第二節(jié)　反應熱的計算 教學課件

第二節(jié)反應熱的計算第一章化學反應的熱效應課程標準1.了解蓋斯定律及其簡單應用。2.能進行反應焓變的簡單計算。知識點一蓋斯定律隨堂演練知識點二反應熱的計算課時精練內(nèi)容索引索引知識點一蓋斯定律1．蓋斯定律的描述(1)表述一：一個化學反應不管是一步完成的還是分幾步完成的，其反應熱是_______的。(2)表述二：在一定條件下，化學反應的反應熱只與反應體系的__________有關，而與反應的______無關。2．蓋斯定律的意義應用蓋斯定律可以間接計算出反應很慢或不容易直接發(fā)生的或伴有副反應的反應的反應熱。新知導學相同始態(tài)和終態(tài)途徑3．蓋斯定律的應用：利用已知反應的反應熱計算未知反應的反應熱。若反應物A經(jīng)反應生成生成物D，可以有兩個途徑：①由A直接變成D，反應熱為ΔH；②由A經(jīng)過B生成C，再由C生成D，每步的反應熱分別為ΔH1、ΔH2、ΔH3。如圖所示：

則ΔH＝___________________。ΔH1＋ΔH2＋ΔH31．已知：P4(s，白磷)＋5O2(g)===P4O10(s)

ΔH1P(s，紅磷)＋

O2(g)===P4O10(s)

ΔH2設計如下轉(zhuǎn)化路徑，請?zhí)羁眨?/p>

則ΔH＝____________。交流研討ΔH1－4ΔH22．根據(jù)下列熱化學方程式：①C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5kJ·mol－1②H2(g)＋

O2(g)===H2O(l) ΔH2＝－285.8kJ·mol－1③CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)ΔH3＝－870.3kJ·mol－1計算出2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)的反應熱(寫出計算過程)。提示：ΔH＝－488.3kJ·mol－1。由①×2＋②×2－③可得：2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)

ΔH＝2ΔH1＋2ΔH2－ΔH3＝2×(－393.5kJ·mol－1)＋2×(－285.8kJ·mol－1)－(－870.3kJ·mol－1)＝－488.3kJ·mol－1。利用蓋斯定律時注意以下三點：1．依據(jù)目標方程式中只在已知方程式中出現(xiàn)一次的物質(zhì)調(diào)整已知方程式方向和化學計量數(shù)。2．每個已知方程式只能調(diào)整一次。3．ΔH與化學方程式一一對應調(diào)整和運算。

歸納總結(jié)1．依據(jù)圖示關系，下列說法不正確的是

A．石墨燃燒是放熱反應B．1molC(石墨)和1molCO分別在足量O2中燃燒，全部轉(zhuǎn)化為CO2，前者放熱多C．C(石墨)＋CO2(g)===2CO(g)

ΔH＝ΔH1－ΔH2D．化學反應的ΔH，只與反應體系的始態(tài)和終態(tài)有關，與反應途徑無關實踐應用√2．已知：(1)C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1＝－393.5kJ·mol－1(2)CO(g)＋

O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－283.0kJ·mol－1若C(s)＋

O2(g)===CO(g)的反應熱為ΔH，ΔH＝__________________。由蓋斯定律得：ΔH1＝ΔH＋ΔH2即ΔH＝ΔH1－ΔH2＝－393.5kJ·mol－1－(－283.0kJ·mol－1)＝－110.5kJ?mol－1。－110.5kJ·mol－1索引索引知識點二反應熱的計算1．利用熱化學方程式計算已知：FeS2(s)＋

O2(g)===Fe2O3(s)＋2SO2(g)

ΔH＝－853kJ·mol－1計算1kg黃鐵礦(FeS2的含量為90%)完全燃燒放出的熱量為________kJ。2．利用燃燒熱(ΔH)計算ΔH＝反應物燃燒熱(ΔH)之和－生成物燃燒熱(ΔH)之和，例如，已知乙烷的燃燒熱為1560kJ·mol－1，則25℃、101kPa時15g乙烷完全燃燒生成液態(tài)水時放出的熱量為______kJ。新知導學6397.57803．利用蓋斯定律計算4．根據(jù)反應物和生成物的總能量計算ΔH＝生成物的總能量－反應物的總能量已知熱化學方程式：①C2H2(g)＋

O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l) ΔH1＝－1301.0kJ·mol－1②C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－393.5kJ·mol－1③H2(g)＋

O2(g)===H2O(l) ΔH3＝－285.8kJ·mol－1則反應④2C(s)＋H2(g)===C2H2(g)的ΔH為A．＋228.2kJ·mol－1 B．－228.2kJ·mol－1C．＋1301.0kJ·mol－1 D．＋621.7kJ·mol－1交流研討熱化學方程式①②③和④之間存在如下關系：2×②＋③－①＝④。所以根據(jù)蓋斯定律，得ΔH＝2ΔH2＋ΔH3－ΔH1＝2×(－393.5kJ·mol－1)－285.8kJ·mol－1＋1301.0kJ·mol－1＝＋228.2kJ·mol－1?！虤w納總結(jié)加合法就是運用所給熱化學方程式通過加減乘除的方法得到所求的熱化學方程式。1．已知：1mol晶體硅中含有2molSi—Si。工業(yè)上高純硅可通過下列反應制?。篠iCl4(g)＋2H2(g)Si(s)＋4HCl(g)，根據(jù)表中所列化學鍵的鍵能數(shù)據(jù)，可判斷出該反應的反應熱ΔH為A．＋412kJ·mol－1 B．－412kJ·mol－1C．＋236kJ·mol－1 D．－236kJ·mol－1實踐應用√化學鍵Si—ClH—HH—ClSi—Si鍵能/(kJ·mol－1)3604364311762．已知：①Cu(s)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋H2(g)

ΔH1②2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g)

ΔH2③2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)

ΔH3則反應Cu(s)＋H2O2(l)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋2H2O(l)的ΔH是A．ΔH＝ΔH1＋

ΔH2＋

ΔH3 B．ΔH＝ΔH1＋

ΔH2－

ΔH3C．ΔH＝ΔH1＋2ΔH2＋2ΔH3 D．ΔH＝2ΔH1＋ΔH2＋ΔH3√索引索引隨堂演練1．氧化亞銅常用于制船底防污漆。用CuO與Cu高溫燒結(jié)可制取Cu2O，已知反應：①2Cu(s)＋O2(g)===2CuO(s) ΔH＝－314kJ·mol－1②2Cu2O(s)＋O2(g)===4CuO(s) ΔH＝－292kJ·mol－1則CuO(s)＋Cu(s)===Cu2O(s)的ΔH等于A．－11kJ·mol－1 B．＋11kJ·mol－1C．＋22kJ·mol－1 D．－22kJ·mol－1根據(jù)蓋斯定律，熱化學方程式可以“加減運算”，獲得新的熱化學方程式。已知反應中，(①－②)/2得CuO(s)＋Cu(s)===Cu2O(s)，故ΔH＝(－314＋292)kJ·mol－1/2＝－11kJ·mol－1?！?.物質(zhì)A在一定條件下可發(fā)生一系列轉(zhuǎn)化，由圖判斷下列選項錯誤的是A．ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＝1 B．A→D，ΔH＝－ΔH4C．ΔH1＋ΔH2＝－ΔH3－ΔH4

D．B→D，ΔH＝ΔH2＋ΔH3根據(jù)蓋斯定律可知，ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4實際上是從A開始又最后生成了A，即A→B→C→D→A，本身的能量沒變，即ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＝0，A錯誤；B.根據(jù)蓋斯定律可知，A→D的ΔH應是D→A的ΔH的相反數(shù)，因為反應物質(zhì)不變，反應方向相反，B正確；C.根據(jù)蓋斯定律可知，A→C的ΔH應是ΔH1＋ΔH2，C→A是ΔH3＋ΔH4，故ΔH1＋ΔH2＝－ΔH3－ΔH4，C正確；D.根據(jù)蓋斯定律可知，B→D的ΔH＝ΔH2＋ΔH3，D正確?！?．(1)隨著化石能源的減少，新能源的開發(fā)利用日益迫切。Bunsen熱化學循環(huán)制氫工藝由下列三個反應組成：SO2(g)＋I2(g)＋2H2O(g)===2HI(g)＋H2SO4(l) ΔH＝a

kJ·mol－12H2SO4(l)===2H2O(g)＋2SO2(g)＋O2(g) ΔH＝b

kJ·mol－12HI(g)===H2(g)＋I2(g) ΔH＝c

kJ·mol－1則：2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)ΔH＝___________kJ·mol－1。將題給熱化學方程式依次編號為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，根據(jù)蓋斯定律，由Ⅰ×2＋Ⅱ＋Ⅲ×2得2H2O(g)===2H2(g)＋O2(g)

ΔH＝(2a＋b＋2c)kJ·mol－1。2a＋b＋2c(2)發(fā)射衛(wèi)星時可用肼(N2H4)為燃料，用二氧化氮作氧化劑，這兩種物質(zhì)反應生成氮氣和水蒸氣。已知：①N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g) ΔH1＝＋67.7kJ·mol－1②N2H4(g)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－534kJ·mol－1；試計算1mol肼與二氧化氮完全反應時放出的熱量為________kJ，寫出肼與二氧化氮反應的熱化學方程式：_____________________________________________________________。567.85N2H4(g)＋NO2(g)===N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－567.85kJ·mol－1索引根據(jù)蓋斯定律，②×2－①得：2N2H4(g)＋2NO2(g)===3N2(g)＋4H2O(g)

ΔH＝(－534kJ·mol－1)×2－67.7kJ·mol－1＝－1135.7kJ·mol－1，則1mol肼與二氧化氮完全反應時放出的熱量為567.85kJ。索引索引課時精練題組一蓋斯定律及其應用1．(2022?福建莆田市高二期中)298K，101kPa，H2和CO組成的混合氣體2.5mol，充分燃燒后放出710.0kJ熱量。幾種物質(zhì)的燃燒熱(298K，101kPa)見下表。下列說法正確的是A．2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g) ΔH＝－282.8kJ·mol－1B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－571.6kJ·mol－1C．2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)

ΔH＝－488.3kJ·mol－1D．混合氣體中H2的體積分數(shù)為50%基礎達標√

C(s)H2(g)CO(g)CH3COOH(l)ΔH/(kJ?mol－1)－393.5－285.8－282.8－870.3根據(jù)題意，寫出以下熱化學方程式：①C(s)＋O2(g)===CO2(g)

ΔH＝－393.5kJ/mol②H2(g)＋

O2(g)===H2O(l)

ΔH＝－285.8kJ/mol③CO(g)＋

O2(g)===CO2(g)

ΔH＝－282.8kJ/mol④CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)

ΔH＝－870.3kJ/molA．⑤2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)，根據(jù)蓋斯定律得⑤＝2×③，則ΔH＝－565.6kJ/mol，A錯誤；B.⑥2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)，根據(jù)蓋斯定律得⑥＝2×②，則ΔH＝－571.6kJ/mol，液態(tài)水轉(zhuǎn)化為氣態(tài)水需吸收一部分熱量，故2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)

ΔH＞－571.6kJ/mol，B錯誤；C.⑦2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)，根據(jù)蓋斯定律得⑦＝2×①＋2×②－④，則ΔH＝－488.3kJ/mol，C正確；D.設H2為xmol，則CO為(2.5－x)mol，根據(jù)H2和CO組成的混合氣體2.5mol，充分燃燒后放出710.0kJ熱量，列出方程285.8x＋282.8(2.5－x)＝710.0，解得x＝1mol，則混合氣體中H2的體積分數(shù)為40%，D錯誤；故答案為C。2．天然氣蒸氣轉(zhuǎn)化法是目前獲取H2的主流方法，CH4經(jīng)過兩步反應完全轉(zhuǎn)化為H2和CO2，其能量變化如圖：

則總反應

CH4(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋2H2(g)的ΔH等于A．＋82.7kJ·mol－1 B．＋165.4kJ·mol－1C．－82.7kJ·mol－1 D．－165.4kJ·mol－1√由題圖知第一步反應的熱化學方程式CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)

ΔH＝＋206.4kJ/mol，第二步反應的熱化學方程式CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)

ΔH＝－41.0kJ/mol，由蓋斯定律，

×(第一步反應＋第二步反應)可得總反應

CH4(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋2H2(g)，ΔH＝

×(＋206.4－41.0)＝＋82.7kJ·mol－1，故選A。3．(2022?四川省蒲江縣高二期中)已知下列熱化學方程式：①H2O(g)===H2O(l) ΔH1＝－Q1

kJ·mol－1②C2H5OH(g)===C2H5OH(l) ΔH2＝－Q2

kJ·mol－1③C2H5OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(g) ΔH3＝－Q3

kJ·mol－1則液體酒精的燃燒熱為A．(3Q1＋Q2＋Q3)kJ·mol－1 B．－(3Q1＋Q2＋Q3)kJ·mol－1C．(3Q1－Q2＋Q3)kJ·mol－1 D．－(3Q1－Q2＋Q3)kJ·mol－1√燃燒熱是指1mol純凈物完全燃燒生成指定產(chǎn)物放出的熱量，由蓋斯定律，3×①－②＋③可得液體酒精的燃燒熱化學方程式為C2H5OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋3H2O(l)

ΔH＝－(3Q1－Q2＋Q3)kJ·mol－1，故選C。題組二反應熱的計算4．(2022?河南高二月考)已知H—H鍵的鍵能為436kJ?mol－1，H—N鍵的鍵能為391kJ·mol－1，根據(jù)熱化學方程式N2(g)＋3H2(g)

2NH3(g)

ΔH＝－92kJ·mol－1，推求N≡N鍵的鍵能是A．431kJ·mol－1 B．946kJ·mol－1C．649kJ·mol－1 D．1130kJ·mol－1√反應的ΔH＝反應物的總鍵能－生成物的總鍵能，設N≡N鍵的鍵能是x，則－92kJ·mol－1＝x＋3×436kJ·mol－1－6×391kJ·mol－1，求得x＝946kJ·mol－1，故選B。5．下列說法正確的是A．H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)要在光照和點燃條件下才反應，所以ΔH>0B．由C(s，石墨)===C(s，金剛石)；ΔH＝＋1.19kJ·mol－1可知，金剛石比石墨穩(wěn)定C．在稀溶液中：H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)；ΔH＝－57.3kJ·mol－1，若將0.5mol/L的H2SO4溶液和1mol/L的NaOH溶液等體積混合，放出的熱量等于57.3kJD．乙醇的燃燒熱ΔH＝－1366.8kJ·mol－1，在25℃、101kPa時，92g乙醇充分燃燒后放出2733.6kJ熱量√A.ΔH與反應條件無關，只與反應始態(tài)和終態(tài)有關，故A錯誤；B.ΔH＞0，石墨能量低，則石墨更穩(wěn)定，故B錯誤；C.等體積混合，體積未知，不能計算放出的熱量，故C錯誤；D.乙醇的燃燒熱ΔH＝－1366.8kJ·mol－1，92g即2mol乙醇，充分燃燒后放出2733.6kJ熱量，故D正確；故答案選D。6．(2022?烏魯木齊市高二期中)H2和I2在一定條件下能發(fā)生反應：H2(g)＋I2(g)2HI(g)

ΔH＝－akJ?mol－1，已知：a、b、c均大于零，下列說法不正確的是

A．反應物的總能量高于生成物的總能量B．a(chǎn)＝b＋cC．斷開2molH－I鍵所需能量約為(c＋b＋a)kJD．向密閉容器中加入2molH2和2molI2，充分反應后放出的熱量小于2a

kJ√A.該反應是放熱反應，因此反應物的總能量高于生成物的總能量，故A正確；B.根據(jù)“ΔH＝反應物的鍵能總和－生成物的鍵能總和”可知，故B錯誤；C.根據(jù)“ΔH＝反應物的鍵能總和－生成物的鍵能總和”可知，斷開2molH－I鍵所需能量約為(c＋b＋a)kJ，故C正確；D.該反應是可逆反應，加入2molH2和2molI2，但都沒有反應完，因此充分反應后放出的熱量小于2akJ，故D正確。綜上所述，答案為B。7．鎂和鹵素單質(zhì)(X2)反應的相對能量變化如圖所示。下列說法正確的是

A．熱穩(wěn)定性：MgF2>MgCl2>MgBr2>MgI2B．22.4LF2(g)與足量的Mg充分反應，放熱1124kJC．工業(yè)上可用電解MgCl2溶液的方法冶煉金屬Mg，該過程需要吸收熱量D．由圖可知，MgBr2(s)＋Cl2(g)===MgCl2(s)＋Br2(l)

ΔH＝－117kJ·mol－1√A項，物質(zhì)的能量越低越穩(wěn)定，根據(jù)圖像數(shù)據(jù)分析，化合物的熱穩(wěn)定性由強到弱的順序為MgF2>MgCl2>MgBr2>MgI2，正確；B項，沒有說明是否在標準狀況下，22.4LF2(g)不一定為1mol，錯誤；C項，工業(yè)上用電解熔融MgCl2的方法冶煉金屬Mg，而不是電解MgCl2溶液，錯誤；D項，①Mg(s)＋Cl2(g)===MgCl2(s)

ΔH＝－641kJ·mol－1，②Mg(s)＋Br2(g)===MgBr2(s)

ΔH＝－524kJ·mol－1，由①－②得MgBr2(s)＋Cl2(g)===MgCl2(s)＋Br2(g)

ΔH＝－117kJ·mol－1，而Br2(g)變成Br2(l)會放出熱量，則MgBr2(s)＋Cl2(g)===MgCl2(s)＋Br2(l)的ΔH<－117kJ·mol－1，錯誤。8．已知Δ(g)＋H2(g)===CH3CH2CH3(g)

ΔH＝－157kJ·mol－1。已知Δ(g)的燃燒熱ΔH＝－2092kJ·mol－1，CH3CH2CH3(g)的燃燒熱ΔH＝－2220kJ·mol－1，1mol液態(tài)水蒸發(fā)為氣態(tài)水的焓變ΔH＝＋44kJ·mol－1。則2mol氫氣完全燃燒生成氣態(tài)水的ΔH(kJ·mol－1)為A．－658 B．－482C．－329 D．－285√①Δ(g)＋H2(g)===CH3CH2CH3(g)

ΔH1＝－157kJ·mol－1，由題意知②Δ(g)＋

O2(g)===3CO2(g)＋3H2O(l)

ΔH2＝－2092kJ·mol－1，③CH3CH2CH3(g)＋5O2(g)===3CO2(g)＋4H2O(l)

ΔH3＝－2220kJ·mol－1，④H2O(l)===H2O(g)

ΔH4＝＋44kJ·mol－1，根據(jù)蓋斯定律，由①－②＋③＋④得H2(g)＋

O2(g)===H2O(g)

ΔH＝ΔH1－ΔH2＋ΔH3＋ΔH4＝－241kJ·mol－1，則2mol氫氣完全燃燒生成氣態(tài)水的熱化學方程式為2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)

ΔH＝－482kJ·mol－1，B項正確。9．已知：①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)

ΔH1＝a

kJ·mol－1，②2C(s)＋O2(g)===2CO(g)

ΔH2＝－220kJ·mol－1。H—H、O===O和O—H的鍵能分別為436kJ·mol－1、496kJ·mol－1和462kJ·mol－1，則a為A．－332 B．－118C．＋350 D．＋130√10．白磷、紅磷是磷的兩種同素異形體，在空氣中燃燒得到磷的氧化物，空氣不足時生成P4O6，空氣充足時生成P4O10。(1)已知298K時白磷、紅磷完全燃燒的熱化學方程式分別為①P4(s，白磷)＋5O2(g)===P4O10(s) ΔH1＝－2983.2kJ·mol－1；②P(s，紅磷)＋

O2(g)===P4O10(s) ΔH2＝－738.5kJ·mol－1。則該溫度下白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學方程式為___________________________________________。能力提升根據(jù)蓋斯定律，①－4×②可得：P4(s，白磷)===4P(s，紅磷)

ΔH＝－2983.2kJ?mol－1－(－738.5kJ·mol－1)×4＝－29.2kJ·mol－1。P4(s，白磷)===4P(s，紅磷)ΔH＝－29.2kJ·mol－1(2)已知298K時白磷不完全燃燒的熱化學方程式為P4(s，白磷)＋3O2(g)===P4O6(s)

ΔH＝－1638kJ·mol－1。在某密閉容器中加入62g白磷和50.4L氧氣(標準狀況)，控制條件使之恰好完全反應。則所得到的P4O10與P4O6的物質(zhì)的量之比為______，反應過程中放出的熱量為___________。n(白磷)＝

＝0.5mol，n(O2)＝

＝2.25mol，設得到的P4O10與