高中化學 第1章 化學反應與能量 第3節(jié) 化學反應熱的計算課件 新人教版選修4.ppt

成才之路 化學,路漫漫其修遠兮 吾將上下而求索,人教版 選修,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,新知導學,分幾步,相同,始態(tài),終態(tài),途徑,發(fā)生變化,物質,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,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？,自主探究,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。,化學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？ 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。,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，大小只由始終定；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。,蓋斯定律,教材點撥,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(如圖)，不管選哪一條路走，從A點到B點，山的海拔總是不變。,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：H1H2H3,(2015經典習題選萃)實驗中不能直接測出由石墨和氫氣反應生成甲烷的H，但可測出下面幾個反應的熱效應：,典例透析,【解析】 方法一：因為反應式和之間有以下關系：2。 所以H4H22H3H1393.52(285.8)(890.3)74.8(kJmol1) 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，H4H22H3H174.8 kJmol1 【答案】 H474.8 kJmol1,【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，H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，H也同樣要進行加減運算，且要帶“”“”符號，即把H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H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。,1(2015重慶理綜)黑火藥是中國古代的四大發(fā)明之一，其爆炸的熱化學方程式為： S(s)2KNO3(s)3C(s)=K2S(s)N2(g)3CO2(g) Hx kJmol1 已知：碳的燃燒熱H1a kJmol1 S(s)2K(s)=K2S(s) H2b kJmol1 2K(s)N2(g)3O2(g)=2KNO3(s) H3c kJmol1 則x為( ) A3abc Bc3ab Cabc Dcab,變式訓練,解析：本題已知的三個熱化學方程式為： C(s)O2(g)=CO2(g) H1a kJmol1 S(s)2K(s)=K2S(s) H2b kJmol1 2K(s)N2(g)3O2(g)=2KNO3(s) H3c kJmol1 由蓋斯定律可推出，3可得熱化學方程式S(s)2KNO3(s)3C(s)=K2S(s)N2(g)3CO2(g) Hx kJmol1(3abc)kJmol1，因此A項正確。 答案：A,1反應熱的計算方法和類型 (1)根據熱化學方程式計算：反應熱與反應物各物質的物質的量成正比。 (2)根據反應物和生成物的能量計算：H生成物的能量和反應物的能量和。,反應熱的計算,教材點撥,(3)根據反應物和生成物的鍵能計算：H反應物的鍵能和生成物的鍵能和。 (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)H。 (6)根據公式進行計算：Qcmt。,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H相對應，如果化學計量數加倍，則H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H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。,(2015經典習題選萃)在298 K、1.01105 Pa下，將22 g CO2通入750 mL 1 molL1 NaOH溶液中充分反應，測得反應放熱x kJ。已知在該條件下，將1 mol CO2通入1 L 2 molL1 NaOH溶液中充分反應放出y kJ的熱量。則CO2與NaOH溶液反應生成NaHCO3的熱化學方程式書寫正確的是( ),典例透析,ACO2(g)NaOH(aq)=NaHCO3(aq) H(2yx)kJmol1 BCO2(g)NaOH(aq)=NaHCO3(aq) H(2xy)kJmol1 CCO2(g)NaOH(aq)=NaHCO3(aq) H(4xy)kJmol1 D2CO2(g)2NaOH(l)=2NaHCO3(l) H(8x2y) kJmol1,1 mol CO2通入1 L 2 molL1 NaOH溶液中充分反應放出y kJ的熱量，可得CO2(g)2NaOH(aq)=Na2CO3(aq)H2O(l) Hy kJmol1。4，得CO2(g)NaOH (aq) =NaHCO3(aq) H(4xy)kJmol1，故C項正確。D項中NaOH、NaHCO3存在于溶液中，不是液體，故D項錯誤。 【答案】 C,(1)實驗測得，5 g甲醇(CH3OH)在氧氣中充分燃燒生成二氧化碳氣體和液態(tài)水時釋放出113.5 kJ 的熱量，試寫出甲醇燃燒的熱化學方程式：_。,(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：C(石墨，s)O2(g)=CO2(g) H1393.5 kJ/mol 2H2(g)O2(g)=2H2O(l) H2571.6 kJ/mol 2C2H2(g)5O2(g)=4CO2(g)2H2O(l) H32 599 kJ/mol 根據蓋斯定律，計算298 K時由C(石墨，s)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反應的焓變：_。,變式訓練,解析：根據蓋斯定律，由第二個反應減去第一個反應可得：C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)，則H3H2H1110.5 kJmol1(241.8 kJmol1)131.3 kJmol1，A項正確。 答案：A,3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H表示生成1 mol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1 mol PCl5的H3_，P和Cl2一步反應生成1 mol PCl5的H4_(填“”“”或“”)H3。,【答案】 B,解析：將方程式依次編號為、，由蓋斯定律得：，即H3H1H2351.1 kJ/mol(90.7 kJ/mol)260.4 kJ/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、，應用蓋斯定律，由反應2即可解題。 答案：D,4(2014高考重慶卷)已知：C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g) Ha kJmol1 2C(s)O2(g)=2CO(g) H220 kJmol1 HH、O=O和OH鍵的鍵能分別為436、496和462 kJmol1，則a為( ) A332 B118 C350 D130,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) H(2a220) kJmol1，則有：4462 kJmol12436 kJmol1496 kJmol1(2a220) kJmol1，解得a130，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1 mol H2O含有2 mol HO鍵，導致計算錯誤。,5CO和H2可作為能源和化工原料，應用十分廣泛。 已知：C(s)O2(g)=CO2(g) H1393.5 kJmol1 2H2(g)O2(g)=2H2O(g) H2483.6 kJmol1 C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g) H3131.3 kJmol1 則反應CO(g)H2(g)O2(g)=H2O(g)CO2(g)的H_kJmol1。 標準狀況下的水煤氣(CO、H2)33.6 L與氧氣反應生成CO2和H2O，反應過程中轉移_mol電子。,答案：524.8 3,蓋斯簡介 蓋斯，瑞士化學家，1802年8月8日生于瑞士日內瓦市一個畫家家庭，三歲時隨父親定居俄國莫斯科，因而在俄國上學和工作。1825年畢業(yè)于多爾帕特大學醫(yī)學系，并獲得醫(yī)學博士學位。1826年棄醫(yī)專攻化學，并到瑞典斯德哥爾摩柏濟力阿斯實驗室專修化學，從此與柏濟力阿斯結成了深厚的友誼?；貒蟮綖趵瓲栕龅刭|調查和勘探工作，后又到伊爾庫茨克研究礦物。1828年由于在化學上的卓越貢獻被選為圣彼得堡科學院院士，旋即被聘為圣彼得堡工藝學院理論化學教授兼中央師范學院和礦業(yè)學院教授。,蓋斯早年從事分析化學的研究，曾對巴庫附近的礦物和天然氣進行分析，作出了一定成績，之后還曾發(fā)現蔗糖可氧化成糖二酸。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熱量。1840年經過許多次實驗，他總結出一條規(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。這就是舉世聞名的蓋斯定律。,