反应热的计算化学选修4同步优质系列教案

1.3.2反应热的计算

〖教学流程〗

旧知复习→例题探究→归纳总结→教学评价。

(提问)反应热、燃烧热的概念?盖斯定律?

〖板书〗二、化学反应热的计算

1.已知一定量的物质参加反应放出的热量,计算反应热。

〖例题1〗课本例1和例2

〖板书〗2.利用盖斯定律求反应热:方法一是设计反应过程;方法二是方程式加合法

〖例题2〗已知P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s)ΔH═—.2kJ/mol

P(s、红磷)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s)ΔH═—.5kJ/mol

试写出白磷转化为红磷的热化学方程式。

(解析)根据盖斯定律,

可设计如图转化过程:

ΔH═—.2kJ/mol—(—4×.5kJ/mol)

═—29.2kJ/mol

所以白磷转化为红磷的热化学方程式为

P4(s、白磷)═4P(s、红磷)ΔH═—29.2kJ/mol。

〖例题3〗课本例3

(总结)热化学方程式变形时应注意:①ΔH与计量数成正比;②热化学方程式加减、移项合并同类项、倍数;③正逆反应ΔH的符号相反;④反应热的数值为字母时,最后ΔH正负号的处理。

〖板书〗3.反应热大小比较

〖例题4〗在同温同压下,下列各组热化学方程式中,Q2>Q1的是(AC)

A.2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)ΔH═—Q1kJ/mol

2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)ΔH═—Q2kJ/mol

B.S(g)+O2(g)═SO2(g)ΔH═—Q1kJ/mol

S(s)+O2(g)═SO2(g)ΔH═—Q2kJ/mol

C.C(s)+1/2O2(g)═CO(g)ΔH═—Q1kJ/mol

C(s)+O2(g)═CO2(g)ΔH═—Q2kJ/mol

D.H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g)ΔH═—Q1kJ/mol

1/2H2(g)+1/2Cl2(g)═HCl(g)ΔH═—Q2kJ/mol

〖板书〗4.利用键能计算反应热

〖例题5〗拆开1molH─H键、1molN─H键、1molN≡N键分别需要吸收的能量是kJ、kJ、kJ,则1molN2完全反应生成NH3时的反应热为△H=—92kJ/mol;1molH2完全反应生成NH3时的反应热为△H=—30.6kJ/mol。

(教学评价)

1.(·辽宁五校联考)下列示意图表示正确的是(D)

A               B

C               

D

A.A图表示Fe2O3(s)+3CO(g)===2Fe(s)+3CO2(g) ΔH1=+26.7kJ·mol-1反应的能量变化

B.B图表示碳的燃烧热

C.实验的环境温度为20℃,将物质的量浓度相等、体积分别为V1、V2的H2SO4、NaOH溶液混合,测量混合液温度,结果如图C(已知:V1+V2=60mL)

D.已知稳定性顺序:B<A<C,某反应由两步反应A

B

C构成,反应过程中的能量变化曲线如图D(E1、E3表示两反应的活化能)

2.丙烷燃烧可以通过以下两种途径:

途径Ⅰ:C3H8(g)+5O2(g)

3CO2(g)+4H2O(l)ΔH=-akJ·mol-1

途径Ⅱ:C3H8(g)

C3H6(g)+H2(g)ΔH=+bkJ·mol-1

2C3H6(g)+9O2(g)

6CO2(g)+6H2O(l)ΔH=-ckJ·mol-1

2H2(g)+O2(g)

2H2O(l) ΔH=-dkJ·mol-1(a、b、c、d均为正值)。

请回答下列问题:

(1)判断等量的丙烷通过两种途径放出的热量,途径Ⅰ放出的热量      (填“大于”“等于”或“小于”)途径Ⅱ放出的热量。

(2)在C3H8(g)

C3H6(g)+H2(g)的反应中,反应物具有的总能量      (填“大于”“等于”或“小于”)生成物具有的总能量,那么在化学反应时,反应物就需要    (填“放出”或“吸收”)能量才能转化为生成物。

(3)b与a、c、d的数学关系式是          。

答案:(1)等于 (2)小于 吸收(3)b=

+

-a

3.(·湖南四校联考)CO和NO是汽车尾气的主要成分,它们能缓慢地发生反应Ⅰ:2CO(g)+2NO(g)

N2(g)+2CO2(g)。

(1)汽车行驶时,N2和O2在电火花作用下产生NO,各物质所含化学键键能数据如下表:

物质

N2

O2

NO

化学键键能/(kJ·mol-1)

相同条件下,N2、O2、NO三种物质中最稳定的是______;反应N2(g)+O2(g)===2NO(g)的反应热ΔH=________。

(2)工业上可通过CO和H2化合制备甲醇,反应的化学方程式为CO+2H2

CH3OH。

已知:①CO(g)+2(1)O2(g)===CO2(g) ΔH=-kJ·mol-1

②H2(g)+2(1)O2(g)===H2O(g) ΔH=-kJ·mol-1

③CH3OH(g)+2(3)O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-kJ·mol-1

写出工业上用CO和H2合成CH3OH(g)的热化学方程式:_______________。

(3)反应Ⅰ在常温下可以自发进行,则该反应的正反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。

(4)为减少汽车尾气污染,下列措施合理的有________(填字母)。

A.开发氢能源

B.寻找反应Ⅰ的高效催化剂

C.市民大量移居城市郊区

D.戴上呼吸面具

解析:(1)由表格中的化学键键能数据可知,N2的键能最大,即要断裂N≡N键消耗的能量最多,故其最稳定。结合表格中的键能数据可知,N2(g)+O2(g)===2NO(g)的ΔH=kJ·mol-1+kJ·mol-1-2×kJ·mol-1=+kJ·mol-1。(2)根据盖斯定律,由①+2×②-③,可得CO与H2转化为CH3OH(g)的热化学方程式为CO(g)+2H2(g)

CH3OH(g) ΔH=-kJ·mol-1。(3)反应Ⅰ为熵减反应,根据ΔH-TΔS0反应自发进行知,该反应要自发进行,ΔH0。(4)开发新能源,可以减少化石燃料的使用,从而减少汽车尾气污染,A项正确;高效催化剂可降低反应的活化能,在平常条件下污染物就能转化为无毒物质,B项正确;移居郊外、戴呼吸面具只是个人防止毒害的方法,尾气污染一直存在,C、D项错误。

答案:(1)N2 +kJ·mol-1

(2)CO(g)+2H2(g)

CH3OH(g) ΔH=-kJ·mol-1

(3)放热 (4)AB

反应热是化学方程式中的一部分,因此有关化学方程式计算的方法和技巧在反应热的计算中均适用,如十字交叉法、列方程组法、极限分析法、平均值法等。

P




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