第三节 化学反应热的计算,阅读思考,自主检测,任务一、阅读教材第11页到第12页,回答下列问题: 1.盖斯定律的内容是什么? 提示不管化学反应是一步完成或分成几步完成,其反应热是相同的。换句话说,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。 2.如何利用教材第12页的两个热化学方程式计算CCO的焓变? 提示利用盖斯定律计算,具体过程见教材第12页。 任务二、认真阅读教材第12页到第13页的内容,尝试解答教材中的例题1、例题2、例题3,体会如何利用热化学方程式、燃烧热和盖斯定律计算反应的反应热。,阅读思考,自主检测,已知: A.-317.3 kJmol-1 B.-379.3 kJmol-1 C.-332.8 kJmol-1 D.+317.3 kJmol-1 解析:H=H1-H2=-348.3 kJmol-1-(-31.0 kJmol-1)=-317.3 kJmol-1。 答案:A,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,探究问题 1.盖斯定律的本质是什么?如何用图示法表示盖斯定律? 提示盖斯定律的本质是能量守恒。用图示可表示为 H=H1+H2=H3+H4+H5,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,提示要计算 的反应热,分析已知的两个热化学方程式,可得到如下图所示的关系: 即,H=H1-H2 还可以利用化学键断裂与形成时的能量变化、热化学方程式、燃烧热、中和热等计算反应热。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,一、盖斯定律 1.内容 对于一个化学反应,无论是一步完成还是分几步完成,其反应焓变都是一样的。即化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。 2.意义 间接计算某些反应的反应热。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,3.应用,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,二、反应热的计算 1.主要依据 热化学方程式、化学键断裂与形成时的能量变化、盖斯定律及燃烧热、中和热等。 2.主要方法 (1)根据热化学方程式计算。 反应热与反应物和生成物各物质的物质的量成正比。 (2)根据反应物和生成物的总能量计算。 H=E生成物-E反应物。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,(3)依据反应物化学键断裂与生成物化学键形成过程中的能量变化计算。 H=E反应物的化学键断裂吸收的能量-E生成物的化学键形成释放的能量 (4)根据盖斯定律计算。 化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关,而与反应的途径无关。即如果一个反应可以分步进行,则各分步反应的反应热之和与该反应一步完成时的反应热是相同的。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,考向一 盖斯定律的应用 【例题1】 实验中不能直接测出由石墨与氢气反应生成甲烷的H,但可测出下面几个反应的热效应:,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,解析:因为反应式和之间有以下关系:+2-=。 所以H4=H2+2H3-H1=-393.5 kJmol-1+2(-285.8 kJmol-1)-(-890.31 kJmol-1)-74.8 kJmol-1。 答案:H4=-74.8 kJmol-1,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,规律方法点拨 (1)盖斯定律应用的常用方法: 虚拟路径法: 若反应物A变为生成物D,可以有两个途径: a.由A直接变成D,反应热为H; b.由A经过B变成C,再由C变成D,每步的反应热分别为H1、H2、H3,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,加和法: 利用加和法计算反应焓变一般要经过4步: a.确定待求反应的化学方程式。 b.找出待求热化学方程式中各物质出现在已知方程式中的位置(是同侧还是异侧)。 c.根据待求方程式中各物质的化学计量数通过乘除来调整已知反应的化学计量数。 d.对处理后的已知热化学方程式进行加和(利用同侧相加,异侧相减原则),计算待求反应的焓变。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,(2)应用盖斯定律计算反应热时应注意的问题: 首先要明确所求反应的始态和终态,各物质的化学计量数;判断该反应的吸、放热情况。 不同途径对应的最终结果应一样。 当热化学方程式乘以或除以某一个数时,H也应乘以或除以同一个数;方程式进行加减运算时,H也同样要进行加减运算,注意各步反应H的正负。 将一个热化学方程式逆向书写时,H的符号也随之改变,但绝对值不变。 在设计反应过程中,会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互转化,状态由固液气变化时,会吸热;反之会放热。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,答案:C,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,考向二 利用燃烧热计算反应热 【例题2】 工业上利用天然气(主要成分为CH4)与CO2进行高温重整制备CO,已知CH4、H2和CO的燃烧热H分别为-890.3 kJmol-1、-285.8 kJmol-1和-283.0 kJmol-1,则生成1 m3(标准状况)CO所需热量为 。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,答案:5 520 kJ,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,规律方法点拨 利用燃烧热进行反应热的有关计算时,一般首先根据题给数据写出表示物质燃烧热的热化学方程式,然后结合盖斯定律进行相关计算。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,成功体验2甲烷的燃烧热H=-890.3 kJ mol-1,1 kg CH4在25 、101 kPa时充分燃烧生成液态水放出的热量约为( ) A.-5.56104 kJ mol-1 B.5.56104 kJ mol-1 C.5.56104 kJ D.-5.56104 kJ 解析:16 g CH4燃烧放出890.3 kJ热量,1 kg CH4燃烧放出的热量为 1 000 g=55 643.75 kJ5.56104 kJ。 答案:C,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,考向三 利用化学键断裂和形成时的能量变化值计算反应热 【例题3】 (2015全国改编)甲醇是重要的化工原料,又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主要反应如下: 已知反应中的相关化学键断裂时吸收的能量数据如下: 由此计算H1= kJmol-1,已知H2=-58 kJmol-1,则H3= kJmol-1。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,解析:(1)反应热等于断键吸收的能量与形成化学键所放出的能量的差值,则根据方程式CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)可知H1=1 076 kJmol-1+2436 kJmol-1-3413 kJmol-1-343 kJmol-1-465 kJmol-1=-99 kJmol-1。根据盖斯定律可知由-即可得到反应,则H3=-58 kJmol-1+99 kJmol-1=+41 kJmol-1。 答案:-99 +41 规律方法点拨 利用化学键断裂和形成时的能量变化值计算反应热的关键是理解反应热等于旧键断裂时的焓变与新键生成时的焓变的代数和。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,答案:D,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,1.在298 K、101 kPa时,已知: 则H3与H1和H2间的关系正确的是( ) A.H3=H1+2H2 B.H3=H1+H2 C.H3=H1-2H2 D.H3=H1-H2 解析:因为反应式之间存在关系:+2=,故H1+2H2=H3。 答案:A,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,2.已知25 、101 kPa条件下: 由此得出的正确结论是( ) A.等质量的O2比O3能量低,由O2变O3为吸热反应 B.等质量的O2比O3能量低,由O2变O3为放热反应 C.O3比O2稳定,由O2变O3为吸热反应 D.O2比O3稳定,由O2变O3为放热反应 解析:由-得:2O3(g) 3O2(g) H=-284.2 kJ mol-1,等质量的O2比O3能量低。 答案:A,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,3.标准状况下,气态分子断开1 mol化学键的焓变称为键焓。已知HH、HO和O=O键的键焓H分别为436 kJmol-1、463 kJmol-1和495 kJmol-1。下列热化学方程式正确的是( ),重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,答案:D,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,解析:根据盖斯定律,由-可得H=H1-H2=58.73 kJmol-1。 答案:Na2CO3H2O(s) Na2CO3(s)+H2O(g) H=+58.73 kJmol-1,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,5. 水煤气(主要成分是CO、H2)是重要的燃料和化工原料,可用水蒸气通过炽热的碳层制得。已知:,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,(1)将2.4 g碳转化为水煤气,再完全燃烧,整个过程的H=_ kJmol-1。 (2)由CO、H2在一定条件下获得汽油的替代品甲醇,甲醇的燃烧热H为-726.5 kJmol-1,试写出由CO、H2生成甲醇的热化学方程式: 。,重点难点探究,重要考向探究,随堂检测,