高中化學化學反應熱計算課件新人教版選修

·化學路漫漫其修遠兮吾將上下而求索人教版·選修4化學反應與能量第一章第三節(jié)化學反應熱的計算第一章新情境?激趣入題1新知識?導學探究2新思維?名師講堂3新考題?隨堂自測4新提升?達標作業(yè)5新視點?專家博客6新情境?激趣入題在化學科研中，經常要測量化學反應的反應熱，但是某些物質的反應熱，由于種種原因不能直接測得，只能通過化學計算的方式間接獲得。新知識?導學探究●新知導學1．蓋斯定律的內容不管化學反應是一步或________完成，其反應熱是____的?；蛘哒f，化學反應的反應熱只與反應體系的______和______有關，而與反應的______無關。2．蓋斯定律的解釋能量的釋放或吸收是以________的物質為基礎的，二者密不可分，但以_____為主。分幾步相同始態(tài)終態(tài)途徑發(fā)生變化物質3．蓋斯定律的應用對于進行得______的反應，不容易___________的反應，__________(即有___________)的反應，______這些反應的反應熱有困難，如果應用__________，就可以________地把它們的反應熱計算出來。4．反應熱計算的主要依據：______________、_________和________的數據。5．計算反應熱的常用解題方法有：__________、______、__________等。很慢直接發(fā)生產品不純副反應發(fā)生測定蓋斯定律間接熱化學方程式蓋斯定律燃燒熱列方程法估算法十字交叉法●自主探究1．登山的高度與上山的途徑是否有關？化學反應的反應熱是否與反應的途徑有關？溫馨提示：人們在登山時，往往有多條路徑可以選擇，但不論選擇哪條路徑，從山腳爬到山頂，總的上升高度并不改變。即登山的高度與上山的途徑無關?；瘜W反應的反應熱與反應的途徑無關。因為在指定的狀態(tài)下各種物質的焓值都是確定且唯一的，因此無論經過哪些步驟從反應物變成反應產物，它們的差值是不會改變的，即反應焓變是一樣的。2．蓋斯定律在生產和科學研究中有何重要意義？溫馨提示：有的化學反應的反應熱能夠直接測定，有的化學反應由于反應很慢或者產物不純等原因無法直接測定其反應熱，蓋斯定律的應用很好地解決了這一難題。新思維?名師講堂蓋斯定律●教材點撥1．蓋斯定律的內容不管化學反應是一步完成，還是分幾步完成，其總的反應熱是相同的。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，而與反應的途徑無關。蓋斯定律記憶口訣：蓋斯定律蓋斯提，大小只在始終定；途徑再多不頂用，計算方法有多種，基本方法蓋斯定，加減乘除處理好。2．對蓋斯定律的理解(1)從途徑角度化學反應熱效應只與反應的始態(tài)和終態(tài)有關，與過程無關。就像登山到山頂(如下圖)，不管選哪一條路走，從A點到B點，山的海拔總是不變。(2)從反應熱總值角度若一個反應可以分幾步進行，則各步反應的反應熱之和與該反應一步完成時的反應熱是相同的，即反應熱總值一定。如圖表示始態(tài)到終態(tài)的反應熱。則ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝ΔH3＋ΔH4＋ΔH5。(3)從能量守恒角度我們先從S變化到L，這時體系放出熱量(ΔH1<0)，然后從L變回到S，這時體系吸收熱量(ΔH2>0)。整個過程中ΔH1＋ΔH2＝0，能量既不會增加，也不會減少，只會從一種形式轉化為另一種形式。3．蓋斯定律在科學研究中的重要意義因為有些反應進行得很慢，有些反應不容易發(fā)生，有些反應的產品不純(有副反應發(fā)生)，這給測定反應熱造成了困難。此時如果應用蓋斯定律，就可以間接地把它們的反應熱計算出來。4．運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)，可設置如下：ΔH1＝ΔH2＋ΔH3●典例透析方法二：也可以設計一個途徑，使反應物經過一些中間步驟最后回到產物：可見，ΔH4＝ΔH2＋2ΔH3－ΔH1＝－74.8kJ·mol－1【答案】

ΔH4＝－74.8kJ·mol－1【點評】應用蓋斯定律進行簡單計算，關鍵在于設計反應過程，同時要注意：(1)當熱化學方程式乘以或除以某數時，ΔH也相應乘以或除以某數。(2)當熱化學方程式進行加減運算時，ΔH也同樣要進行加減運算，且要帶“＋”“－”符號，即把ΔH看做一個整體進行運算。(3)通過蓋斯定律計算比較反應熱的大小時，同樣要把ΔH看做一個整體。(4)在設計的反應過程中常會遇到同一物質固、液、氣三態(tài)的相互轉化，物質的狀態(tài)由“固→液→氣”變化時，會吸熱；反之會放熱。(5)當設計的反應逆向進行時，其反應熱與正反應的反應熱數值相等，符號相反?！褡兪接柧毞磻獰岬挠嬎恪窠滩狞c撥(4)根據蓋斯定律計算：將熱化學方程式進行適當的“加”“減”等變形后，由過程的熱效應進行計算、比較。(5)根據物質燃燒放熱數值計算：Q(放)＝n(可燃物)×ΔH。(6)根據公式進行計算：Q＝cmΔt。2．反應熱的計算常用的解題方法(1)列方程法：思路是先寫出熱化學方程式，再根據熱化學方程式所體現的物質與反應熱間的關系直接求算反應熱。(2)估算法：根據熱化學方程式所表示反應的熱效應與混合物燃燒放出熱量，大致估算各成分的比例。此法主要應用于解答選擇題，根據題給信息找出大致范圍，便可以此為依據找出答案，此法解題快速、簡便。(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，也可以采用十字交叉法。(4)將熱化學方程式看做數學中的代數方程，擴大或縮小一定倍數后，直接加減或移項變形，得到需要的熱化學反應，再以此為依據計算求解或比較反應熱大小等。3．反應熱的計算應注意的問題(1)運用熱化學方程式進行反應熱的計算，可以從反應式中各物質的物質的量、質量、標準狀況下氣體體積、反應熱等對應關系，列式進行簡單計算。(2)注意熱化學方程式中化學計量數只表示物質的物質的量，必須與ΔH相對應，如果化學計量數加倍，則ΔH也要加倍。尤其是利用蓋斯定律計算反應熱時，熱化學方程式可以直接相加減，化學計量數必須與ΔH相對應。(3)熱化學方程式中的反應熱是指按所給形式反應完全時的反應熱。(4)正、逆反應的反應熱數值相等，符號相反。●典例透析B．CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq)

ΔH＝－(2x－y)kJ·mol－1C．CO2(g)＋NaOH(aq)===NaHCO3(aq)

ΔH＝－(4x－y)kJ·mol－1D．2CO2(g)＋2NaOH(l)===2NaHCO3(l)

ΔH＝－(8x－2y)kJ·mol－1【解析】本題主要考查有關反應熱的計算及熱化學方程式的書寫。難度中等。由題意可知：0.5molCO2通入到含0.75molNaOH的溶液中充分反應，放出xkJ的熱量。根據碳原子守恒和鈉原子守恒可計算出，【答案】

C化學鍵H—HN—HN≡N鍵能(kJ/mol)436391945(3)依據蓋斯定律可以對某些難以通過實驗直接測定的化學反應的焓變進行推算。已知：①C(石墨，s)＋O2(g)===CO2(g)ΔH1＝－393.5kJ/mol②2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH2＝－571.6kJ/mol③2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(l)ΔH3＝－2599kJ/mol根據蓋斯定律，計算298K時由C(石墨，s)和H2(g)生成1molC2H2(g)反應的焓變：___________________?！褡兪接柧毥馕觯焊鶕w斯定律，由第二個反應減去第一個反應可得：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)，則ΔH3＝ΔH2－ΔH1＝－110.5kJ·mol－1－(－241.8kJ·mol－1)＝＋131.3kJ·mol－1，A項正確。答案：A3．紅磷P(s)和Cl2(g)發(fā)生反應生成PCl3(g)和PCl5(g)。反應過程和能量關系如下圖所示(圖中的ΔH表示生成1mol產物的數據)。根據圖回答下列問題：(1)P和Cl2反應生成PCl3的熱化學方程式為__________________________________________________________________。(2)PCl5分解成PCl3和Cl2的熱化學方程式為_________________________________________________________________。(3)P和Cl2分兩步反應生成1molPCl5的ΔH3＝________，P和Cl2一步反應生成1molPCl5的ΔH4________(填“>”“<”或“＝”)ΔH3。(3)根據蓋斯定律求得：ΔH3＝－399kJ/mol。因焓變與反應的途徑無關，只與反應物、生成物狀態(tài)、量有關，故ΔH3＝ΔH4。新考題?隨堂自測A．56gCO和32gO2所具有的總能量大于88gCO2所具有的總能量B．12gC所具有的能量一定大于28gCO所具有的能量C．ΔH1＋ΔH2＝ΔH3D．將兩份質量相等的碳燃燒，生成CO2的反應比生成CO的反應放出的熱量多解析：將方程式依次編號為①、②、③，由蓋斯定律得：③＝①－②，即ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－351.1kJ/mol－(－90.7kJ/mol)＝－260.4kJ/mol，故選A。答案：A解析：認真觀察已知反應和目標反應，將已知反應分別記為①、②，應用蓋斯定律，由反應①＋②×2即可解題。答案：D點評：應用蓋斯定律計算反應熱有兩種方法：一種是代數運算法(線性組合)，一種是圖解法(元素守恒和能量守恒)。1．代數運算法(1)根據反應物、生成物和中間產物，確定已知反應熱的反應方程式要不要倒轉。(2)以消去中間產物為目的，確定反應方程式所乘的系數。對于n個反應方程式，則所求反應熱的反應方程式＝a1×①式(或倒轉)＋a2×②式(或倒轉)＋……an×②式(或倒轉)，計算時各式相加即可。注意：①熱化學方程式同乘以某一個數時，反應熱的數值必須乘上該數；②熱化學方程式相加減時，物質之間可相加減，反應熱也隨之相加減；③將一個熱化學方程式顛倒時，ΔH的“＋”“－”號隨之改變，但數值不變。2．圖解法以反應物為起點，根據某種元素在各反應中守恒，可經過中間產物，變?yōu)樽罱K產物，在過程中畫出反應圖像。如：①A→2B

ΔH1；②3C→B

ΔH2；③D→2C

ΔH3。計算A→3D

ΔH＝？4．(2014·高考重慶卷)已知：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)

ΔH＝akJ·mol－12C(s)＋O2(g)===2CO(g)ΔH＝－220kJ·mol－1H—H、O===O和O—H鍵的鍵能分別為436、496和462kJ·mol－1，則a為(

)A．－332 B．－118C．＋350 D．＋130解析：本題考查蓋斯定律和反應熱的相關計算，意在考查考生的化學計算能力。根據蓋斯定律由題給的兩個熱化學方程式可得：2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)

ΔH＝＋(2a＋220)kJ·mol－1，則有：4×462kJ·mol－1－2×436kJ·mol－1－496kJ·mol－1＝(2a＋220)kJ·mol－1，解得a＝＋130，故選項D正確。答案：D誤區(qū)警示：用鍵能計算反應熱時，錯誤地應用生成物的總鍵能減去反應物的總能量，或計算H2O的總鍵能時，忽視1molH2O含有2molH—O鍵，導致計算錯誤。5．(2014·文海全國大聯考)CO和H2可作