化學(xué)反應(yīng)熱的計算

1、第三節(jié)化學(xué)反應(yīng)熱的計算,課前自主學(xué)案,一、蓋斯定律 1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)熱是_的?；蛘哒f，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的_有關(guān)，而與反應(yīng)的_無關(guān)。,相同,始態(tài)和終態(tài),途徑,2理解 能量的釋放或吸收是以發(fā)生變化的物質(zhì)為基礎(chǔ)的，沒有_的變化，就不能引發(fā)_的變化。 3蓋斯定律的重要意義 有些反應(yīng)進行得很慢，有些反應(yīng)不容易直接發(fā)生，有些反應(yīng)的產(chǎn)品不純(有副反應(yīng)發(fā)生)，這給測定反應(yīng)熱造成了困難。如果應(yīng)用_ _，可以間接地把它們的_計算出來。,物質(zhì),能量,反應(yīng)熱,思考感悟 1若一個化學(xué)反應(yīng)由始態(tài)轉(zhuǎn)化為終態(tài)可通過不同的途徑(如下圖所示)：,則H與H1、H2、H3、H4、H5之間

2、有何關(guān)系？ 【提示】HH1H2H3H4H5,二、反應(yīng)熱的計算 1計算依據(jù) (1) _ 。 (2) _ 。 (3) _的數(shù)據(jù)。 2計算方法,熱化學(xué)方程式,蓋斯定律,燃燒熱,HH2,110.5 kJ/mol,根據(jù)蓋斯定律，知： H1_ 。 則：H_ 。,思考感悟 2如何利用已知反應(yīng)熱求未知反應(yīng)熱？ 【提示】 (1)確定待求的反應(yīng)方程式；(2)找出待求方程式中各物質(zhì)出現(xiàn)在已知方程式的什么位置；(3)根據(jù)未知方程式中各物質(zhì)計量數(shù)和位置的需要對已知方程式進行處理，或調(diào)整計量數(shù)，或調(diào)整反應(yīng)方向；(4)實行疊加并檢驗分析的正確與否。,2(2011年河北衡水調(diào)研)人體內(nèi)葡萄糖的消耗可用下列熱化學(xué)方程式表示：

3、C6H12O6(s)6O2(g)=6CO2(g)6H2O(l) H2800.6 kJ/mol 如果某人每天消耗12540 kJ的熱量，則每天至少要攝入葡萄糖的質(zhì)量為(),A806 g B1000 g C1250 g D1500 g,3氫氣和氧氣生成液態(tài)水的反應(yīng)，可以通過兩種途徑來完成，如圖所示：,解析：根據(jù)蓋斯定律：HH1H2，所以H1HH2285.8 kJ/mol(44.0 kJ/mol)241.8 kJ/mol。 答案：H1241.8 kJ/mol,課堂互動講練,蓋斯定律,1對蓋斯定律的理解 化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)的始態(tài)(各反應(yīng)物)和終態(tài)(各生成物)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)。即如果一個反

4、應(yīng)可以分步進行，則各分步反應(yīng)的反應(yīng)熱之和與該反應(yīng)一步完成時的反應(yīng)熱是相同的。,應(yīng)用蓋斯定律進行簡單計算，關(guān)鍵在于設(shè)計反應(yīng)過程，同時要注意： 當(dāng)熱化學(xué)方程式乘以或除以某數(shù)時，H也相應(yīng)乘以或除以某數(shù)。 當(dāng)熱化學(xué)方程式進行加減運算時，H也同樣要進行加減運算，且要帶“”“”符號，即把H看作一個整體進行運算。,通過蓋斯定律計算比較反應(yīng)熱的大小時，同樣要把H看作一個整體。 在設(shè)計的反應(yīng)過程中常會遇到同一物質(zhì)固、液、氣三態(tài)的相互轉(zhuǎn)化，物質(zhì)的狀態(tài)由固液氣變化時，會吸熱；反之會放熱。 當(dāng)設(shè)計的反應(yīng)逆向進行時，其反應(yīng)熱與正反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，符號相反。,AQ1Q2BQ1Q2 CQ1Q2 D無法比較,【思路點撥】

5、,【答案】A 【規(guī)律方法】(1)該類題目屬于信息給予題。在解答該題時除了明確蓋斯定律的應(yīng)用規(guī)律之外，還應(yīng)提煉題中所給信息，如“膽礬溶于水溫度降低”說明該過程是吸熱過程，故H0; “無水硫酸銅溶解為溶液時放熱Q2 kJ”說明固體溶解為放熱過程。,(2)熟悉物質(zhì)的氣、液、固三態(tài)與反應(yīng)熱的關(guān)系。,變式訓(xùn)練1實驗中不能直接測出由石墨和氫氣反應(yīng)生成甲烷的H，但可測出下面幾個反應(yīng)的熱效應(yīng)： CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l) H1890.3 kJmol1 C(石墨)O2(g)=CO2(g) H2393.5 kJmol1,H2(g)1/2O2(g)=H2O(l) H3285.8 kJmol

6、1,根據(jù)蓋斯定律求得反應(yīng)C(石墨)2H2(g)= CH4(g)的H4_。 解析：法一：因為反應(yīng)式和之間有以下關(guān)系：2 所以H4H22H3H1 393.52(285.8)(890.3) 74.8(kJmol1),法二：也可以設(shè)計一個途徑，使反應(yīng)物經(jīng)過一些中間步驟最后回到產(chǎn)物： 可見，H4H22H3H174.8 kJmol1。,答案：H474.8 kJmol1,反應(yīng)熱的計算,1反應(yīng)熱的計算方法和類型 (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)反應(yīng)物和生成物的能量和計算：H生成物的能量和反應(yīng)物的能量和。 (3)根據(jù)反應(yīng)物和生成物的鍵能和計算：H反應(yīng)物的鍵能和生成物

7、的鍵能和。,(4)根據(jù)蓋斯定律計算：將熱化學(xué)方程式進行適當(dāng)?shù)摹凹印薄皽p”等變形后，由過程的熱效應(yīng)進行計算、比較。 (5)根據(jù)物質(zhì)燃燒放熱數(shù)值計算：Q(放)n(可燃物)H。 (6)根據(jù)比熱公式進行計算：Qcmt。,2反應(yīng)熱的計算應(yīng)注意的問題 (1)運用熱化學(xué)方程式進行反應(yīng)熱的計算，可以從反應(yīng)式中各物質(zhì)的物質(zhì)的量、質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體體積、反應(yīng)熱等對應(yīng)關(guān)系，列式進行簡單計算。 (2)注意熱化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)只表示物質(zhì)的物質(zhì)的量，必須與H相對應(yīng)，如果化學(xué)計,量數(shù)加倍，則H也要加倍。尤其是利用蓋斯定律計算反應(yīng)熱時，熱化學(xué)方程式可以直接相加減，化學(xué)計量數(shù)必須與H相對應(yīng)。 (3)熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)熱

8、是指按所給形式反應(yīng)完全時的反應(yīng)熱。 (4)正、逆反應(yīng)的反應(yīng)熱數(shù)值相等，符號相反。,(2011年北京海淀區(qū)模擬)化學(xué)鍵的鍵能是原子間形成1 mol化學(xué)鍵(或其逆過程)時釋放(或吸收)的能量。以下是部分共價鍵鍵能數(shù)據(jù)：HS：364 kJ/mol，SS：266 kJ/mol，S=O：522 kJ/mol，HO：464 kJ/mol。,(2)標(biāo)準(zhǔn)狀況下，將a L H2S與b L SO2混合進行上述反應(yīng)，當(dāng)a2b時，反應(yīng)放熱_kJ，當(dāng)a2b時，反應(yīng)放熱_kJ。,【思路點撥】,(2)當(dāng)a2b時，硫化氫過量，依據(jù)SO2計算；當(dāng)a2b時，SO2過量，依據(jù)H2S計算。,變式訓(xùn)練2煤燃燒的反應(yīng)熱可通過以下兩個途徑

9、來利用： a利用煤在充足的空氣中直接燃燒產(chǎn)生的反應(yīng)熱； b先使煤與水蒸氣反應(yīng)得到氫氣和一氧化碳,然后使得到的氫氣和一氧化碳在充足的空氣中燃燒。 這兩個過程的熱化學(xué)方程式為：,試回答下列問題： (1)與途徑a相比，途徑b有較多的優(yōu)點，即_ _。 (2)上述四個熱化學(xué)方程式中H0的反應(yīng)有_。,(3)等質(zhì)量的煤分別通過以上兩條不同的途徑產(chǎn)生的可利用的總能量關(guān)系正確的是_。 Aa比b多Ba比b少 Ca與b在理論上相同 D兩者無法比較 (4)根據(jù)能量守恒定律，E1、E2、E3、E4之間的關(guān)系為_。,解析：(1)與途徑a相比，途徑b的優(yōu)點主要有：煤的利用率高；變成氣體燃料后，運輸方便；使燃料充分燃燒。 (

10、2)上述四個反應(yīng)中為放熱反應(yīng)，H0。 (3)根據(jù)蓋斯定律，等質(zhì)量的煤分別通過以上兩條不同的途徑產(chǎn)生的可利用的總能量相同。 (4)根據(jù)蓋斯定律可知：E1E2E3E4。,答案：(1)煤的利用率高；變成氣體燃料后，運輸方便；使燃料充分燃燒(2)(3)C (4)E1E2E3E4,反應(yīng)熱大小的比較,比較反應(yīng)熱的大小，一般從以下幾個方面考慮： 1比較“反應(yīng)熱”或H的大小時，必須帶“”“”符號；比較“燃燒熱”“中和熱”時，只需比較數(shù)值大小即可。 2參加反應(yīng)的物質(zhì)的量不同，則反應(yīng)熱的數(shù)值也會發(fā)生相應(yīng)的變化，如1 mol H2完全燃燒生成液態(tài)水時放出285.8 kJ的熱量，2 mol H2完全燃燒生成液態(tài)水時則

11、放出571.6 kJ的熱量。,4同一反應(yīng)中物質(zhì)的聚集狀態(tài)不同，反應(yīng)熱數(shù)值大小也不同。例如，S(g)O2(g)=SO2(g)H1Q1；S(s)O2(g)=SO2(g)H2Q2，可以理解成固態(tài)硫變成氣態(tài)硫后再發(fā)生變化，而由固態(tài)到氣態(tài)是需要吸收能量的，所以Q1Q2、H1H2，故當(dāng)同一反應(yīng)中只由于聚集狀態(tài)不同比較反應(yīng)熱的大小時，反應(yīng)物為固態(tài),時放出的熱量少，當(dāng)生成物為固態(tài)時放出的熱量多。 5中和熱為稀溶液中強酸和強堿生成1 mol H2O時的反應(yīng)熱。但當(dāng)酸為濃硫酸時，由于濃硫酸溶解放熱，此時生成1 mol H2O放出熱量大于57.3 kJ。,(2011年江蘇鹽城調(diào)研)下列各組熱化學(xué)方程式中，化學(xué)反應(yīng)的

12、H前者大于后者的是() C(s)O2(g)=CO2(g)H1 C(s)1/2O2(g)=CO(g)H2 S(s)O2(g)=SO2(g)H3 S(g)O2(g)=SO2(g)H4,A B C D 【思路點撥】解答本題要注意以下兩點： (1)依據(jù)蓋斯定律，設(shè)計合理的途徑。 (2)注意H的正負號問題，作出正確判斷。,【解析】,因此，H前者大于后者的有。 【答案】C,2H2(g)O2(g)=2H2O(g)HQ1 kJ/ mol 2H2(g)O2(g)=2H2O(l)HQ2 kJ/mol A B C D,解析：選D。分步進行的放熱反應(yīng)，反應(yīng)進行程度越深，放出的熱量越多，即炭燃燒生成CO2時放熱多，Q1

13、Q2；水蒸氣變成液態(tài)水要放出熱量，故H2燃燒生成液態(tài)水時放熱多，Q1Q2。,探究整合應(yīng)用,新能源的寵兒可燃冰 有專家預(yù)測，可燃冰至少能為人類提供1000年的能源，將來它有望替代煤、石油和天然氣，成為“21世紀(jì)的新能源”。 可燃冰是1983年被發(fā)現(xiàn)的，這種可用火柴點燃，能像蠟燭一樣燃燒的天然氣水合物是在海底低溫、高壓下形成的外形與冰相似的結(jié),晶體。由于含有大量的甲烷可燃性氣體，可燃冰極易燃燒，而且燃燒造成的污染較少。世界上可燃冰的總儲量非常大，據(jù)估算，其有機碳含量大約相當(dāng)于全世界已知煤炭、石油和天然氣總量的2倍。這些可燃冰資源可滿足人類未來1000年的需要。世界上已發(fā)現(xiàn)的可燃冰分布區(qū)多達116處

14、，其礦層之厚、規(guī)模之大，是常規(guī)的天然氣田無法比擬的。,天然可燃冰呈固態(tài)，不會像石油開采那樣自噴流出。為了獲取這種清潔能源，世界上許多國家都在研究天然可燃冰的開采方法。科學(xué)家們認為，一旦開采技術(shù)獲得突破性進展，那么可燃冰立刻就會成為主要能源。相反，如果開采不當(dāng)，后果將是災(zāi)難性的。在導(dǎo)致全球氣候變暖方面，甲烷所起的作用比二氧化碳要大1020倍；而可燃冰礦藏哪怕受到最小的破壞，都,足以導(dǎo)致甲烷氣體的大量泄漏，從而引起強烈的溫室效應(yīng)。另外，陸緣海邊的可燃冰開采起來十分困難，一旦發(fā)生井噴事故，就會造成海嘯、海底滑坡、海水毒化等災(zāi)害。所以，可燃冰的開發(fā)利用就像一柄“雙刃劍”，需要慎重對待。,可燃冰中蘊藏著大量的甲烷，有望成為未來新能源。已知1 mol CH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)H2O時放出的熱量為890.3 kJ，當(dāng)它不完全燃燒生成CO氣體和液態(tài)H2O時，放出的熱量為51