＋10H2O(g)H1＝＋532.36kJ/molNa2CO3·10H2O(s)===Na2CO3·H2O(s)＋9H2O(g)H2＝＋473.63kJ/mol寫出Na2CO3·H2O脫水反響的熱化學(xué)方程式_____________________________________。1H＝－283kJ·mol10．已知：CO(g)＋2O2(g)===CO2(g)CH4(g)＋2O(g)===CO2(g)＋2H2O(g)H＝－802.3kJ·mol

111H＝－241.8kJ·mol1H2(g)＋2O2(g)===H2O(g)1.792L(標(biāo)準(zhǔn)情況)的CO、CH4和O2構(gòu)成的混淆物，在量熱器中燃燒時(shí)，放出13.683kJ熱量。若向焚燒產(chǎn)物中再加必定量的H2使其焚燒完整，又放出9.672kJ熱量，求原混淆物中各氣體的體積。11．化工生產(chǎn)頂用烷烴和水蒸氣反響獲得以CO和H2為主的混淆氣體。這類混淆氣體可用于生產(chǎn)甲醇和合成氨，對甲烷而言，有以下兩個(gè)主要反響：1H1＝－36kJ·mol①CH4(g)＋2O2(g)===CO(g)＋2H2(g)②CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)H2＝＋216kJ·mol

11由反響①、②推出總反響熱為零的總反響方程式③，并求進(jìn)料氣中空氣(O2的體積分?jǐn)?shù)為21%)與水蒸氣的體積比。12．煤焚燒的反響熱可經(jīng)過以下兩種門路來利用：a．利用煤在充分的空氣中直接焚燒產(chǎn)生的反響熱；b．先使煤與水蒸氣反響獲得氫氣和一氧化碳，而后使獲得的氫氣和一氧化碳在充分的空氣中焚燒。這兩個(gè)過程的熱化學(xué)方程式為：a．C(s)＋O2(g)===CO2(g)H＝E1①H＝E2②1b．C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)H2(g)＋2O2(g)===H2O(g)H＝E3③1H＝E4④CO(g)＋2O2(g)===CO2(g)回答：（1）與門路a相比門路b有較多的優(yōu)點(diǎn)，即_________________________________________________________________________________________________________________________。（2）上述四個(gè)熱化學(xué)方程式中的哪個(gè)反響H>0________。3）等質(zhì)量的煤分別經(jīng)過以上兩條不一樣的門路產(chǎn)生的可利用的總能量關(guān)系正確的選項(xiàng)是________。A．a(chǎn)比b多B．a(chǎn)比b少C．a(chǎn)與b在理論上同樣（4）依據(jù)能量守恒定律，E1、E2、E3、E4之間的關(guān)系為______________。參照答案1．答案C分析放熱反響生成物總能量低于反響物總能量，吸熱反響生成物總能量高于反響物總能量，A錯(cuò)誤；化學(xué)反響的速率與反響物自己的性質(zhì)、溫度、壓強(qiáng)、濃度、催化劑等要素有關(guān)，與吸熱、放熱反響沒關(guān)，B錯(cuò)誤；經(jīng)過蓋斯定律能夠間接丈量某些難以直接丈量的反響的焓變，C正確；同溫同壓下，H2(g)

＋Cl2(g)===2HCl(g)

的反響條件不會影響

H的值，D錯(cuò)誤。2．答案A分析解答本題可先寫出有關(guān)的熱化學(xué)方程式，而后依據(jù)熱化學(xué)方程式進(jìn)行剖析、計(jì)算。依據(jù)題給各物質(zhì)焚燒熱數(shù)據(jù)可得有關(guān)熱化學(xué)方程式為：1H＝－285.8kJ·mol1①H(g)＋2O2(g)===H2O(l)；2②C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)H＝－1411.0kJ·mol1③C2H5OH(l)＋3O2(g)===3H2O(l)＋2CO(g)H＝－1366.8kJ·mol1由②－③可得：C2H4(g)＋H2O(l)===C2H5OH(l)H＝－44.2kJ·mol1，故A選項(xiàng)正確。3．答案B分析題中各H對應(yīng)的可焚燒物的物質(zhì)的量為1mol，把它們的H值分別換算成1g可燃物焚燒的熱量(即H/m)即可比較。4．答案A分析令2HO(g)===O(g)＋2H(g)H①；Cl(g)＋22212H2(g)===2HCl(g)H2②；2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g)H3③依據(jù)蓋斯定律，將反響①＋反響②×2即可求得反響③，所以有H3＝H1＋2H2，故A項(xiàng)正確。5．答案A分析蓋斯定律是熱化學(xué)方程式書寫的依照之一，同時(shí)經(jīng)過的比較，亦可判斷物質(zhì)能量的高低。依據(jù)蓋斯定律，將①式減去②式，獲得以下熱化學(xué)方程式：C(石墨，s)===C(金剛石，s)H＝＋1.90kJ·mol1說明由石墨制備金剛石是吸熱反響，汲取的熱量作為化學(xué)能的形式儲存在金剛石中，也就是等質(zhì)量的金剛石擁有的能量比石墨高，A選項(xiàng)正確。6．答案A分析33223H2×(2)－(1)便可得2Fe(s)＋2O(g)===FeO(s)，則3H2－H1＝－824.4kJ·mol1＝2。7．答案（1）H1＋3H2＋18H38．答案－488.3kJ·mol19．答案（1）C3H8(g)―→CH3CHCH2(g)＋H2(g)H＝＋124.2kJ/mol（2）Na2CO·HO(s)===NaCO(s)＋H2O(g)H＝＋322358.73kJ/mol分析

（1）由

C3H8(g)

―→CH4(g)

＋HC≡CH(g)＋

H2(g)

H1＝＋156.6kJ/mol①CH3CH===CH2(g)―→CH4(g)＋HC≡CH(g)H＝＋32.4kJ/mol②①－②能夠獲得C3H8(g)―→CH3CH===CH2(g)＋H2(g)H＝H1－H2＝＋156.6kJ/mol－32.4kJ