高中魯科版化學1.1 《化學反應的熱效應》課件 第2課時選修4

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歡迎進入化學課堂 第2課時反應焓變的計算 1 了解焓變的比較方法及焓變的簡單計算 2 理解蓋斯定律的含義 能運用蓋斯定律進行有關(guān)反應熱的簡單計算 課程標準導航 1 蓋斯定律的內(nèi)容化學反應的焓變只與反應的 有關(guān) 與反應的途徑無關(guān) 一個化學反應無論是一步完成還是分幾步完成 其反應 都是一樣的 如圖所示 始態(tài)和終態(tài) 焓變 H 或 H1 H2 H3 H4 H5 2 蓋斯定律的科學意義對于無法或較難通過實驗測得反應焓變的反應 可應用蓋斯定律計算求得 3 蓋斯定律的應用若一個化學方程式可由另外幾個化學方程式相加減而得到 則該化學反應的焓變即為這幾個化學反應焓變的 代數(shù)和 2 原創(chuàng)題 已知2H2 g O2 g 2H2O l H 571 6kJ mol 1 2H2 g O2 g 2H2O g H 483 6kJ mol 1 H2O l H2O g H QkJ mol 1 則Q為 A 44B 44C 88D 88 3 在298K 100kPa時 已知 2H2O g O2 g 2H2 g H1 Cl2 g H2 g 2HCl g H2 2Cl2 g 2H2O g 4HCl g O2 g H3 則 H3與 H1和 H2間的關(guān)系正確的是 A H3 H1 2 H2B H3 H1 H2C H3 H1 2 H2D H3 H1 H2解析 選A 由蓋斯定律 2 探究導引1書寫熱化學方程式時為何要注明物質(zhì)的聚集狀態(tài) 提示 物質(zhì)發(fā)生狀態(tài)變化時伴隨能量的變化 探究導引2比較反應焓變時 是比較其代數(shù)值還是絕對值 提示 比較反應焓變的大小時 可根據(jù)蓋斯定律比較 但要注意比較的是 H還是熱量 比較 H時 比的是其代數(shù)值 要帶正 負號進行比較 在比較兩個反應熱效應的大小時 應取 H的絕對值比較 要點歸納1 比較方法 1 吸熱反應與放熱反應吸熱反應 H 0 放熱反應 H 0 故吸熱反應的反應熱一定大于放熱反應的反應熱 2 反應物或生成物狀態(tài)不同的反應因為反應物和生成物的聚集狀態(tài)不同 反應熱亦不同 3 化學計量數(shù)不同的反應對于同一反應 化學計量數(shù)越大 吸收或放出的熱量就越多 4 運用蓋斯定律列等式作差比較對于一些不便于直接比較的反應或過程 可以設計循環(huán)轉(zhuǎn)化關(guān)系圖 然后利用蓋斯定律列等式 作差比較它們的大小 2 H大小比較的應用 1 比較物質(zhì)穩(wěn)定性的強弱 2 應用反應熱的大小可以判斷金屬 非金屬的活潑性 因為金屬原子失去電子時 會吸收能量 吸熱越少 越易失去電子 金屬越活潑 非金屬原子得到電子時 會放出能量 放熱越多 非金屬越活潑 即時應用1 2011 宿州高二質(zhì)檢 在同溫同壓下 下列各組熱化學方程式中 Q2 Q1的是 雙選 A 2H2 g O2 g 2H2O g H Q12H2 g O2 g 2H2O l H Q2B S g O2 g SO2 g H Q1S s O2 g SO2 g H Q2 C C s 1 2O2 g CO g H Q1C s O2 g CO2 g H Q2D H2 g Cl2 g 2HCl g H Q11 2H2 g 1 2Cl2 g HCl g H Q2 解析 選AC 本題考查 H的比較 注意比較的是 H的大小 A項兩方程式中只有H2O的狀態(tài)不相同 生成液態(tài)水會放出更多的熱量 故Q1Q2 C項中第一個方程式為碳的不完全燃燒 第二個方程式為等量碳的完全燃燒 完全燃燒比不完全燃燒放出的能量多 Q2 Q1 D項中第一個方程式系數(shù)是第二個方程式的2倍 H也應為其2倍 Q1 Q2 本題也可借助蓋斯定律求兩方程式之差來解決 探究導引3利用蓋斯定律應注意哪些問題 提示 利用蓋斯定律應注意以下的幾點 一個熱化學方程式中分子式前的系數(shù)同時擴大一定的倍數(shù)時 焓變也相應地擴大相同的倍數(shù) 若將一個熱化學方程式中的反應物與生成物互換 則焓變的正負號也相應地改變 若熱化學方程式相加 則焓變也相加 若熱化學方程式相減 則焓變也相減 要點歸納1 根據(jù)熱化學方程式進行計算 焓變與反應物各物質(zhì)的物質(zhì)的量成正比 如 2H2 g O2 g 2H2O l H1 571 6kJ mol 1 生成2molH2O l H 571 6kJ mol 1 生成1molH2O l H 285 8kJ mol 1 2 根據(jù)反應物和生成物的總能量計算 H E生成物 E反應物 3 依據(jù)反應物化學鍵斷裂與生成物化學鍵形成過程中的能量變化計算 H 反應物的化學鍵斷裂吸收的能量 生成物的化學鍵形成釋放的能量 4 根據(jù)蓋斯定律的計算化學反應的反應熱只與反應的始態(tài) 各反應物 和終態(tài) 各生成物 有關(guān) 而與反應的途徑無關(guān) 即如果一個反應可以分步進行 則各分步反應的反應熱之和與該反應一步完成時的反應熱是相同的 應用蓋斯定律常用以下兩種方法 2 合理設計反應途徑如由圖可得 H H1 H2 5 根據(jù)比熱公式求算 Q c m T 即時應用 由此可知C s H2O g CO g H2 g H3則 H3等于 A 131 3kJ mol 1B 131 3kJ mol 1C 373 1kJ mol 1D 373 1kJ mol 1 發(fā)射衛(wèi)星時可用肼 N2H4 為燃料 用二氧化氮為氧化劑 這兩種物質(zhì)反應生成氮氣和水蒸氣 已知 N2 g 2O2 g 2NO2 g H1 67 7kJ mol 1 N2H4 g O2 g N2 g 2H2O g H2 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 解析 由題意可知N2 g 2O2 g 2NO2 g H1 67 7kJ mol 1 N2H4 g O2 g N2 g 2H2O g H2 534kJ mol 1 根據(jù)蓋斯定律 反應物中消去O2可得到N2H4和NO2的反應 令 2 得2N2H4 g N2 g 2N2 g 4H2O g 2NO2 g H 2 H2 H1整理得2N2H4 g 2NO2 g 3N2 g 4H2O g H 2 H2 H1 534kJ mol 1 2 67 7kJ mol 1 1135 7kJ mol 1 則1molN2H4與NO2完全反應時放出的熱量為567 85kJ 規(guī)律方法 運用蓋斯定律解題的常用方法 1 虛擬路徑法如C s O2 g CO2 g 可設置如下 H1 H2 H3 2012 鄭州一中高二期中考試 已知25 101kPa條件下 4Al s 3O2 g 2Al2O3 s H 2834 9kJ mol 1 4Al s 2O3 g 2Al2O3 s H 3119 1kJ mol 1由此得出的正確結(jié)論是 A 等質(zhì)量的O2比O3能量低 由O2變O3為吸熱反應B 等質(zhì)量的O2比O3能量低 由O2變O3為放熱反應C O3比O2穩(wěn)定 由O2變O3為吸熱反應D O2比O3穩(wěn)定 由O2變O3為放熱反應 解析 據(jù)蓋斯定律 式 式得 3O2 g 2O3 g H 284 2kJ mol 1即等質(zhì)量的O2比O3能量低 O2比O3穩(wěn)定 O2變O3為吸熱反應 答案 A 經(jīng)典案例 將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣是通過化學方法將煤轉(zhuǎn)化為潔凈燃料的方法之一 煤轉(zhuǎn)化為水煤氣的主要化學反應為 C H2O g CO H2 C s CO g 和H2 g 完全燃燒的熱化學方程式為 C s O2 g CO2 g H1 393 5kJ mol 1 H2 g 1 2O2 g H2O g H2 242 0kJ mol 1 CO g 1 2O2 g CO2 g H3 283 0kJ mol 1 試回答 1 請你根據(jù)以上數(shù)據(jù) 寫出C s 與水蒸氣反應生成CO和H2的熱化學方程式 2 比較反應熱數(shù)據(jù)可知 1molCO g 和1molH2 g 完全燃燒放出的熱量之和 比1molC s 完全燃燒放出的熱量 填 多 或 少 甲同學據(jù)此認為 煤炭燃燒時加少量水 可以使煤炭燃燒放出更多的熱量 乙同學根據(jù)蓋斯定律做出了下列循環(huán)圖 請你寫出 H1 H2 H3 H4之間存在的關(guān)系式 乙同學據(jù)此認為 將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣再燃燒 放出的熱量與直接燃燒煤放出的熱量相同 請分析 甲 乙兩同學觀點正確的是 填 甲 或 乙 同學 另一同學出現(xiàn)錯誤觀點的原因是 3 請分析將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣再燃燒有哪些優(yōu)點 解析 1 2 1molCO和1molH2完全燃燒共放熱 Q1 242 0kJ 283 0kJ 525 0kJ1molC完全燃燒放熱Q2 393 5kJ Q1 Q2由于反應熱只與始態(tài)和終態(tài)有關(guān) 與途徑無關(guān) 所以 H1 H2 H3 H4 由能量守恒可知 乙同學的觀點正確 因為雖然由比較的數(shù)據(jù)得出1molCO和1molH2完全燃燒放熱的和比1molC完全燃燒放熱多 但甲同學違背了能量守恒 忽視了C s H2O g CO g H2 g 為吸熱反應 3 將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣再燃燒 一方面提高了燃燒效率 另一方面減少了污染 答案 1 C s H2O g CO g H2 g H 131 5kJ mol 1 2 多 H1 H2 H3 H4乙忽視了C與水蒸氣反應時需吸熱 3 將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣后 一個優(yōu)點是燃料更易充分燃燒 提高了燃燒效率 減少了能源的浪費 另一個優(yōu)點是在燃料燃燒過程中減少了SO2 粉塵等污染物的排放 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全